Почему газ не падает прямо внутрь
Газ, оказавшийся рядом с чёрной дырой, обычно не летит к ней по прямой. У него есть угловой момент — запас вращательного движения, из-за которого вещество продолжает обращаться вокруг центра, как вода, закрученная в воронке. Поэтому газ собирается в плоский вращающийся диск: внутренние области движутся быстрее внешних.
Соседние слои диска взаимодействуют. В реальном газе перемешивание и турбулентные движения помогают передавать угловой момент наружу: часть вещества получает возможность уйти дальше от центра, а часть постепенно смещается внутрь. Именно это медленное перераспределение, а не одно лишь притяжение, позволяет газу приближаться к чёрной дыре.
Откуда берётся свечение
Движущиеся слои тормозят и перемешиваются, превращая часть энергии движения в тепло. Чем ближе газ к чёрной дыре, тем сильнее условия: вещество может разогреться настолько, что испускает не только видимый свет, но и излучение других диапазонов, например рентгеновское. Светится при этом сам горячий газ, а не чёрная дыра: из-за горизонта событий свет наружу не выходит.
У диска нет универсального внешнего вида. Его излучение зависит от того, сколько газа поступает, как он распределён и насколько быстро вращается чёрная дыра. Яркость может меняться, если потоки вещества в диске становятся неравномерными. Поэтому наблюдатели изучают не только общее свечение, но и его изменения во времени и в разных диапазонах света.
Как свет указывает на невидимый объект
По излучению диска можно судить о присутствии компактного массивного объекта и о свойствах окружающего его вещества. Но это не фотография самой чёрной дыры: наблюдения показывают газ, нагретый в её сильном гравитационном поле. Видимая подсказка возникает задолго до того, как газ пересечёт горизонт событий — и именно поэтому чёрную дыру можно обнаружить, хотя её саму нельзя увидеть.
