Чёрная дыра без горизонта: что увидят телескопы нового поколения экспресс
Колодец без дна — но не совсем. У обычной чёрной дыры есть граница, горизонт событий, за которую ничто не возвращается. А если эту границу убрать? Именно такой объект, названный JMN-1, смоделировали астрофизики: массивное тело, возникшее при коллапсе звезды, но без непроницаемой завесы. Вместо горизонта — голая сингулярность, точка, куда падает вещество и где известные законы физики перестают работать.
В симуляции на JMN-1 направили поток плазмы, как на чёрную дыру в центре галактики M87. Вокруг сингулярности закрутился раскалённый диск, пронизанный магнитными полями, — точь-в-точь такой, какой видят астрономы у настоящих чёрных дыр. Вещество не скапливалось снаружи и не выбрасывалось прочь, а спокойно достигало центра. Темп поглощения составил около трёх миллионных долей от предельно возможного — столько же, сколько предсказывают для чёрной дыры той же массы.
Сегодня этот свет слишком тускл для наших приборов, но радиоинтерферометры следующего поколения смогут его поймать. Тогда у астрономов появится надёжный тест: если в центре тени что-то мерцает — перед нами не чёрная дыра, а её дерзкий двойник без горизонта. Так природа, возможно, оставила нам подсказку, как заглянуть за край привычных представлений — в тот самый колодец, который оказался не бездонным.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.15430
We present the first three-dimensional general relativistic magnetohydrodynamic simulation of sustained accretion onto a horizonless singularity in which matter reaches the central object rather than being accumulated outside of it or expelled in outflows. We consider a Joshi-Malafarina-Narayan (JMN-1) spacetime, a well-motivated black hole mimicker that arises from gravitational collapse with anisotropic pressure in general relativity, and adopt a compactness parameter for which the central singularity is null. We find that the system evolves into a sustained magnetically arrested disk state. For parameters appropriate to the low-luminosity active galactic nucleus M87*, we obtain an accretion rate of $$\sim(3.0 \pm 0.5)\times 10^{-6} \dot{M}_{\rm Edd}$$, in full agreement with estimates based on black hole models and, in particular, comparable to that of our reference Schwarzschild black hole simulation. Synthetic ray-traced images at $$230\,{\rm GHz}$$, computed using polarized general relativistic radiative transfer, are broadly consistent with the Event Horizon Telescope observations of M87*. We identify a key observational discriminant between a black hole and JMN-1: the presence of detectable brightness inside of the ``observable" shadow of JMN-1. This emission originates very close to the central singularity, in a region that would be hidden behind the event horizon in a black hole spacetime. Although this signature is beyond the reach of current observations, it falls within the projected imaging dynamic range of next-generation radio interferometric instruments, offering a robust test of the black hole paradigm.
Объект JMN-1 получил своё название по первым буквам фамилий трёх физиков — Джоши, Малафарины и Нараяна, — которые придумали этот экзотический тип пространства-времени в рамках обычной общей теории относительности.
Идея голой сингулярности обыгрывается в романе «Сингулярность» Уильяма Слитора, где герои пытаются предотвратить появление такого объекта вблизи Земли.