Возникший объект некоторое время совершает затухающие колебания, которые исследователи сравнивают со звоном колокола после удара. Особенности этого короткого послесигнала могут указывать на вещество возле черной дыры или на отклонения от ее стандартного описания в общей теории относительности.

Физики из Нагойского университета рассчитали, как на такие колебания могут влиять дополнительные структуры, получившие название «волос» черной дыры. Если объект соответствует простейшей модели, характеристики сигнала задаются его массой и вращением. Появление дополнительной материи меняет картину: частота волн и темп их ослабления смещаются неодинаково.

Эта разница и может стать признаком необычной структуры около черной дыры. По расчетам исследователей, величина изменений зависит от количества окружающего вещества и распределения его давления. Для вращающихся объектов появляется еще один фактор: параметры сигнала меняются по-разному в зависимости от направления движения относительно вращения черной дыры.

Расчеты основаны на математической связи между поведением света рядом с черной дырой и характеристиками ее затухающих колебаний. Ученые внесли небольшие изменения в стандартные теоретические модели и проследили, каким окажется отклик сигнала. Метод проверили на трех известных моделях черных дыр, после чего распространили и на вращающиеся объекты.

Пока работа носит теоретический характер и не свидетельствует об обнаружении «волос». Однако предложенный подход дает ориентиры для анализа будущих гравитационно-волновых наблюдений: необычное соотношение частоты и скорости затухания может помочь заметить дополнительную материю возле черной дыры или признаки физики, не укладывающейся в ее простейшую модель.