Ученые Института физики гравитации Общества Макса Планка в Германии и Университета Авейру в Португалии выяснили, что вокруг черной дыры из-за сильного искривления пространства должны возникать структуры в виде световых колец, расположенные над горизонтом событий. Статья исследователей опубликована в журнале Physical Review Letters.
 
Физики представили доказательство теоремы, согласно которой черные дыры, находящиеся в равновесном состоянии, имеют хотя бы одно световое кольцо. Для доказательства они не использовали уравнения в рамках какой-то определенной теории гравитации, а применили более универсальный топологический подход. Такая модель позволяет учитывать альтернативные теории гравитации и решить проблему наличия световых колец у широкого класса черных дыр.
 
У вращающейся черной дыры должно существовать два световых кольца. В одном из них свет перемещается по замкнутой орбите в направлении, совпадающем с направлением вращения черной дыры, а в другом кольце — в противоположную сторону. Кроме того, результаты исследования показывают, что силуэт или тень черной дыры должна быть всегда больше, чем сама черная дыра.
 
По словам ученых, у доказательства теоремы есть несколько допущений, одно из которых заключается в отсутствии гравитационного поля вдали от черной дыры. Однако в расширяющейся Вселенной присутствует космологическая постоянная, создающая слабое гравитационное поле в любой точке космоса. В будущем исследователи планируют проверить, как это может повлиять на доказательство теоремы.