Астрономы наблюдали, как вещество падает в устье черная дыра со скоростью света, подтверждая ключевое предсказание, сделанное Эйнштейн верно, еще раз.
В 1915 году общая теория относительности Эйнштейна предсказала, что как только материя подойдет достаточно близко к черной дыре, огромная сила гравитации разрыва пространства-времени должна заставить ее отказаться от круговой орбиты и нырнуть прямо в нее.
Теперь рентгеновские наблюдения, проведенные с помощью космических телескопов НАСА NuSTAR и NICER, наконец подтвердили существование этой так называемой «области погружения». Ученые, стоящие за открытием, говорят, что его изучение может раскрыть некоторые фундаментальные тайны о черных дырах и природе пространства-времени. Исследователи опубликовали свои выводы 16 мая в журнале. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.
«Это первый взгляд на то, как плазма, отделившаяся от внешнего края звезды, подвергается окончательному падению в [center] черной дыры — процесс, происходящий в системе на расстоянии около 10 000 световых лет от нас», — заявил в своем заявлении ведущий автор Эндрю Маммери, физик из Оксфордского университета. «Что действительно интересно, так это то, что в галактике много черных дыр, и теперь у нас есть новая мощная техника, позволяющая использовать их для изучения самых сильных известных гравитационных полей».
Черные дыры рождаются в результате коллапса звезд-гигантов и растут, поглощая газ, пыль, звезды и другие черные дыры. Космические монстры обладают настолько мощным гравитационным притяжением, что ничто (даже свет) не может вырваться из их пасти.
Связанный: Первое обнаружение «икающей» черной дыры привело к неожиданному открытию второй черной дыры, вращающейся вокруг нее
Но это не значит, что черные дыры нельзя увидеть. Активные черные дыры окружены аккреционными дисками — огромными шлейфами материала, который отделяется от газовых облаков и звезд и нагревается до раскаленных температур в результате трения по спирали в устьях черных дыр.
Направив два космических телескопа на черную дыру под названием MAXI J1820+070, расположенную внутри двойной системы на расстоянии примерно 10 000 световых лет от Земли, исследователи обнаружили рентгеновские лучи, испускаемые раскаленным материалом ее аккреционного диска. Поместив свои рентгеновские данные в математические модели, они обнаружили, что они совпадают только в том случае, если модели включают свет, исходящий от материи в падающей области, что подтверждает его существование.
«Теория Эйнштейна предсказывала, что это окончательное падение произойдет, но мы впервые смогли продемонстрировать, что это происходит», — сказал Маммери. «Думайте об этом как о реке, превращающейся в водопад — до сих пор мы смотрели на реку. Это наш первый взгляд на водопад».
Собирая и изучая больше света от этого космического каскада, исследователи говорят, что они получат беспрецедентное понимание экстремальных условий вокруг черных дыр. Области погружения расположены сразу за горизонтом событий черных дыр — точки невозврата, где гравитация становится настолько сильной, что даже свет не может покинуть ее.
«Мы считаем, что это представляет собой новое захватывающее достижение в изучении черных дыр, позволяющее нам исследовать эту последнюю область вокруг них. Только тогда мы сможем полностью понять силу гравитации», — сказал Маммери. «Этот последний выброс плазмы происходит на самом краю черной дыры и показывает, что материя реагирует на гравитацию в своей самой сильной форме».
