Астрономы впервые наблюдали «вихрь» пространства-времени у черной дыры

Космос преподнес подарок группе ученых, которые искали одно из самых неуловимых явлений на ночном небе. Их исследование, опубликованное в журнале Science Advances, сообщает о первых в истории наблюдениях закручивающегося вихря в пространстве-времени, вызванного быстро вращающейся черной дырой.

Модель прецессии диска и джета. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady9068

Этот процесс, известный как прецессия Лензе — Тирринга или эффект увлечения инерциальных систем отсчета, описывает, как черные дыры «закручивают» окружающее их пространство-время, увлекая близлежащие объекты, вроде звезд, и заставляя их орбиты «колебаться».

Открытие эффекта космического вихря

Команда под руководством Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук изучила событие AT2020afhd — приливное разрушение звезды (TDE) сверхмассивной черной дырой. Из остатков звезды вокруг черной дыры сформировался вращающийся диск, из которого вырывались мощные джеты материи почти со скоростью света.

Анализируя ритмичные изменения в рентгеновском и радиоизлучении от этого события, ученые обнаружили, что диск и джет синхронно «колеблются», повторяя цикл каждые 20 дней.

Художественное изображение аккреционного диска вокруг черной дыры, внутренняя область которого колеблется. В этом контексте «колебание» означает изменение ориентации орбиты материи, окружающей черную дыру. Автор: NASA

Подтверждение предсказания Эйнштейна

Впервые теоретически описанное Эйнштейном в 1913 году и затем математически определенное Лензе и Тиррингом в 1918, это наблюдение подтверждает предсказание общей теории относительности, открывая ученым новые пути для изучения вращения черных дыр, физики аккреции и формирования джетов.

«Наше исследование показывает наиболее убедительные на сегодня доказательства прецессии Лензе — Тирринга — черная дыра увлекает пространство-время за собой, подобно тому, как вращающийся волчок закручивает воду вокруг себя в водоворот», — сказал доктор Козимо Инсерра, соавтор работы из Кардиффского университета.

Ученый отметил, что это настоящий подарок для физиков, подтверждающий предсказания вековой давности. Кроме того, наблюдения раскрывают новые детали о природе событий приливного разрушения, когда звезда разрывается гравитацией черной дыры.

Как команда наблюдала за явлением

Команда смоделировала рентгеновские данные с обсерватории Нейла Герелса Свифта (Swift) и радиосигналы с антенной решетки Карла Дж. Янски (VLA), чтобы выявить эффект увлечения. Дальнейший анализ состава, структуры и свойств космической материи с помощью электромагнитной спектроскопии позволил описать и идентифицировать процесс.

«Мы начинаем понимать механику процесса. Подобно тому, как вращающийся заряженный объект создает магнитное поле, мы видим, как массивный вращающийся объект — в данном случае черная дыра — генерирует гравитомагнитное поле, влияющее на движение звезд и других космических объектов поблизости», — объяснил доктор Инсерра.

Исследователь добавил, что это напоминание о том, что у человечества есть возможность открывать все более необычные объекты во всем разнообразии, которое создала природа.

Больше информации: Yanan Wang et al, Detection of disk-jet coprecession in a tidal disruption event, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady9068

Источник: Cardiff University

ИИ: Это фундаментальное открытие, которое не только подтверждает столетнюю теорию, но и открывает новое окно для изучения самых экстремальных объектов во Вселенной. В 2025 году такие наблюдения становятся возможны благодаря синергии данных с разных телескопов и сложному моделированию, что сулит еще больше прорывов в астрофизике.