Группа астрофизиков из Оксфордского университета, Университета Ньюкасла и Института астрономии, все в Великобритании, работая с коллегой из Университета Вирджинии в США, нашла доказательства, показывающие, что Альберт Эйнштейн был прав, когда его общая теория относительности предсказывала, как материя, приблизившаяся к черной дыре, будет падать в нее.
В своем исследовании Эндрю Маммери, Адам Ингрэм, Эндрю Фабиан и Шейн Дэвис наблюдали, как вещество падало в черную дыру в двойной системе MAXI J1820+070.
Предыдущие исследования показали, что материя, приближающаяся к черной дыре слишком близко, разрывается на части из-за гравитационного эффекта: атомы, расположенные ближе к черной дыре, притягиваются сильнее, чем те, что находятся дальше. Затем вещество образует кольцо вокруг черной дыры, которое мы называем аккреционным диском.
Теория Эйнштейна предполагает, что должна существовать граница между таким аккреционным диском и черной дырой. Когда аккреционный диск пересекает эту границу, он падает внутрь. До сих пор было неизвестно, падает ли материя в аккреционном диске плавно или в результате внезапного погружения. Общая теория относительности предполагает, что это должна быть последняя, но не объясняет, как ее можно было бы наблюдать.
Исследовательская группа изучала двойную систему на расстоянии примерно 10 000 световых лет от нас с помощью орбитального рентгеновского телескопа NuSTAR. Система, получившая название MAXI J1820 + 070, имеет черную дыру в центре, которая и стала их фокусом. Чтобы узнать больше о черной дыре, они использовали данные телескопа для моделирования ее поведения.
Моделирование показало, что все работает так, как ожидалось, только тогда, когда моделирование показало, что материя, прошедшая внутреннюю границу, погружается в черную дыру — подтверждение предсказаний, сделанных общей теорией относительности. Они также обнаружили, что причина, по которой можно наблюдать свет от падающего вещества, заключается в том, что он объединяется со светом от аккреционного диска.
Источник: Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества
На изображении:
Физическое происхождение различных излучений соответствует MAXI J1820. Мы разделили дисковое излучение (синяя сплошная кривая) на компоненты, полученные снаружи (зеленая пунктирная точка) и внутри (оранжевая пунктирная линия) ISCO. Излучение внутри ISCO обеспечивает высокую и малую тепловую составляющую, ранее добавляемую ad hoc к моделям нарастания напряжений ISCO с исчезновением.