Данные MAXI J1820+070 подтверждают правоту Эйнштейна

Физическое происхождение различного излучения соответствует MAXI J1820. Мы разделили эмиссию диска (синяя сплошная кривая) на компоненты, полученные снаружи (зеленая точка) и внутри (оранжевая точка) ISCO. Выбросы внутри ISCO обеспечивают тепловую составляющую «горячий и малый», ранее добавленную специально к исчезающим моделям нарастания напряжения ISCO. Автор: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae1160

Группа астрофизиков из Оксфордского университета, Университета Ньюкасла и Института астрономии (все они находятся в Великобритании) в сотрудничестве с коллегой из Университета Вирджинии в США нашла доказательства того, что Альберт Эйнштейн был прав, когда его теория Общая теория относительности предсказала, как материя, подошедшая близко к черной дыре, упадет в нее.

В своем исследовании, опубликованном в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества», Эндрю Маммери, Адам Ингрэм, Эндрю Фабиан и Шейн Дэвис наблюдали за материалом, падающим в черную дыру в двойной системе MAXI J1820+070.

Предыдущие исследования показали, что материя, слишком близко приближающаяся к черной дыре, разрывается на части из-за гравитационного эффекта: атомы, расположенные ближе к черной дыре, притягиваются сильнее, чем те, которые находятся дальше. Затем материал 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 вещество в аккреционном диске плавно или внезапно. Теория общей относительности предполагает, что должно быть последнее, но не объясняет, как это можно было бы наблюдать.

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

Моделирование показало, что оно сработало так, как ожидалось, только тогда, когда оно показало, что материя, преодолевшая внутреннюю границу, падает в черную дыру — подтверждение предсказаний, сделанных общей теорией относительности. Они также обнаружили, что причина наблюдаемости света падающего вещества заключается в том, что он соединяется со светом аккреционного диска.

Больше информации: Andrew Mummery et al, Continuum emission from within the plunging region of black hole discs, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae1160