Международная команда астрономов впервые зафиксировала явные признаки искривления пространства-времени вокруг быстро вращающейся черной дыры, подтвердив предсказание Альберта Эйнштейна более века назад. Исследование сосредоточено на событии AT2020afhd — приливном разрушении, когда сверхмассивная черная дыра разрывает звезду на части, формируя яркий диск из обломков и выбрасывая струи вещества почти со скоростью света. Результаты опубликованы в Science Advances.
«Мы получили самые убедительные доказательства прецессии Лензе-Тирринга», — заявил доктор Козимо Инсерра из Кардиффского университета.
Этот эффект описывает, как вращающаяся черная дыра закручивает пространство-время вокруг себя по спирали — один из самых трудноуловимых эффектов общей теории относительности.
Сигналы из глубин космоса
Ученые наблюдали ритмичные изменения радио- и рентгеновских сигналов от разрушенной звезды. Колебания повторялись каждые 20 дней, при этом и аккреционный диск — диск из обломков разорванной звезды, и выброшенная из него струя вещества, или джет, двигались синхронно, словно одно целое. Эти согласованные колебания показали, что вращающаяся черная дыра влияет на окружающее пространство-время, создавая эффект закручивания. Доктор Козимо Инсерра отметил, что наблюдение необычной динамики сигналов открывает новый способ изучения поведения вращающихся черных дыр и механизмов, через которые они выбрасывают материю в космос.
«Изменяющиеся сигналы — дополнительное подтверждение эффекта увлечения и перспективный инструмент для исследования вращения и аккреции», — добавил он.
Для анализа использовались данные обсерватории Swift НАСА и радиоизмерения с «Очень большого радиотелескопа» (VLAR). Спектроскопия позволила определить состав и структуру материала вблизи черной дыры. Совокупность данных совпала с теоретическими предсказаниями о колебаниях пространства-времени.
Окно в механику черных дыр
Это открытие позволяет понять, как экстремальная гравитация формирует среду вокруг черной дыры.
«Это похоже на вращающийся объект, создающий гравитационное поле, влияющее на соседние звезды и материю», — пояснил Инсерра.
Он отметил, что наблюдение демонстрирует сложность и разнообразие редких космических объектов и расширяет возможности детального наблюдения Вселенной.
Особенно важно, что результаты дают прямое подтверждение идей Эйнштейна.
«Мы видим, как пространство-время реально реагирует на экстремальные гравитационные условия», — подчеркнул он.
Новые горизонты исследований
Наблюдения открывают перспективы для изучения динамики черных дыр и экстремальной физики. Ритмичные колебания диска и джета позволяют проверять теоретические модели, уточнять расчеты силы гравитации и изучать поведение вещества возле горизонта событий. Это первый случай, когда удалось измерить прецессию Лензе-Тирринга на практике, а не только моделировать ее.
Инсерра подчеркнул, что открытие — лишь первый шаг.
«Каждое новое наблюдение приближает нас к пониманию редких и необычных объектов, которые еще предстоит идентифицировать», — отметил он.
Синхронные колебания диска и джета демонстрируют тонкие взаимосвязи между структурой аккреционного диска и выбросами вещества, что раньше оставалось неизвестным.
Исследование не только подтверждает фундаментальные законы физики, но и демонстрирует растущую точность инструментов современной астрономии, позволяя фиксировать мельчайшие изменения во времени и пространстве.
«Каждая деталь наблюдений открывает новые возможности для понимания того, как черные дыры формируют окружающую среду и влияют на галактические процессы», — отметил Инсерра.
Китайские физики поставили точку в вековом споре между Эйнштейном и Бором
В космосе впервые засекли особенное слияние черных дыр второго поколения
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram