Тень чёрной дыры выдаёт её вращение экспресс

Оригинал: "Ring Asymmetry and Spin in M87*"
· Vadim Bernshteyn, Nicholas S. Conroy, Michi Bauböck, Paul Tiede, Abhishek V. Joshi, Ben S. Prather, Charles F. Gammie, the Event Horizon Telescope Collaboration, :, Kazunori Akiyama, Ezequiel Albentosa-Ruíz, Antxon Alberdi, Walter Alef, Juan Carlos Algaba, Richard Anantua, Keiichi Asada, Rebecca Azulay, Anne-Kathrin Baczko, David Ball, Bidisha Bandyopadhyay, John Barrett, Bradford A. Benson, Dan Bintley, Lindy Blackburn, Raymond Blundell, Katherine L. Bouman, Geoffrey C. Bower, Michael Bremer, Roger Brissenden, Silke Britzen, Avery E. Broderick, Dominique Broguiere, Thomas Bronzwaer, Sandra Bustamante, Douglas F. Carlos, John E. Carlstrom, Andrew Chael, Chi-kwan Chan, Dominic O. Chang, Koushik Chatterjee, Ming-Tang Chen, Yongjun Chen, Xiaopeng Cheng, Paul Chichura, Ilje Cho, John E. Conway, Thomas M. Crawford, Geoffrey B. Crew, Alejandro Cruz-Osorio, Yuzhu Cui, Brandon Curd, Rohan Dahale, Jordy Davelaar, Mariafelicia De Laurentis, Roger Deane, Jason Dexter, Vedant Dhruv, Indu K. Dihingia, Sheperd S. Doeleman, Sergio A. Dzib, Razieh Emami, Heino Falcke, Joseph Farah, Vincent L. Fish, Edward Fomalont, H. Alyson Ford, Marianna Foschi, Raquel Fraga-Encinas, William T. Freeman, Per Friberg, Christian M. Fromm, Antonio Fuentes, Peter Galison, Roberto García, Olivier Gentaz, Boris Georgiev, Ciriaco Goddi, Roman Gold, Arturo I. Gómez-Ruiz, José L. Gómez, Minfeng Gu, Mark Gurwell, Kazuhiro Hada, Daryl Haggard, Ronald Hesper, Dirk Heumann, Luis C. Ho, Paul Ho, Mareki Honma, Chih-Wei L. Huang, Lei Huang, David H. Hughes, Shiro Ikeda, C. M. Violette Impellizzeri, Makoto Inoue, Sara Issaoun, David J. James, Buell T. Jannuzi, Michael Janssen, Britton Jeter, Wu Jiang, Alejandra Jiménez-Rosales, Michael D. Johnson, Svetlana Jorstad, Adam C. Jones, Taehyun Jung, Tomohisa Kawashima, Garrett K. Keating, Mark Kettenis, Dong-Jin Kim, Jae-Young Kim, Jongsoo Kim, Junhan Kim, Motoki Kino, Jun Yi Koay, Prashant Kocherlakota, Yutaro Kofuji, Patrick M. Koch, Shoko Koyama, Carsten Kramer, Joana A. Kramer, Michael Kramer, Thomas P. Krichbaum, Cheng-Yu Kuo, Noemi La Bella, Deokhyeong Lee, Sang-Sung Lee, Aviad Levis, Shaoliang Li, Zhiyuan Li, Rocco Lico, Greg Lindahl, Michael Lindqvist, Mikhail Lisakov, Jun Liu, Kuo Liu, Elisabetta Liuzzo, Wen-Ping Lo, Andrei P. Lobanov, Laurent Loinard, Colin J. Lonsdale, Amy E. Lowitz, Ru-Sen Lu, Nicholas R. MacDonald, Jirong Mao, Nicola Marchili, Sera Markoff, Daniel P. Marrone, Alan P. Marscher, Iván Martí-Vidal, Satoki Matsushita, Lynn D. Matthews, Lia Medeiros, Karl M. Menten, Hugo Messias, Izumi Mizuno, Yosuke Mizuno, Joshua Montgomery, Kotaro Moriyama, Monika Moscibrodzka, Wanga Mulaudzi, Cornelia Müller, Hendrik Müller, Alejandro Mus, Gibwa Musoke, Ioannis Myserlis, Hiroshi Nagai, Neil M. Nagar, Dhanya G. Nair, Masanori Nakamura, Gopal Narayanan, Iniyan Natarajan, Antonios Nathanail, Santiago Navarro Fuentes, Joey Neilsen, Chunchong Ni, Michael A. Nowak, Hiroki Okino, Héctor Raúl Olivares Sánchez, Feryal Özel, Daniel C. M. Palumbo, Georgios Filippos Paraschos, Jongho Park, Harriet Parsons, Nimesh Patel, Ue-Li Pen, Dominic W. Pesce, Vincent Piétu, Alexander Plavin, Aleksandar PopStefanija, Oliver Porth, Giacomo Principe, Dimitrios Psaltis, Hung-Yi Pu, Alexandra Rahlin, Venkatessh Ramakrishnan, Ramprasad Rao, Mark G. Rawlings, Luciano Rezzolla, Angelo Ricarte, Luca Ricci, Bart Ripperda, Jan Röder, Freek Roelofs, Cristina Romero-Cañizales, Eduardo Ros, Arash Roshanineshat, Helge Rottmann, Alan L. Roy, Ignacio Ruiz, Chet Ruszczyk, Kazi L. J. Rygl, León D. S. Salas, Salvador Sánchez, David Sánchez-Argüelles, Miguel Sánchez-Portal, Mahito Sasada, Kaushik Satapathy, Saurabh, Tuomas Savolainen, Karl-Friedrich Schuster, Zhiqiang Shen, Sasikumar Silpa, Randall Smith, Bong Won Sohn, Jason SooHoo, Kamal Souccar, Joshua S. Stanway, He Sun, Alexandra J. Tetarenko, Remo P. J. Tilanus, Michael Titus, Kenji Toma, Pablo Torne, Teresa Toscano, Efthalia Traianou, Sascha Trippe, Matthew Turk, Ilse van Bemmel, Huib Jan van Langevelde, Daniel R. van Rossum, Sebastiano D. von Fellenberg, Jesse Vos, Jan Wagner, Derek Ward-Thompson, John Wardle, Jasmin E. Washington, Jonathan Weintroub, Maciek Wielgus, Kaj Wiik, Michael F. Wondrak, George N. Wong, Jompoj Wongphexhauxsorn, Qingwen Wu, Paul Yamaguchi, Aristomenis Yfantis, Doosoo Yoon, André Young, Ziri Younsi, Wei Yu, Feng Yuan, Ye-Fei Yuan, Ai-Ling Zeng, J. Anton Zensus, Shuo Zhang, Guang-Yao Zhao
arXiv:2601.00394 · 2026-01-01 · CC BY 4.0 · 1 мин
Кольцо света вокруг чёрной дыры M87* дрожит неравномерно — и эта дрожь рассказывает, как быстро дыра крутится.

В 2019 году астрономы показали первый в истории снимок тени чёрной дыры — тёмный провал, окружённый неровным оранжевым кольцом. Это сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики M87, в 55 миллионах световых лет от нас. Кольцо не просто светится: одна его сторона заметно ярче другой. Как будто костёр горит неровно — с одной стороны пламя выше.

Эта неровность — не случайный дефект снимка. Свет исходит от раскалённого газа, который кружится вокруг дыры перед тем, как упасть в неё. Газ движется с огромной скоростью, и та его часть, что летит к нам, кажется ярче. Но яркость меняется от снимка к снимку — газ бурлит, как вода в закипающей кастрюле. Учёные взяли три снимка M87*, сделанные в разные годы, и сравнили их с тысячами компьютерных моделей. В моделях меняли один параметр — скорость вращения самой чёрной дыры.

Чёрная дыра M87* весит как 6,5 миллиардов Солнц, а её тень на небе размером с теннисный мяч, если смотреть с Земли на Луну.

Оказалось, что очень медленное вращение плохо объясняет то, что мы видим. Слишком слабая дыра не смогла бы так сильно разгонять газ и делать одну сторону кольца стабильно ярче. Лучше всего снимкам соответствуют модели, где дыра крутится быстро. Это согласуется с тем, что из M87 бьёт гигантская струя плазмы длиной в тысячи световых лет — такие струи, по расчётам, запускаются именно вращением дыры.

Будущие наблюдения позволят уточнить, насколько быстро она вращается. Это важно не только для астрофизики: от скорости вращения зависит, как чёрная дыра росла — поглощала ли она вещество хаотично или аккуратно, по спирали. Тень чёрной дыры, как стрелка спидометра, показывает скрытую от глаз механику.

Чёрная дыра M87* настолько массивна, что её тень видна с Земли, хотя сама дыра находится в 55 миллионах световых лет от нас — как если бы разглядеть монету на Луне.

В фильме «Интерстеллар» чёрная дыра Гаргантюа показана с ярким кольцом, неровным из-за вращения — как раз то, что увидели у M87*.

Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingFritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl Schwarzschild
Понятия
м87 спин чёрной дыры переменность чёрной дыры аномалии излучения Хокинга EHT спиновый параметр горизонт событий устойчивость горизонта событий рингдаун радиус Шварцшильда энтропия Бекенштейна–Хокинга массовая инфляция релятивистские джеты железная линия фотонная сфера резонанс кротовой норы асимметрия излучение Хокинга экстремальная чёрная дыра эффективный спин