Сбылось одно из астрономических предсказаний Эйнштейна
Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что массивные вращающиеся объекты не просто искривляют пространство-время, но и «увлекают» его за собой, подобно тому, как вращающаяся ложка в густом меде закручивает вокруг себя всю жидкость. Явление, известное как эффект Ленса — Тирринга, ранее наблюдалось у Земли, Юпитера и нейтронных звезд. Теперь впервые его удалось измерить у сверхмассивной черной дыры — в экстремальных условиях, где теория гравитации проходит одну из самых сложных проверок.
Ключом к открытию стало катастрофическое событие: разрушение звезды, подошедшей слишком близко к черной дыре с массой в миллионы солнц. Процесс, называемый приливным разрушением (TDE), сопровождается мощной вспышкой излучения, которая служит идеальным «прожектором» для изучения свойств черной дыры.
Астрономы наблюдали событие AT2020afhd в рентгеновском и радиодиапазонах. Анализ показал, что образовавшийся вокруг черной дыры диск из раскаленной плазмы и выброшенная струя вещества колебались с четким периодом — около 20 дней. Внутри этой периодической картины ученые обнаружили небольшое, но статистически значимое отклонение, которое можно объяснить только влиянием эффекта Ленса — Тирринга.
«Мы не только подтвердили, что черная дыра способна увлекать пространство-время, но и начали понимать механику этого процесса. По аналогии с тем, как вращающийся заряженный объект создает магнитное поле, массивная вращающаяся черная дыра генерирует гравитомагнитное поле, влияющее на движение окружающей материи», — поясняет соавтор исследования доктор Козимо Инсерра из Кардиффского университета.
Эффект Ленса — Тирринга был теоретически описан еще в 1918 году, но его прямое измерение в окрестностях черной дыры оставалось трудной задачей. Новое наблюдение стало возможным благодаря уникальным свойствам события AT2020afhd: в отличие от других TDE со стабильным радиоизлучением, здесь сигнал показывал кратковременные изменения, которые не объяснялись обычными процессами выделения энергии.
«Это настоящий подарок для физиков: мы проверяем предсказания столетней давности в экстремальных условиях, — добавляет Инсерра.
