На расстоянии 800 млн световых лет. Астрономы впервые обнаружили искаженный свет, выходящий с другой стороны черной дыры

Магнитная и гравитационная среда вокруг черной дыры настолько экстремальна, что мы должны видеть, как свет огибает ее и отражается с другой стороны черной дыры — по крайней мере, согласно теоретическим предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна. Астрономы теперь впервые напрямую обнаружили этот отраженный свет в форме рентгеновского эха от сверхмассивной черной дыры на расстоянии 800 миллионов световых лет в галактике I Zwicky 1. Это окончательно подтверждает предсказание Эйнштейна и проливает свет на самые темные объекты во Вселенной, сообщает Sciencealert

"Любой свет, попадающий в эту черную дыру, не выходит обратно, поэтому мы не должны видеть ничего, что находится за черной дырой", — говорит астрофизик Дэн Уилкинс из Стэнфордского университета.

"Причина, по которой мы можем видеть рентгеновское эхо, заключается в том, что эта черная дыра искривляет пространство, искривляет свет и искривляет вокруг себя магнитные поля".

Пространство, непосредственно окружающее черную дыру, состоит из нескольких компонентов. Там есть горизонт событий – это знаменитая "точка невозврата", в которой даже скорости света недостаточно, чтобы покинуть черную дыру.

Активная черная дыра, такая как I Zw 1*, также имеет аккреционный диск. Это огромный сплюснутый диск из пыли и газа, который втягивается в черную дыру, как вода, кружащаяся в водоотводе.

Этот диск становится невероятно горячим из-за влияний трения и магнитного поля, настолько горячим, что электроны отрываются от атомов, образуя намагниченную плазму.

Сразу за горизонтом событий активной черной дыры, на краю аккреционного диска находится корона. Считается, что это область раскаленных электронов, питаемых магнитным полем черной дыры.

Магнитное поле настолько искривляется, что распадается и снова соединяется – это процесс, который на Солнце вызывает мощные извержения. В черной дыре корона действует как синхротрон, электроны набирают такую энергию, что они ярко светят в рентгеновских длинах волн.

"Это магнитное поле нагревает все вокруг черной дыры и производит эти высокоэнергетические электроны, которые затем продолжают производить рентгеновские лучи", — говорит Уилкинс.

Некоторые из рентгеновских фотонов облучают аккреционный диск и повторно проявляются посредством таких процессов, как фотоэлектрическое поглощение и флуоресценция, а затем снова излучаются в так называемом реверберационном эхо — это называется "отражением" в рентгеновском спектре. Это отраженное излучение можно использовать для нанесения на карту области, ближайшей к горизонту событий черной дыры.

Уилкинс и его команда стремились изучить таинственную корону, когда приступили к исследованию I Zw 1*. Они провели наблюдения галактики с помощью двух рентгеновских обсерваторий, NUStar и XMM-Newton.

Ученые увидели ожидаемые рентгеновские вспышки во время наблюдений, но затем они обнаружили то, чего не ожидали — более мелкие, более поздние вспышки рентгеновского света в другой части спектра.

Они соответствовали отражениям, исходящим с другой стороны черной дыры, их пути огибали массивный объект под влиянием его невероятно сильного гравитационного поля, а их свет увеличивался.

"В течение нескольких лет я строил теоретические предположения того, как эти эха покажутся нам", — говорит Уилкинс. "Я уже видел их в разрабатываемой мной теории, поэтому, как только я увидел их в наших наблюдениях, я смог уловить связь".

Фокус уже писал о том, что была впервые создана карта черных дыр и нейтронных звезд во Вселенной. С помощью космического телескопа eROSITA ученые создали подробную карту черных дыр и нейтронных звезд, а также открыли более 3 миллионов новых объектов.