Черные дыры славятся своей неотвратимостью. В пределах горизонта событий этих небесных объектов материя и даже свет входят и затем исчезают навсегда. Однако за горизонтом событий черные дыры, как известно, образуют аккреционные диски, из которых может выходить свет. Фактически, именно так астрономы могут подтвердить наличие черных дыр и определить их свойства (то есть массу, скорость вращения и т. д.)
Однако, согласно недавнему исследованию, финансируемому NASA под руководством исследователей из Калифорнийского технологического института (Caltech), есть свидетельства того, что не весь свет, выходящий из диска черной дыры, просто выходит. Согласно их наблюдениям, часть света, выходящего из диска, притягивается назад гравитацией черной дыры и снова отражается от диска. Эти наблюдения подтверждают то, о чем астрономы теоретизировали уже около сорока лет.
Ради этого исследования, которое недавно появилось в Астрофизическом журнале, команда проверила архивные данные от ныне несуществующего спутника Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) NASA. В период с 1995 по 2012 год эта миссия занималась сбором информации об экстремальных условиях, окружающих белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры и другие рентгеновские объекты.
То, что они наблюдали (что было впервые для астрономов) подтвердило прогнозы, сделанные около сорока лет назад на основе Общей Теории Относительности. Как пояснил Райли Коннорс, аспирант Caltech и ведущий ученый исследования, :
“Мы наблюдали свет, который идет очень близко от черной дыры, и который "хочет сбежать", но вместо этого свет затягивает обратно в черную дыру. Это было предсказано еще в 1970-х годах, но не было показано до недавнего времени”.
В частности, ученые исследовали рентгеновские данные от бинарного объекта, обозначенного XTE J1550-564, черной дыры, вращающейся вокруг похожей на Солнце звезды, расположенной примерно в 17 000 световых годах от Земли. Эта черная дыра питается материей, вытягиваемой из звезды, втягивая ее в плоский аккреционный диск, который окружает ее и медленно осаждает материал на поверхность черной дыры.
Эта материя ускоряется гравитацией черной дыры и, в случае черных дыр, которые активно растут, приводит к яркому рентгеновскому излучению. Изучая рентгеновский свет, исходящий от диска черной дыры, группа обнаружила, что по мере того, как свет спиралью приближался к черной дыре, оставались отпечатки, указывающие на то, что некоторые из них были притянуты назад к диску и затем отражены от него.
"Диск по существу сам себя освещает", - говорит Хавьер Гарсия, научный сотрудник Caltech и соавтор исследования. - Теоретически было доказано, какая часть света будет отклоняться назад от диска, и только теперь, впервые, мы подтвердили эти прогнозы”.
Помимо того, что астрономы впервые наблюдали это явление, эти результаты являются еще одним косвенным подтверждением Общей Теории Относительности Эйнштейна. Показывая, как свет, испускаемый вокруг черной дыры, может отклоняться назад и снова отражаться, ученые имеют больше доказательств того, как экстремальная гравитация значительно изменит кривизну пространства-времени и экстремальным условиям окружающей среды..
Эти результаты также помогут астрономам измерить скорость вращения черных дыр в будущем, что все еще слабо изучено. "Поскольку черные дыры потенциально могут вращаться очень быстро, они не только искривляют свет, но и скручивают его", - говорит Коннорс. "Эти недавние наблюдения - еще одна часть головоломки, чтобы понять, как быстро вращаются черные дыры”.
В исследовательскую группу входили члены Института астрофизики и космических исследований им. М.В. Кавли, Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA), Лаборатории космических наук в Калифорнийском университете в Беркли и еще нескольких университетов. Исследование стало возможным благодаря финансированию Фонда Александра фон Гумбольдта и стипендии Маргарет фон Врангель.
Читайте также: Гравитация проверяется до масштаба, меньшего, чем толщина человеческого волоса
Ставь лайк! Подписывайся! Делись статьей с друзьями!
