Предложен метод ограничения электрического заряда сверхмассивной черной дыры M87* путем анализа орбитального углового момента её излучения. Используя аналогию между вращающимися пространствами-временами и неоднородными оптическими средами, получена простая аналитическая формула, связывающая средний орбитальный угловой момент наблюдаемого света с отношением заряда к массе. Применение к существующим данным дает верхнюю границу Q/M ≲ 0.39 для M87*. Анализ сфокусирован на электрическом заряде как теоретическом примере, поскольку астрофизические черные дыры предположительно нейтральны, но метод является общим и может быть расширен для ограничения других типов зарядов — степеней свободы, определяющих различные решения для черных дыр. Результаты демонстрируют потенциал орбитального углового момента как нового фундаментального наблюдаемого параметра, который служит независимым дополнением к методам, основанным на наблюдении тени, для зондирования свойств вращающихся компактных объектов и проверки гравитации в режиме сильного поля.
Свет, проходя мимо вращающейся чёрной дыры, закручивается в спираль, подобно воде вокруг слива. Электрический заряд дыры действует как дополнительный рычаг: чем он мощнее, тем туже свиваются лучи. Астрофизики нашли способ использовать эту спиральность для измерения заряда чёрной дыры — без прямого контакта, просто анализируя скрутку света. Раньше этот феномен изучали только в лабораториях, теперь он стал космическим инструментом.
Исследователи применили метод к наблюдениям галактики M87, где находится знаменитая дыра M87*, чью тень впервые сфотографировали в 2019 году. Анализ показал: отношение заряда к массе не превышает 0,39 — объект почти электрически нейтрален, как и ожидалось. Но главное открытие — не число, а метод. Теперь искривлённое пространство-время можно зондировать через степень скрученности лучей, что даёт независимую проверку сильной гравитации. В перспективе так возможно искать новые поля или дополнительные измерения, недоступные иным способам. Неожиданный поворот: тот же принцип закрутки света используют в квантовых коммуникациях для многократного уплотнения информации в одном луче.
🎯 Дыра M87* прославилась в 2019 году, когда астрономы получили её первое изображение — то самое оранжевое кольцо. Её тень втрое шире орбиты Плутона.
🎬 В научной фантастике заряженные чёрные дыры редки — гораздо чаще писатели и режиссёры интересуются их вращением (как в «Интерстеллар») или возможностью путешествий сквозь кротовые норы.