Астрономы впервые увидели, как черная дыра тянет свет на себя

Свет, идущий из области, очень близко расположенной к черной дыре, пытается вырваться, но вместо этого гравитация тянет его назад.

Считается, что ничто не может избежать гравитационного захвата черной дыры, даже свет. Однако это утверждение верно только в том случае, если вещество находится в непосредственной близости от гравитационного монстра, но если оно находится немного дальше от горизонта событий – во вращающемся материальном диске – фотоны могут убежать. Вот почему активно растущие черные дыры ярко светятся в рентгеновском диапазоне.

Однако исследование, представленное в Астрофизическом журнале, впервые дает доказательства давней теории, что не весь свет, выходящий из аккреционного диска вокруг черной дыры, легко покидает свой домен-некоторые из них не могут преодолеть чудовищное притяжение и "поворачиваются" назад, а затем отскакивают от диска, идут в другом направлении.

"Мы наблюдали свет из области, близкой к черной дыре, которая пытается убежать, но вместо этого гравитация тянет его назад. Это как бумеранг. Это поведение было предсказано в 1970-х годах, но до сих пор у нас не было прямых доказательств", - говорит Райли Коннорс, ведущий автор исследования из Калифорнийского технологического института (США).

Черная дыра и окружающий ее диск из пыли и газа в представлении художника.

Прорыв удалось благодаря анализу архивированных данных наблюдения из миссии NASA Rossi-рентгеновского исследователя времени, которая закончилась в 2012 году. Исследователи изучили систему xte J1550-564, состоящую из черной дыры и солнечной звезды. В нем гравитационный монстр вытягивает из компаньона материал, образующий вокруг него плоскую структуру, аккреционный диск. Внимательно посмотрев на рентгеновское излучение с диска, астрономы обнаружили сигналы, свидетельствующие о том, что не весь свет пришел к нам "по прямой", некоторые из них сначала были повернуты назад к черной дыре, а затем отражены назад.

"Диск на самом деле светится сам по себе. Теоретики предсказали, что часть его света будет отражена обратно, и теперь мы впервые подтвердили эти прогнозы",-добавил Хавьер Гарсия, соавтор исследования из Калифорнийского технологического института.

Иллюстрация показывает, как часть света, исходящего от аккреционного диска вокруг черной дыры, сначала поворачивает обратно под действием гравитации, а затем отражается и убегает.

Результаты обеспечивают еще одно косвенное подтверждение общей теории относительности Альберта Эйнштейна, а также помогут в будущих измерениях скорости вращения черных дыр, которые трудно получить сегодня.