Камешек падает в пруд, и по воде расходятся круги. С черной дырой после столкновения с другой дырой происходит нечто похожее: она испускает гравитационные волны, напоминающие затухающий звон колокола. У этого звона есть четкий набор частот, который зависит только от массы и вращения дыры — как высота звука камертона зависит от его размера.
Но откуда берутся эти частоты? Давно известно, что они связаны со световым кольцом — невидимой границей вокруг черной дыры, где свет может бесконечно кружить, не падая внутрь. Авторы статьи пошли дальше: они показали, что это кольцо ведет себя как нагретый предмет. Если мысленно поместить туда крошечную струну, она ощутит тепло, словно рядом с горячей батареей. Температура этого «отопления» задается тем, насколько быстро световые лучи разбегаются с кольца — как капли с раскаленной сковороды.
Звон черной дыры в такой картине — это просто отклик горячего светового кольца на встряску. Как если бы ударили по теплой железной пластине, и она загудела на своих собственных частотах. Ученые вывели частоты звона двумя способами: проследили за дрожанием воображаемой струны у кольца и рассчитали, как тепловая система отзывается на толчок. Результаты совпали с известными формулами, но теперь у них появился простой физический смысл.
Световое кольцо черной дыры в 2,5 раза шире ее горизонта событий — той границы, откуда ничто не возвращается. Для дыры с массой Солнца это кольцо диаметром около 15 километров.
В фильме «Интерстеллар» световое кольцо показано как яркий обод вокруг тени черной дыры — тот самый «огненный круг», который на самом деле может быть тепловым источником гравитационных волн.