Придуман способ наблюдать черные дыры с Земли

Ученые предложили способ определять присутствие черных дыр, наблюдая космическое пространство при помощи наземных телескопов. Работа авторов опубликована в журнале Nature Physics, а коротко о ней пишет портал Nature News.

Черными дырами называют области пространства-времени с колоссальным гравитационным притяжением - эти объекты не отпускают от себя даже излучение (именно поэтому черные дыры нельзя наблюдать непосредственно). Ученые судят о существовании черной дыры по характерному рисунку высокоэнергетического излучения, которое испускает падающая на дыру и разогревающаяся при этом материя.

Авторы новой работы предложили еще один способ зафиксировать наличие экзотического объекта. В основе нового метода лежит общая теория относительности (ОТО), сформулированная Альбертом Эйнштейном. Теория постулирует, что поблизости от массивных объектов происходит искривление пространства-времени. Ученые показали, что этот факт приведет к появлению отклонений в "обычных" путях распространения излучения, если маршрут излучения пролегает поблизости от вращающейся черной дыры (часть дыр вращается вокруг своей оси, однако скорость этого процесса пока остается предметом дискуссий).

Переносчики электромагнитного излучения - фотоны - одновременно являются частицами и волнами, колеблющимися на определенной частоте. Область пространства, во всех точках которой колебания происходят в одной фазе, называют волновым фронтом (например, волновые фронты камня, брошенного в воду, представляют собой окружности). Согласно расчетам, если излучение распространяется в плоскости, перпендикулярной оси вращения черной дыры, то волновой фронт излучения как бы расщепляется в пространстве-времени, переставая быть единым. Соответственно, пики и провалы волн также перестанут совпадать, а вместо этого будут распределяться в пространстве характерным образом.

Авторы утверждают, что предсказанное ими распределение можно наблюдать с Земли, используя, например, массив радиотелескопов Very Long Baseline Array в Соккоро, штат Нью-Мексико. Такие наблюдения позволят не только обнаружить черные дыры, но также подтвердить (или опровергнуть - такие попытки периодически предпринимаются) ОТО. Недавно другой коллектив астрофизиков, проанализировавший данные о 70 тысяч галактик, полученные в ходе Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), подтвердил положения ОТО, уточнив значение одного из используемых в ней параметров. Полученное значение хорошо согласуется с предсказаниями теории.