Умопомрачителната визуализация на НАСА показва дивото изкривяване на двойните черни дупки

(Центърът за космически полети Годард на НАСА/Джеръми Шнитман и Брайън П. Пауъл)

Въпреки че е изключително трудно да се изобрази директносянката на и пространството около черна дупка, това не е единственият инструмент, който астрономите имат в комплекта си.

Въз основа на години наблюдения и анализи, има десетилетна традиция на Черна дупка визуализации, връщайки се чак до работата наФренският астроном Жан-Пиер Люмине през 70-те години на ХХ век.

Очарователно, симулациите се доближиха много до това, което видяхме, когато огромен международен екип от учени най-накрая уловидиректно изображение на свръхмасивна черна дупка, вече известният M87*. Знаем, че нашите прогнози традиционно са много точни.

Поради включените интензивни гравитационни полета, нещата стават наистина ужасни. Светлината се огъва и нейният интензитет се променя в зависимост от посоката, в която се движи. И така, какво се случва, когато няма един, а двама черни дупки заключени във взаимна орбита, всяка със собствена гравитация и всяка орбитирана от свой собствен светещ акреционен диск от прах и газ?

Е, може да изглежда малко като най-новата, изключително трипова визуализация на черна дупка от НАСА.

Надграждайки неговотопредишна работа на симулирана черна дупка и нейния акреционен диск, астрофизикът Джереми Шнитман от Центъра за космически полети Годард на НАСА хвърли две черни дупки заедно, за да види какво ще се случи.

„Виждаме две свръхмасивни черни дупки, една по-голяма с 200 милиона слънчеви маси и по-малък спътник, тежащ наполовина по-малко“, той обясни .

„Това са видовете двоични системи с черни дупки, при които смятаме, че и двата члена могат да поддържат акреционни дискове, издържани милиони години.“

Симулацията започва така, сякаш гледате отгоре надолу, докато двете свръхмасивни черни дупки орбитират една около друга. Има сянката на черната дупка в средата на всяка, заобиколена от широк акреционен диск.

Тънкият пръстен между вътрешния ръб на акреционния диск и сянката на черната дупка се наричафотонен пръстен, където гравитацията е толкова силна, че фотоните са хванати в стабилна орбита около черната дупка. Ако тези фотони се приближат по-близо до черната дупка, те ще паднат отвъд хоризонта на събитията, където не можем да ги видим.

Докато симулацията продължава, перспективата на зрителя се премества надолу към орбиталната равнина на двете черни дупки.

Първоначално симулацията изглежда много подобнадруги симулации, които може да сте виждали, като светлината на диска е огъната отзад, за да образува ореол, а светлината пред сянката на черната дупка е по-ярка, когато се движи към зрителя, и по-слаба, когато се отдалечава. Това е известно като релативистично излъчване и се причинява от ефекта на Доплер, който е начинът, по който вълните (в този случай светлинните вълни) очевидно се променят в зависимост от посоката им на движение.

Тогава става наистина странно, много бързо.

Шнитман е използвал два различни цвята, за да представи двете черни дупки, защото ги прави по-лесни за разграничаване, тъй като гравитационните полета се огъват и деформират, карайки светлината да пътува по сложни криви пътеки, изчислени с помощта на мощен суперкомпютър. Светлината на всяка черна дупка става още по-изкривена, тъй като се влияе от гравитацията на нейния двоичен спътник.

След това изгледът се движи отгоре надолу, с увеличен изглед - където, пътувайки около фотонния пръстен на една черна дупка, е изгледът отстрани на нейния спътник. Това е така, защото светлината се извива на 90 градуса, което означава, че получаваме едновременен изглед отгоре надолу и изкривен страничен изглед на всяка черна дупка.

„Поразителен аспект на тази нова визуализация е самоподобният характер на изображенията, произведени от гравитационни лещи,“ каза Шнитман . „Увеличаването на всяка черна дупка разкрива множество, все по-изкривени изображения на нейния партньор.“

Гравитационните лещи всъщност са полезен инструмент за виждане в по-дълбоките области на космоса, тъй като увеличават и често дублират по-далечния обект. Галактиките и галактическите купове също могат да бъдатгравитационни лещи, въпреки че обектите с лещи не изглеждат толкова огъващи се и странни, колкото изображенията, произведени от две активни свръхмасивни черни дупки.

Директното изобразяване на черна дупка е много работа, а бинарните супермасивни черни дупки са рядкост, така че е малко вероятно скоро да видим реалната версия на визуализацията на Шнитман - но симулации като тези могат да ни помогнат да разберем физиката на екстремни среди около свръхмасивни черни дупки, за да можем по-добре да анализираме наблюденията, които можем да направим.

Освен това изглеждат наистина страхотно.

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.