НАСА выпустило новую визуализацию черной дыры

НАСА выпустило визуализацию черной дыры, окруженной искаженным диском сияющей материи. Анимация показывает, как мощное гравитационное воздействие черной дыры может значительно деформировать свет, излучаемый материалом, закручивая его горизонту событий, создавая впечатляющий эффект.

Черные дыры возникают, когда огромные звезды, масса которых во много раз превышает массу Солнца, достигают конца своей жизни и разрушаются, сжимаясь в крошечное пространство. За пределами линии разграничения, известной как горизонт событий, гравитационная сила черной дыры настолько сильна, что даже свет не может избежать ее притяжения.

Считается, что по всему Млечному Пути разбросано до миллиарда черных дыр, а в центре нашей галактики скрывается чудовищная сверхмассивная черная дыра, известная как Стрелец А *.

Черные дыры, конечно, не излучают свой собственный свет, однако их можно наблюдать, ища свет, созданный вращающейся вокруг них материей, когда она спирально приближается к сингулярности.

Все, от облаков космического газа до планет и даже звезд, может быть поймано и разорвано гравитацией черной дыры. Когда захваченное вещество перемещается вокруг горизонта событий, оно оседает в аккреционном диске. Когда материя движется ближе к точке невозврата, она начинает двигаться быстрее и становится невероятно горячей, что, в свою очередь, делает ее яркой, в отличие от черноты пространства.

Новая визуализация раскрывает изгибающие свойства черной дыры, окруженной аккреционным диском. В статической версии анимации, показанной выше, аккреционный диск виден почти по краю от наблюдателя.

В центре визуализации находится тень черной дыры, которая примерно в два раза больше горизонта событий. Астрономы могут различить края тени благодаря наличию четко определенной границы света, известной как фотонное кольцо. Эта особенность состоит из множества колец искаженного света, которые уже несколько раз обращались вокруг черной дыры, прежде чем уйти обратно в космос.

Далее — странная искаженная светлая подпись аккреционного диска. Диск, используемый в симуляции, плоский, похожий на кольца, вращающиеся вокруг Сатурна. Тем не менее, мощная гравитация черной дыры работает, чтобы изменить путь частиц света или фотонов — испускаемых сверхгорячей кольцевой структурой. Это придает ему необычный, изогнутый вид, который мы видим здесь.

Как и в случае с материалом, вращающимся вокруг реальной черной дыры, расположение материала в смоделированном аккреционном диске не является равномерным или гладким. Мощные магнитные поля черной дыры вызывают образование ярких горячих скоплений вещества. Эти узлы растягиваются и срезаются кольцами материала, движущимися с разной скоростью, создавая темные полосы, проходящие по всему аккреционному диску.

Край диска, ближайший к наблюдателю, выглядит относительно нормальным. При моделировании материя движется через аккреционный диск слева направо. Из-за этого материал с левой стороны, который движется к наблюдателю, выглядит ярче, чем справа, который удаляется.

Меньшая секция кольца, висящая под тенью, состоит из световых лучей, испускаемых снизу дальней стороны аккреционного диска, которые были искажены в процессе, известном как гравитационное линзирование.

10 апреля этого года первое изображение сверхмассивной черной дыры было обнародовано. Новаторское изображение было построено на основе данных, полученных сетью из восьми радиотелескопов, известных как телескоп Event Horizon Telescope (EHT).

«Подобные симуляции  действительно помогают нам визуализировать, что имел в виду Эйнштейн, когда он сказал, что гравитация искажает ткань пространства и времени», — говорит Джереми Шнитман, который сгенерировал изображения с использованием специализированного программного обеспечения в Центре космических полетов имени Годдарда, НАСА.