Группа ученых из Италии, Швеции, Австралии и Испании показала, как можно напрямую доказать существование вращающихся чёрных дыр.

Косвенные свидетельства вращения чёрной дыры, которая находится в центре Млечного Пути, астрофизики уже собрали, составив распределение звёзд Галактики по скоростям. Проводить таким способом точные измерения невозможно; часть специалистов считает, что чёрная дыра вращается очень быстро, но свои сторонники есть и у гипотезы о медленном вращении.

Авторы предлагают более надёжный метод наблюдений, основанный на эффекте увлечения инерциальных систем отсчёта (Лензе — Тирринга). Суть этого релятивистского эффекта заключается в том, что массивное тело за счёт своего вращения должно вносить дополнительное искривление пространства-времени.

Рассматривая прохождение излучения около вращающейся чёрной дыры, физики выяснили, что исходный пучок света будет приобретать ненулевой орбитальный угловой момент, а поверхность волнового фронта станет винтовой (волновым фронтом, напомним, называют поверхность, во всех точках которой световые колебания имеют одинаковую фазу). Такие изменения, как показало моделирование, можно зарегистрировать с Земли с помощью массива радиотелескопов. Учёные готовы выполнить необходимые измерения на телескопах массива Very Long Baseline Array в Нью-Мексико, но проще будет дождаться старта намного более масштабного международного проекта Square Kilometre Array.

Сотрудник Университета штата Техас в Остине Ричард Матцнер (Richard Matzner) согласен с предложенным механизмом измерений, но считает, что существующие радиотелескопы — в том числе упомянутый Very Long Baseline Array — недостаточно чувствительны. Возможно, рассуждает г-н Матцнер, поиск стоит перенести из области радиоволн в рентгеновский или гамма-диапазон, поскольку излучение, испускаемое вблизи чёрных дыр, проще всего зарегистрировать именно на таких частотах. Для этого, однако, придётся запускать новые космические обсерватории: рентгеновское и гамма-излучение поглощаются в атмосфере.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Nature Physics.