Czarna dziura rotuje z połową prędkości światła

W normalnych warunkach kwazar ten byłby zbyt słaby do dokładnych badań otoczenia czarnej dziury, ale astronomom udało się wykorzystać sprzyjające okoliczności: soczewkowanie grawitacyjne, czyli tak, jakby teleskop przygotowany przez naturę. Gdy pomiędzy obserwowanym obiektem a nami w jednej linii znajduje się duża masa, powoduje ona zakrzywienie biegu promieni świetlnych i działa jak soczewka.

Obiekt był obserwowany za pomocą dwóch kosmicznych teleskopów: Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra oraz XMM-Newton. Pierwszy należy do amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, a drugi do europejskiej ESA. Astronomowie zbadali dokładnie rentgenowskie widmo obiektu, ustalając rozkład promieniowania X dla różnych energii.

Dane pozwoliły obliczyć promień dysku materii spadającej na czarną dziurę, a następnie określić, jak szybki jest spin (obrót) obiektu. Okazało się, że jest to niemal połowa prędkości światła.

„Według naszych szacunków, promieniowanie rentgenowskie pochodzi z obszaru dysku położonego w odległości jedynie trzykrotnie większej niż horyzont zdarzeń czarnej dziury. Czarna dziura musi obracać się niesamowicie szybko skoro dysk jest w stanie przetrwać tak blisko niej” - powiedział Jon Miller z University of Michigan, jeden z autorów pracy.

Horyzont zdarzeń występuje wokół czarnej dziury w miejscu, w którym prędkość ucieczki przekracza prędkość światła. Jakiekolwiek światło wyemitowane z wnętrza horyzontu zdarzeń nie jest w stanie opuścić czarnej dziury.

Mierząc spin czarnej dziury naukowcy są w stanie określić, czy zwiększa się ona w wyniku olbrzymich kolizji, czy też w szeregu drobnych epizodów. Jeżeli spadek materii na czarną dziurą jest efektem zderzenia galaktyk, to prawdopodobnie materia zasilająca czarną dziurę spada z jednego kierunku, co prowadzi do szybszej rotacji. Natomiast gdy mamy do czynienia z obłokami międzygwiazdowymi albo gwiazdami pochłanianymi przez czarną dziurę, to zapewne zdarzenia takie zachodzą z losowych kierunków, co powinno skutkować wolniejszą rotacją czarnej dziury. W świetle tych przypuszczeń czarna dziura w RX J1131-1231 rozrastała się w wyniku pierwszej z wspominanych kategorii zdarzeń.