Космический объект вращается, но его тень не круглая. Астрофизики рассмотрели чёрную дыру в необычной версии гравитации — так называемом мире на бране (где наша Вселенная — трёхмерная поверхность в пространстве большего числа измерений). В такой модели у чёрной дыры появляется дополнительный параметр — приливной заряд (мера того, как дополнительные измерения искажают гравитацию). Авторы работы проследили, как лучи света огибают такую дыру, и построили её изображение.

Луч света здесь похож на гонца, бегущего по изогнутым улицам незнакомого города. Когда наблюдатель смотрит почти прямо на полюс дыры, вторичное кольцо — слабый призрачный обод — прячется внутри основного яркого круга. Стоит наклонить взгляд — и картина резко меняется: кольца расходятся, появляется резкая асимметрия. За этот перекос отвечают сразу три фактора: вращение самой дыры, угол зрения и тот самый приливной заряд.

Авторы не остановились на форме тени. Они добавили в модель падающий поток вещества — газ, который устремляется к дыре от последней стабильной орбиты до самого горизонта событий. Это позволило вычислить сдвиги частоты излучения по всему диску. Главным дирижёром этих сдвигов оказался наклон наблюдателя. Сравнив два радиодиапазона — 86 ГГц и 230 ГГц, — учёные увидели, что яркость и общая мощность излучения выше на более низкой частоте. А ещё диск, вращающийся в ту же сторону, что и дыра, светит иначе, чем встречный.

Такой детальный портрет невидимого объекта — не просто упражнение в теории. Когда телескопы следующего поколения получат снимки теней чёрных дыр, именно асимметрия и частотная окраска расскажут, не скрываются ли в гравитации следы дополнительных измерений.