Световое эхо может раскрыть секреты черных дыр
Астрономы придумали новый способ прямого изучения черных дыр, который позволит с высокой точностью измерять массу и скорость вращения этих космических объектов. Причем физический принцип, положенный в основу данного метода, долгое время буквально лежал на поверхности: это хорошо известный эффект «гравитационного линзирования».
Еще в начале ХХ века Альберт Эйнштейн установил, что чем массивнее объект — тем сильнее он искривляет пространство-время вокруг себя. Десятилетия спустя этот принцип был не только многократно подтвержден, но и доказал свою пользу в астрономических наблюдениях: благодаря нему телескопы имеют возможность рассмотреть гораздо более удаленные объекты, чем позволяет оптика.
Теперь астрофизикам пришла в голову идея, как с его помощью сделать наблюдаемым то, что напрямую наблюдать невозможно — провалы в ткани Вселенной, в которых тонет все, в том числе и свет. Несмотря на то, что аккреционные диски черных дыр уже становились «мишенями» фотографов (в лице огромного «Телескопа горизонта событий»), сами черные дыры ускользали от множества попыток их изучить. То, что параметры Стрельца А* - черной дыры в центре Млечного Пути, были по косвенным признакам измерены столь точно — можно считать научным подвигом.
Но теперь в арсенале ученых появится новый инструмент измерения этих массивных гигантов. Поможет в этом тот самый аккреционный диск, вернее, излучаемый им свет. Оказываясь в гравитационном колодце, он может вместо прямого пути закручиваться, огибая черную дыру (иногда — много раз подряд), и лишь затем направиться в нашу сторону.
Таким образом, до телескопов может дойти одновременно и световой луч, напрямую исходящий от аккреционного диска, и его ослабленное несколькими витками вокруг черной дыры «эхо». Долгое время считалось, что обнаружить это эхо невозможно. Но новейшее моделирование, проведенное учеными из Лос-Аламосской лаборатории и Принстонского университета, показало, что это не так: два телескопа, один из которых будет расположен на Земле, а другой — в космосе, вполне могли бы уловить этот сигнал.
Результаты моделирования позволили физикам разработать план, как использовать будущие наблюдения для оценки параметров черной дыры: ведь от ее массы напрямую зависит длина горизонта событий, а значит — и путь, который придется преодолеть световым лучам.
К характерным задержкам должны приводить также разные наклоны орбиты и значения угловой скорости. В целом ученые полны оптимизма: если подобная аппаратура появится в ближайшем будущем (а есть все основания на это надеяться), это приведет к качественному скачку в изучении черных дыр на всем пространстве космоса.
