Японско-американская миссия XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) получила самый чёткий рентгеновский спектр галактики MCG–6-30-15, расположенной в 120,7 миллионах световых лет от Земли. Объект известен переменным рентгеновским спектром и наличием сверхмассивной чёрной дыры в центре, масса которой оценивается в 2 миллиона солнечных масс. XRISM — совместный проект Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и NASA. Инструменты обсерватории предназначены для изучения чёрных дыр и нейтронных звёзд, а также горячей плазмы в межгалактической среде.
Группа учёных во главе с Лорой Бреннеман из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) смогла выделить широкую линию излучения железа и связанное с ней «отражение», что указывает на быстро вращающуюся сверхмассивную чёрную дыру. Благодаря беспрецедентному спектральному разрешению XRISM, исследователи смогли изучить непосредственное окружение чёрной дыры, включая аккреционный диск, простирающийся близко к горизонту событий.
Ранее астрономы предполагали, что значительная часть рентгеновского излучения галактики исходит из материи, находящейся вблизи сверхмассивной чёрной дыры. Однако предыдущим рентгеновским телескопам не хватало разрешения для разделения различных линий излучения и поглощения в этом энергетическом диапазоне, что затрудняло проверку этой теории. Вблизи горизонта событий гравитация существенно изменяет кривизну пространства-времени, что затрудняет отделение сигналов от источников, находящихся в непосредственной близости от чёрной дыры, от более удалённых газовых облаков.
Объединив данные высокого разрешения, полученные инструментом XRISM Resolve, с широкополосными данными XMM-Newton и NuSTAR, учёные смогли разделить линии излучения и поглощения от этих двух источников. По словам Бреннеман, изучение чёрных дыр позволяет оценить их массу и скорость вращения, что важно для понимания эволюции галактик.
Результаты исследования подтвердили наличие искажённой линии излучения железа в рентгеновском спектре. Это стало первым доказательством существования материи, вращающейся со скоростью, близкой к скорости света, вблизи горизонта событий. Область, где происходит вращение, производит примерно в 50 раз больше рентгеновского отражения, чем более удалённые газовые облака. Сопутствующее исследование, проведённое Дэниелом Р. Уилкинсом из Университета штата Огайо, анализирует спектры, полученные в разное время.
Бреннеман отметила, что XRISM позволит подтвердить и уточнить предыдущие измерения скорости вращения чёрных дыр, полученные с помощью рентгеновских спектров с более низким разрешением. Кроме того, были получены данные о короне сверхмассивной чёрной дыры — области с температурой в миллиард градусов, расположенной над и под аккреционным диском. Также обнаружено не менее пяти отдельных зон ветра, создаваемого аккрецией на чёрную дыру.