Используя телескопы, способные улавливать рентгеновские лучи, группа астрономов впервые обнаружила эту область, называемую “погружающейся областью”, в черной дыре, расположенной примерно в 10 000 световых годах от Земли, сообщает CNN.
“Мы игнорировали этот регион, потому что у нас не было данных, - сказал ученый-исследователь Эндрю Маммери, ведущий автор исследования, опубликованного в четверг в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества. – Но теперь, когда у нас есть данные, мы не можем объяснить это никаким другим способом”.
Это не первый случай, когда черные дыры помогают подтвердить великую теорию Эйнштейна, которая также известна как общая теория относительности, отмечает CNN.
Первая фотография черной дыры, сделанная в 2019 году, ранее подтвердила основное предположение физика-революционера о том, что гравитация - это просто материя, изгибающая ткань пространства-времени.
За прошедшие годы подтвердились многие другие предсказания Эйнштейна, в том числе о гравитационных волнах и универсальном пределе скорости.
“На данный момент им трудно что-либо противопоставить, – заявил Эндрю Маммери, научный сотрудник Леверхульм-Пайерлс с физического факультета Оксфордского университета в Великобритании.
“Мы специально занялись поисками этого человека — таков был наш план. Мы очень долго спорили о том, сможем ли мы когда-нибудь найти его, – подчеркивает Маммери. – Люди говорили, что это невозможно, поэтому подтверждение того, что оно существует, действительно захватывающее”.
Наблюдаемая черная дыра находится в системе под названием MAXI J1820 + 070, которая состоит из звезды размером меньше Солнца и самой черной дыры, масса которой оценивается в 7-8 масс Солнца. Астрономы использовали космические телескопы НАСА NuSTAR и NICER, чтобы собрать данные и понять, как горячий газ, называемый плазмой, из звезды всасывается в черную дыру.
NuSTAR - это сокращение от Nuclear Spectroscopic Telescope Array, который вращается вокруг Земли, а NICER, официально известный как исследователь внутреннего состава нейтронных звезд, расположен на Международной космической станции.
Космический телескоп НАСА NuSTAR, представленный здесь в авторской концепции, был впервые использован для обнаружения "погружающейся области" вокруг черной дыры.
“Вокруг этих черных дыр вращаются большие диски из вещества (от близлежащих звезд), – рассказывает Маммери. – Большая часть этого вещества стабильна, что означает, что оно может свободно перемещаться. Это похоже на реку, в то время как область падения похожа на край водопада — вся ваша опора потеряна, и вы просто летите вниз головой. Большая часть того, что вы можете увидеть, - это река, но в самом конце есть крошечный участок, который, по сути, и есть то, что мы обнаружили”, - добавил он, отметив, что, хотя за “рекой” наблюдали многие, это первое свидетельство существования “водопада”.
В отличие от горизонта событий, который находится ближе к центру черной дыры и не пропускает наружу ничего, включая свет и излучение, в “погружающейся области” свет все еще может выходить, но материя обречена на это из-за мощного гравитационного притяжения, объясняет Эндрю Маммери.
Результаты исследования могут помочь астрономам лучше понять формирование и эволюцию черных дыр. “Мы действительно можем узнать о них больше, изучая этот регион, потому что он находится на самом краю, и это дает нам больше информации", - сказал Маммери.
Единственное, чего не хватает в исследовании, - это реального изображения черной дыры, потому что она слишком мала и находится далеко, отмечает CNN.
Но другая команда оксфордских исследователей работает над чем-то еще лучшим, чем просто картинка: над первым фильмом о черной дыре. Для достижения этой цели команде сначала нужно будет построить новую обсерваторию - Африканский миллиметровый телескоп в Намибии, который, как ожидается, будет запущен в эксплуатацию в течение десятилетия. Телескоп, который присоединится к международной коллаборации Event Horizon Telescope, сделавшей в 2019 году новаторское изображение черной дыры, позволит ученым наблюдать и снимать на пленку крупные черные дыры в центре галактики Млечный Путь и за ее пределами.
По словам Кристофера Рейнольдса, профессора астрономии Мэрилендского университета в Колледж-Парке, поиск реальных свидетельств существования “погружающейся области” является важным шагом, который позволит ученым значительно усовершенствовать модели поведения материи вокруг черной дыры. “Например, его можно использовать для измерения скорости вращения черной дыры”, - сказал Рейнольдс, который не принимал участия в исследовании.
Дэн Уилкинс, ученый-исследователь из Стэнфордского университета в Калифорнии, называет это захватывающим событием и отмечает, что в 2018 году из одной из черных дыр в нашей галактике произошла невероятно яркая вспышка света в сочетании с избытком рентгеновских лучей высокой энергии.
“В то время мы предположили, что этот избыток был вызван горячим материалом в ”области погружения", но у нас не было полного теоретического прогноза того, как будет выглядеть это излучение", - сказал Уилкинс, который также не принимал участия в новом исследовании.
Это исследование фактически выполняет этот расчет, добавил он, используя теорию гравитации Эйнштейна, чтобы предсказать, как будут выглядеть рентгеновские лучи, испускаемые веществом в “области погружения” вокруг черной дыры, и сравнить их с данными по этой яркой вспышке в 2018 году.
“Это место станет главным местом для открытий в течение следующего десятилетия или около того, – рассказывает Дэн Уилкинс, - поскольку мы ожидаем появления следующего поколения рентгеновских телескопов, которые позволят нам проводить более детальные измерения самых внутренних областей, расположенных сразу за горизонтами событий черных дыр”.