NASA визуализировало черную дыру

Космическое агентство создало компьютерную симуляцию, показывающую вращение аккерционного диска вокруг черной дыры. Она объясняет эффект гравитационной линзы. Об этом агентство сообщило на своем сайте.

Черные дыры представляет собой крупные и плотные объекты, гравитация которых настолько высока, что притягивает даже фотоны. Помимо той части черной дыры, которую мы не можем видеть, вокруг нее существует также аккреционный диск — скопление вещества, вращающегося вокруг этого небесного тела, которое еще не пересекло горизонт событий. Экстремально высокое гравитационное притяжение черной дыры искажает свет, испускаемый различными областями этого диска, из-за чего весь объект кажется очень деформированным.

Долгое время ученые пытались выяснить особенности поведения вещества вблизи черной дыры. Годы исследований и наблюдений позволили астрономам создать визуализацию движения межзвездного газа по орбите вокруг этого небесного тела. Оказалось, что вещество движется вокруг нее с разными скоростями в зависимости от расстояния до горизонта событий. Ближе всего к черной дыре газ вращается со скоростью, близкой к скорости света, в то время как внешние части вращаются немного медленнее. 

Кроме того, в диске наблюдается образование скоплений вещества, которые объясняются постоянным взаимодействием магнитных полей. Они очень яркие из-за высокой температуры и плотности. Из-за разной скорости движения слоев аккреционного диска, эти скопления вещества растягиваются в светлые и темные полосы, которые мы можем видеть на компьютерной визуализации.

Если смотреть сбоку, то слева диск выглядит ярче, чем справа. Светящийся газ на левой стороне диска движется к нам так быстро, что из-за релятивистских эффектов его яркость увеличивается. Противоположное происходит на правой стороне, где газ, удаляющийся от нас, становится немного более тусклым. Эта асимметрия исчезает, когда мы видим диск точно лицевой стороной, потому что с этой точки зрения ни одна из частей диска не движется вдоль нашей линии зрения.

Ближе всего к черной дыре гравитационное искривление света становится настолько чрезмерным, что мы можем видеть внутреннюю сторону диска как яркое кольцо света, по-видимому, очерчивающее черную дыру. Это так называемое «фотонное кольцо» состоит из множества небольших колец, которые постепенно становятся все слабее и тоньше, так как потерял часть своей интенсивности из-за притяжения черной дыры. Поскольку в этой визуализации ученые сделали дыру сферической, ее фотонное кольцо выглядит почти круглым и одинаковым с любого угла обзора. Внутри фотонного кольца находится тень черной дыры, площадь которой примерно в два раза больше горизонта событий.