Черная дыра — не пустая воронка. Вокруг нее может скапливаться невидимая материя, и тогда привычные границы смещаются.
Группа теоретиков нашла простое условие: если масса этого окружения растет плавно и удовлетворяет неравенству 1 − 2m' − rm'' > 0, то горизонт событий остается четким, а сама дыра — устойчивой. Математически это значит, что функция Δ(r) = r² − 2rm(r) + a² (где a — вращение дыры) имеет ровно два корня — внутренний и внешний горизонты. Условие похоже на проверку: не «провисает» ли край воронки под тяжестью облака.
Авторы взяли именно такой вариант и посчитали, насколько сдвинутся внешний горизонт, фотонная сфера (где свет ходит по кругу) и тень дыры. Сдвиг зависит от того, как именно распределено вещество вблизи центра. Интересно, что смещение тени оказалось разным для прямого и обратного вращения — это следствие того, что облако «чувствует» направление кручения пространства-времени.
Но главный сюрприз — в масштабах. На расстояниях, сравнимых с галактическими, поправка падает ниже 10⁻²⁰. Это как пытаться заметить песчинку, упавшую на другой конец футбольного поля. Поэтому искать следы темной материи по теням далеких черных дыр — задача для сверхточных будущих инструментов, а пока вся физика сосредоточена в тесном «ящике» сильного поля у самого горизонта.
Разница в смещении тени для прямого и обратного вращения черной дыры может достигать нескольких процентов — это огромная величина для астрофизических измерений.