Астрономи зафіксували найпереконливіші докази деформації простору‑часу чорними дірами

Астрономи зафіксували найпереконливіші докази того, як чорна діра здатна викривляти сам простір-час навколо себе. Спостереження явища, відомого як ефект Лєнзе-Тіррінга або «скручування простору-часу», відбулося під час знищення зірки надмасивною чорною дірою в центрі галактики LEDA 145386, розташованої приблизно за 400 мільйонів світлових років від Землі. Подія, зафіксована у 2024 році, стала підтвердженням одного з ключових передбачень загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна.

Як пояснює астрофізик Кардіффського університету Козімо Інсерра, спостереження цього ефекту «є справжнім подарунком для фізиків», адже воно демонструє дію загальної теорії відносності в реальному часі. Подія, названа SN у GRB 250314A, виникла, коли чорна діра масою близько п’яти мільйонів Сонць розірвала зорю, що наблизилася надто близько. Світловий спалах від цього руйнування отримав назву «подія припливного руйнування» (TDE).

Спершу астрономи зафіксували різке збільшення яскравості об’єкта за допомогою обсерваторії Zwicky Tran­sient Facil­i­ty, а згодом — зміни випромінювання у різних діапазонах. Рентгенівські промені та радіохвилі змінювалися синхронно кожні 19,6 дня, причому амплітуда коливань сягала кількох порядків. Така узгодженість сигналів свідчить, що акреційний диск чорної діри та її релятивістські струмені рухаються разом, утворюючи своєрідне «гойдання» — наслідок скручування простору-часу навколо обертового масивного тіла.

Дослідники пояснюють, що під час поглинання зорі частина її речовини утворює навколо чорної діри диск, який поступово падає всередину, а інша частина прискорюється вздовж магнітних ліній і викидається у вигляді потужних струменів плазми. Випромінювання в рентгенівському та радіодіапазонах дає змогу відстежити, як ці структури змінюються, демонструючи безпосередній вплив викривленого простору-часу.

Автори дослідження зазначають, що ефект «скручування» подібний до того, як ложка, обертаючись у меді, закручує навколо себе в’язку речовину. У випадку чорної діри її обертання змушує сам простір-час викривлятися й «тягнутися» за нею. «Ми спостерігаємо, як масивний об’єкт, обертаючись, створює гравітомагнітне поле, що впливає на рух зірок і речовини поблизу», — пояснив Інсерра. Результати опубліковані в журналі Sci­ence Advances.