Интерпретация художника вращающейся сверхмассивной черной дыры с окружающим ее аккреционным диском и релятивистскими струями.
Как измерить вращение черной дыры: Эта диаграмма иллюстрирует главную модель для определения скорости вращения черных дыр. Три изображения показывают различные типы вращения:
- ретроградное - аккреционный диск движется в противоположном направлении от черной дыры;
- нет вращения;
- прямое вращение – диск вращается в том же направлении, что и черная дыра.
Две модели вращения черной дыры: Ученые измеряют скорость благодаря распространению рентгеновских лучей, окрашенных в разные цвета. Свет исходит из аккреционных дисков, которые циркулируют вокруг черных дыр. Для их излучения используются рентгеновские космические телескопы. Благодаря им можно отделить цвета и увидеть, насколько сильно отличается отпечаток железа, как это видно на обоих графиках.
Существует две модели, объясняющие это. Первая (вращение) полагает, что железо распространялось путем искажения, вызванного огромной силой притяжения черной дыры. Альтернативная модель считает, что закрывающие облака, лежащие вблизи черной дыры, искусственно искажали линии железа. Любая из этих моделей поможет измерить скорость вращения черных дыр.
Эта диаграмма демонстрирует электромагнитный спектр, выделяя рентгеновскую часть. Спектроскопический телескоп NuSTAR и телескоп Европейского космического агентства XMM-Newton дополняют друг друга, различая разные цвета рентгеновского света. XMM-Newton видит лучи с энергией от 0.1 до 10 кэВ «красной» части спектра, в то время как NuSTAR видит самую высокую энергию (самые «голубые» света – между 3 и 70 кэВ).
Это изображение, полученное с помощью XMM-Newton, показывает красивые спиральные рукава галактики NGC1365. Крупные регионы, наблюдаемые предыдущими спутниками, содержат так много фонового излучения, что излучение центральной черный дыры смешивается и разбавляется в нем. NuSTAR способен изолировать излучение черной дыры, что позволяет провести более точный анализ ее свойств.
Линии показывают две теоретические модели, объясняющие низкоэнергетическое рентгеновское излучение, наблюдаемое из галактики NGC1365. Красная линия объясняет излучение с использованием модели, в которой облака пыли и газа частично блокировали рентгеновские лучи света. А зеленая линия – модель, в которой излучение отражается от внутреннего края аккреционного диска, расположенного близко к черной дыре. Синие круги показывают измерения XMM-Newton, которые одинаково хорошо объясняются обеими моделями.
Две рентгеновские обсерватории лучше, чем одна: NuSTAR смогла показать, что скорость вращения черной дыры можно измерить окончательно. В этом ему помог XMM-Newton. В отличии от предыдущего графика, где были расписаны значения красной, зеленой и синей линий, здесь появляется желтая, сделанная NuSTAR. В то время, как обе модели одинаково хорошо подходят для данных XMM-Newton, для показателей NuSTAR подходит только модель диска отражения.