Телескопы поймали закручивание времени: что скрывает аккреционный диск AT2020afhd

Наблюдения за одним редким космическим "обедом" впервые дали астрономам шанс увидеть, как вращение чёрной дыры буквально "подхватывает" рядом пространство-время.

Фото: https://commons.wikimedia.org by NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Чёрная дыра

Речь о эффекте, который более века назад описали в рамках общей теории относительности и который долго оставался трудноуловимым в прямых данных. Теперь учёные смогли связать колебания диска и струи вещества в один понятный рисунок. Об этом сообщает ScienceDaily.

Как чёрная дыра "тащит" пространство-время

Эффект Лензe-Тирринга возникает, когда массивный объект быстро вращается и "закручивает" вокруг себя пространство-время. Вблизи чёрной дыры это проявляется как прецессия: орбиты и структуры аккреционного диска начинают заметно "качать" свою ориентацию, словно волчок, который чуть наклонён и потому описывает круги.

Важно, что здесь речь не о метафоре, а о наблюдаемом следствии: если диск и струя (джет) меняют направление синхронно и с устойчивым периодом, это может указывать на то, что их "ведёт" именно закрученное пространство-время.

Что произошло в событии AT2020afhd

Ключом стало событие класса TDE — приливное разрушение звезды чёрной дырой. В случае AT2020afhd звезда подошла слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре, была разорвана, а её остатки сформировали аккреционный диск. Часть вещества при этом ушла в струи, которые выбрасывались на огромных скоростях.

Исследователи заметили ритмические изменения сразу в двух диапазонах — рентгеновском и радиодиапазоне — и выяснили, что диск и джет "качаются" согласованно, повторяя цикл примерно раз в 20 дней. Такой "общий ритм" и стал наиболее убедительным признаком прецессии Лензe-Тирринга в реальных данных.

Чем помогли телескопы и почему это важно для астрофизики

Для работы использовали наблюдения рентгеновской обсерватории NASA Neil Gehrels Swift и радиоинтерферометра Very Large Array. Команда анализировала, как меняется излучение и как ведут себя структуры вокруг чёрной дыры, чтобы исключить более простые объяснения вроде случайной нестабильности потока.

Результат ценен сразу по двум причинам. Во-первых, он подтверждает ключевое предсказание общей теории относительности в экстремальных условиях.

Во-вторых, даёт практический инструмент: по характеру прецессии можно лучше оценивать вращение чёрной дыры и понимать, как именно рождаются и удерживаются струи рядом с ней.