Во времена Эйнштейна чёрные дыры ещё не были открыты. Но Общая теория относительности уже позволяла предсказать, как будет выглядеть их горизонт событий — кончающийся зоной под названием «область погружения». Проверить на практике истинность такой модели почти сто лет не представлялось возможным. И лишь сейчас — впервые — «область погружения» была экспериментально обнаружена.
Теория относительности предсказывала, что вещество, падающее в чёрную дыру, сначала будет со всё возрастающей скоростью кружиться вокруг неё. Но затем, в определённой точке, вращение остановится, и разрываемая приливными силами субстанция упадёт прямо в сингулярность — со скоростью, близкой к световой. Звучало очень стройно и логично. Один вопрос: а как это проверить?
Такую траекторию падения учёные поэтично сравнили с рекой, оканчивающейся внезапным водопадом. И до сих пор наблюдениям подвергалась только «река», то есть аккреционный диск. Но исследовательский квартет во главе с астрофизиком Эндрю Маммери из Оксфордского университета решил наконец-то добраться и до «водопада».
Объектом исследования стала чёрная дыра, находящаяся в Млечном Пути на расстоянии около 3 килопарсек от нас. Она находится в двойной системе под названием MAXI J1820 + 070, а её аккреционный диск достаточно яркий, чтобы на его основе можно было строить подробные модели. И, смоделировав разные сценарии поглощения чёрной дырой вещества, астрофизики заметили, что с реальностью они совпадают лишь тогда, когда в расчёты включается фактор «области погружения».
Ранее считалось, что эту область заметить невозможно, ведь всё, что оказывается в ней, так или иначе навеки исчезает в сингулярности. Но оказывается, даже она может стать источником дополнительного излучения. Именно его и уловил рентгеновский телескоп NuSTAR.
Помимо непосредственного подтверждения ОТО, данное открытие может помочь решить давно известную загадку: почему чёрные дыры вращаются быстрее, чем предсказывает теория? Дело в том, что связь между вращением сверхплотного объекта и количеством излучения от него — прямая. А значит, новые модели могут стать гораздо более стройными и непротиворечивыми.
Теперь исследователи углубляют наблюдения за MAXI J1820 + 070, чтобы исключить любую возможность неточности, а заодно и задать чёткие границы «области погружения». А если вы хотите непосредственно ощутить, как выглядит падение в чёрную дыру (и при этом находиться в безопасности) — можете взглянуть на новейшую симуляцию, которую недавно разработали с этой целью астрофизики НАСА.