Чёрные дыры, которые хорошо питаются, окружают себя диском горячего газа и пыли. Эта материя мерцает как костёр. Астрономы обнаружили, что слежение за изменениями в мерцании может помочь при измерении веса чёрной дыры.
И это совершенно новый метод измерения веса чёрных дыр. Более того, метод может быть использован для многих астрономических объектов, у которых есть аккреционный диск. Метод также может помочь в обнаружении чёрных дыр средних размеров.
Измерить массу чёрной дыры не так просто. С одной стороны, тёмные гиганты невидимы в тёмном космосе. Но когда чёрные дыры приступают к трапезе, они становятся заметными. Когда газ и пыль попадают в чёрную дыру, эта материя собирается в диск и разогревается до очень высоких температур. Иногда аккреционный диск может затмевать свет всех звёзд галактики.
Измерить массу чёрной дыры можно при помощи измерения диаметра чёрной дыры согласно общей теории относительности Эйнштейна. Но пока только гигантский телескоп Event Horizon смог измерить массу лишь одной чёрной дыры. Остальные чёрные дыры были измерены при помощи исследования их влияния на материю, который находился вокруг. Но такой способ измерения подразумевает большое число данных и не сработает для супермассивной чёрной дыры.
Поэтому учёные стали искать другой путь измерений. Они обратили внимание на аккреционный диск. Предыдущие исследования показали, что время, необходимое диску на то, чтобы потускнеть, стать ярче и снова потускнеть, связанно с массой чёрной дыры.
Учёные следили за 67 чёрными дырами с уже известной массой, принимающими трапезу. Масса чёрных дыр составляла 10 000 – 10 000 000 000 солнечных масс. Для самой маленькой из чёрных дыр изменения в мерцании длились от 1 часа до недели. У супермассивных чёрных дыр с массой 10 млн – 10 млрд солнечных масс мерцание было более медленным, примерно раз в несколько сотен дней.
Из любопытства учёные также следили за белыми карликами – компактными останками звёзд вроде Солнца, которые также являются самыми маленькими объектами с аккреционными дисками. У белых карликов тоже наблюдалась зависимость между скоростью мерцания и массой.
Исследование не затронуло чёрные дыры всех возможных размеров. Существуют чёрные дыры, которые в 100 – 100 000 раз превышают массу Солнца. В будущем зависимость между мерцанием диска и массой чёрной дыры смогут рассказать астрономам, какой тип мерцания диска следует искать, чтобы обнаружить желаемую чёрную дыру.
Новый метод является более простым для измерения веса чёрных дыр, чем предыдущие техники. Но он небыстрый. Измерение более массивных чёрных дыр может потребовать сотни дней или вообще годы.