Вважають, що будь-який небесний об’єкт у Всесвіті обертається: планети, супутники навколо своїх осей, і навіть чорні діри обертаються. І для всього, що обертається, існує максимальна швидкість обертання.
Для об’єктів на зразок Землі максимальна швидкість обертання визначається силою тяжіння її поверхні. Вага, яку ми відчуваємо, стоячи на Землі, пояснюється не лише гравітаційним притяганням Землі.
Гравітація тягне до центру, а крихітна «відцентрова» сила Землі означає, що ваша вага на екваторі буде лише трохи меншою, ніж на північному чи південному полюсі. При 24-годинній добі різниця у вазі між екватором і полюсом становить лише 0,3%. Але 10-годинний день Сатурна означає, що ця різниця становить 19%, тому що Сатурн ще трохи нахиляється назовні на своєму екваторі.
А тепер уявіть планету, яка обертається так швидко, що різниця становить 100%. У цей момент гравітаційне тяжіння планети і її відцентрова сила на екваторі врівноважуються. Якби світ обертався ще швидше, він би розлетівся на шматки.
Для чорних дір все трохи інакше. Чорні діри не є об’єктами з фізичною поверхнею, яка могла б розлетітися на частини. Але вони все одно мають максимальну швидкість обертання.
Чорні діри визначаються своєю величезною гравітацією, яка спотворює простір і час навколо них. Горизонт подій чорної діри позначає точку неповернення для найближчих об’єктів, але це не є фізичною поверхнею. Також обертання чорної діри визначається не спіном фізичної маси, а викривленням простору-часу навколо. Коли такі об’єкти на зразок Землі обертаються, вони лише трохи викривляють простір навколо себе. Цей ефект відомий як перетягування рамки. І спін чорної діри також визначається цим ефектом перетягування рамки.
Чорні діри обертаються без фізичного обертання матерії, лише викривленою структурою простору-часу. Це означає, що існує верхня межа спіну, зумовлена властивостями простору і часу.
У рівняннях загальної теорії відносності Ейнштейна спін чорної діри вимірюється величиною, відомою як a (де a має бути між нулем і одиницею).
Якщо чорна діра не має спіну, то a = 0, а якщо вона має максимальне обертання, то a = 1.
Команда вчених, щоб оцінити спін, досліджувала радіо- та рентгенівські спостереження за чорною дірою. Через перетягування простору-часу поблизу чорної діри спектри світла від матеріалу поблизу неї спотворюються.
Спостерігаючи інтенсивність світла на різних довжинах хвиль, команда змогла оцінити величину спіну.
Виявили, що значення a для нашої чорної діри становить від 0,84 до 0,96, а це означає, що вона обертається неймовірно швидко, у верхньому діапазоні оціненого обертання – майже з максимальною швидкістю. Це навіть більше, ніж спіновий параметр чорної діри M87, де a оцінюється між 0,89 і 0,91.