Специалисты и ученые американского космического агентства НАСА недавно выпустили новую визуализацию, на которой видно черную дыру, окруженную ярко светящимся искаженным диском нагретой материи. На этой мультипликации очень хорошо видно, как сильнейшие гравитационные силы черной дыры деформируют свет, излучаемый материей приближающейся к горизонту событий, что создает массу удивительных визуальных эффектов.
Напомним нашим читателям, что черные дыры возникают, когда звезды с массой, во много раз превышающей массу Солнца, приближаются к финалу их жизненного цикла. При некоторых условиях, вместо того, чтобы взорваться, разметав почти всю материю по окружающему пространству, такие звезды схлопываются в относительно небольшие объекты, имеющие огромную массу.
Из-за этого возникает некая граница, называемая горизонтом событий, любая материя, прошедшая эту границу, уже не может преодолеть силы гравитации и вернуться в космическое пространство. Отметим, что черные дыры не излучают свет непосредственно, но их можно обнаружить по свету, излучаемому материей, которая, приближаясь к горизонту событий, начинает двигаться все быстрей и быстрей, разогреваясь до сверхвысоких температур, исчисляющихся миллионами градусов.
Считается, что в пределах нашей галактики, галактики Млечного Пути, находится порядка от 10 миллионов до миллиарда черных дыр различной массы и размеров. А в самом центре галактики располагается чудовищная сверхмассивная черная дыра, известная под названием Sagittarius A*.
Вернемся к визуализации черной дыры. На ней очень хорошо видно, то, что ее силы гравитации превращают окружающее пространство в своего рода гравитационную линзу, которая сильно преломляет циркулирующий в той области пространства свет. Центром визуализации является черная тень, которая приблизительно в два раза больше горизонта событий. Астрономы имеют возможность четко видеть эти границы, благодаря присутствию так называемых фотонных колец. Эти кольца состоят из фотонов света, которые уже некоторое время вращаются вокруг черной дыры, и некоторые из них получают возможность избежать участи быть поглощенными.
За фотонными кольцами видно странную искривленную форму так называемого аккреационного диска, который в реальности обычно является плоским диском наподобие колец Сатурна. Однако, гравитационная линза черной дыры значительно искажает свет, излучаемый кольцевой структурой диска, превращая его в искривленное нечто. Так как аккреационный диск формируется из материи, притягиваемой черной дырой из окружающего пространства, он практически никогда не бывает однородным. Магнитные поля черной дыры служат причиной формирования в диске огромных и ярких скоплений материи, называемых узлами. Эти узлы перемещаются в пределах диска на разных скоростях, оставляя за собой темные следы, они сталкиваются, сливаются, превращая все это в огненную феерию.
Отметим, что большая часть данных, которые были использованы для создания визуализации, были взяты из первого реального изображения черной дыры, которое было опубликовано 10 апреля этого года. Данное изображение, в свою очередь, было составлено на основе данных, собранных восемью радиотелескопами, объединенными в единую систему, которая известна нам под названием Event Horizon Telescope (EHT).
"Такие модели и видео помогают нам увидеть то, что имел ввиду Альберт Эйнштейн, говоря о том, как силы гравитации могут деформировать пространственно-временной континуум" - рассказывает Джереми Шниттмен (Jeremy Schnittman), исследователь из Центре космических полетов НАСА имени Годдарда, который сделал визуализацию при помощи специализированного программного обеспечения, - "Все подобные визуализации, сделанные ранее, были ограничены возможностями компьютерных программ и нашим воображением. Наша же визуализация сделана на основе реальных данных, и она дает нам возможность взглянуть на реальную черную дыру".
