Чёрные дыры в общественном сознании часто представляются просто как объекты, поглощающие всё вокруг.
Однако они обладают вращением, которое может приближаться к световой скорости. Это вращение имеет критическое значение для понимания воздействия чёрных дыр на окружающий газ, формирования джетов и влияния на эволюцию галактик.
Учёные давно спорят о предельной скорости вращения чёрной дыры. В 1970-х годах Кип Торн рассчитал, что она может раскручиваться до 99,8% от скорости света, а дальнейший разгон ограничивается фотонами, испускаемыми горячим диском вещества, которые создают эффект торможения.
В 2004 году Чарльз Гэмми с коллегами предложил альтернативный взгляд: мощные магнитные выбросы, возникающие у быстро вращающейся дыры, сами действуют как тормоз, не позволяя превысить отметку около 93,75% скорости света.
Данные телескопа Event Horizon Telescope, который впервые получил прямые снимки чёрных дыр, могли бы разрешить этот спор.
Однако моделирование, проведённое группой астрономов из Университета Вирджинии под руководством Тиган Томас, показало, что пока это невозможно.
EHT объединяет радиотелескопы по всему миру в единую систему с разрешением около 20 микросекунд дуги.
Учёные создали трёхмерные симуляции окрестностей сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути при двух указанных скоростях вращения и сгенерировали синтетические снимки.
Выяснилось, что при нынешнем разрешении инструмента оба варианта вращения практически неотличимы.
Скорость поступления вещества, структура потоков и даже поляризация излучения дают почти одинаковую картину.
Астрономы возлагают надежды на так называемое фотонное кольцо — тончайший светящийся контур внутри размытого диска.
Его форма крайне чувствительна к массе и вращению, но для его чёткого наблюдения требуется разрешение около 5 микросекунд дуги, что значительно выше возможностей EHT.
Такую точность способен обеспечить будущий проект Black Hole Explorer — космическая миссия NASA, запуск которой запланирован на ближайшее десятилетие.
Если вывести радиотелескоп на орбиту и объединить его с наземной сетью, разрешающая способность системы возрастёт настолько, что позволит напрямую увидеть фотонное кольцо. Это даст возможность проверить обе теоретические модели и определить, какая из них соответствует реальности.