Сверхмассивные чёрные дыры в центрах крупных галактик остаются одним из главных объектов изучения группы профессора Эрин Кары из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при Массачусетском технологическом институте. Учёные используют данные наземных и космических телескопов, чтобы выяснить, как эти объекты растут и влияют на окружающие галактики. Чёрными дырами называют остатки коллапсировавших звёзд, плотность которых настолько велика, что скорость убегания с их поверхности достигает скорости света.
Особое внимание исследователи уделяют рентгеновскому излучению короны — области высокоэнергетической плазмы вокруг чёрной дыры. В 2009 году Эрин Кара участвовала в анализе архивных наблюдений, где обнаружились необычные задержки рентгеновских сигналов. Учёные связали их с отражением излучения короны от аккреционного диска — вращающегося скопления газа и пыли вокруг чёрной дыры.
«Они обнаружили такие эхо-сигналы только у одной чёрной дыры. Но архив был заполнен данными о подобных сигналах, которые никто не анализировал таким способом. Поэтому все годы моей докторской работы я могла исследовать этот архив, и это ощущалось как настоящее открытие», — рассказывала Кара, слова которой приводит сайт Universe Today. Метод рентгеновского эха позволяет восстанавливать структуру областей, расположенных вблизи чёрных дыр.
Кара получила степень магистра физики в Институте астрономии Кембриджского университета, а затем продолжила там работу над докторской диссертацией по рентгеновской реверберации чёрных дыр. Её научным руководителем был Энди Фабиан, профессор Королевского общества и руководитель рентгеновской исследовательской группы института. После защиты диссертации Кара занималась постдокторскими исследованиями в Университете Мэриленда и Центре космических полётов имени Годдарда NASA.
Позднее она работала с японской миссией Hitomi, которая прекратила работу через 40 дней после запуска, но успела подтвердить возможности установленного на ней микрокалориметра. Полученные результаты помогли развитию миссии XRISM — рентгеновской обсерватории, научную группу по анализу сигналов от корон сверхмассивных чёрных дыр в которой возглавляет Кара. Она также участвовала в создании прибора NICER, установленного на Международной космической станции для измерения временных характеристик рентгеновского излучения космических источников.
Сейчас группа Кары изучает данные XRISM, NICER и других миссий, а также исследует приливные разрушения звёзд, периодические вспышки и выбросы чёрных дыр. По словам учёной, наблюдения показали, что такие системы способны включаться и выключаться гораздо быстрее, чем предполагалось, а вещество может падать к чёрным дырам с неожиданно высокой скоростью. В дальнейшем к этим исследованиям подключатся ультрафиолетовый спутник ULTRASAT и космическая лазерная интерферометрическая антенна LISA, предназначенная для регистрации низкочастотных гравитационных волн от слияний чёрных дыр.