Данные MAXI J1820+070 показывают, что Эйнштейн был прав насчет того, как материя падает в черную дыру.

Группа астрофизиков из Оксфордского университета, Университета Ньюкасла и Института астрономии (все – Великобритания) в сотрудничестве с коллегами из Университета Вирджинии (США) нашла доказательства того, что Альберт Эйнштейн был прав, когда его теория общей относительности предсказала, как материя, приближающаяся к черной дыре, будет падать в нее.

В своем исследовании, опубликованном в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Эндрю Маммери, Адам Ингрэм, Эндрю Фабиан и Шейн Дэвис наблюдали за падением вещества в черную дыру в двойной системе MAXI J1820+070.

Предыдущие исследования показали, что вещество, которое оказывается слишком близко к черной дыре, разрывается на части под действием гравитационного эффекта: атомы, находящиеся ближе к черной дыре, притягиваются сильнее, чем те, что находятся дальше. Затем вещество образует кольцо вокруг черной дыры, которое мы называем аккреционным диском.

Теория Эйнштейна предполагает, что между таким аккреционным диском и черной дырой должна существовать граница. Когда аккреционный диск пересекает эту границу, он падает. До сих пор неизвестно, падает ли материя в аккреционном диске плавно или внезапно. Общая теория относительности предполагает, что это должно быть последнее, но не объясняет, как это можно наблюдать.

Исследовательская группа изучала бинарную систему, расположенную на расстоянии около 10 000 световых лет от нас, с помощью орбитального рентгеновского телескопа NuSTAR. Система, получившая название MAXI J1820+070, имеет в своем центре черную дыру, которая и стала объектом их внимания. Чтобы узнать больше о черной дыре, они использовали данные телескопа для моделирования ее поведения.

Симуляция сработала, как и ожидалось, только когда показала, что материя, пересекающая внутреннюю границу, падает в черную дыру, что подтверждает предсказания общей теории относительности. Они также обнаружили, что свет падающей материи можно наблюдать потому, что он сочетается со светом аккреционного диска.