Астрономы впервые увидели, как черная дыра тянет свет на себя

Считается, что ничто не может избежать гравитационного захвата черной дыры, даже свет. Однако это утверждение верно лишь тогда, когда вещество находится в непосредственной близости к гравитационному монстру, если же оно располагается немного дальше от горизонта событий – во вращающемся диске из материала – фотоны могут ускользнуть. Именно по этой причине активно растущие черные дыры ярко светятся в рентгеновском диапазоне.

Однако исследование, представленное в журнале The Astrophysical Journal, впервые предоставляет доказательства давней теории о том, что не весь свет, убегающий из окружающего черную дыру аккреционного диска, легко покидает ее владения – некоторая его часть не может преодолеть чудовищное притяжение и «поворачивает» назад, а затем, отскакивая от диска, уходит в другом направлении.

«Мы наблюдали свет, идущий из области, очень близко расположенной к черной дыре, который пытается вырваться, но вместо этого гравитация тянет его назад. Это напоминает бумеранг. Такое поведение было предсказано в 1970-х годах, но до сих пор у нас не было прямых доказательств», – рассказывает Райли Коннорс, ведущий автор исследования из Калифорнийского технологического института (США).

Прорыв был совершен благодаря анализу архивных данных наблюдений миссии NASA «Rossi X-Ray Timing Explorer», которая завершилась в 2012 году. Исследователи изучили систему XTE J1550-564, состоящую из черной дыры и солнцеподобной звезды. В ней гравитационный монстр вытягивает материал из компаньона, который образует плоскую структуру вокруг нее, называемую аккреционным диском. Присмотревшись к рентгеновскому излучению, исходящему от диска, астрономы обнаружили сигналы, указывающие на то, что не весь свет пришел к нам от него «по прямой», некоторая его часть сначала была повернута назад к черной дыре, а затем отражена обратно.

«Диск, по сути, освещает сам себя. Теоретики предсказывали, что какая-то часть его света будет отражаться назад, и теперь мы впервые подтвердили эти прогнозы», – добавил Хавьер Гарсия, соавтор исследования из Калифорнийского технологического института.

Полученные результаты предоставляют еще одно косвенное подтверждение Общей Теории Относительности Альберта Эйнштейна, а также помогут в будущих измерениях скоростей вращения черных дыр, которые сегодня даются с трудом.