НАСА показало, как взаимодействуют две черные дыры

Новая визуализация НАСА показала, как притяжение экстремальной гравитации искривляет и искажает свет в аккреционных дисках двойной системы черных дыр.

На анимации, опубликованной на сайте НАСА, показаны две черные дыры: большая из них имеет массу около 200 млн солнечных масс. Она окружена красным кольцом аккреционного диска. На орбите этого гиганта вращается вторая черная дыра, масса которой примерно вдвое меньше, а ее аккреционный диск показан ярко-синим цветом. На самом деле оба аккреционных диска излучали бы большую часть своего света в УФ-диапазоне, при этом синий диск достигал бы немного более высокой температуры, поскольку материал, вращающийся вокруг более мелких черных дыр, испытывает более сильные гравитационные эффекты.

Если смотреть со стороны плоскости орбиты, каждый аккреционный диск приобретает характерный двугорбый вид. Но когда одна черная дыра проходит впереди другой, гравитация черной дыры на переднем плане превращает ее партнера в быстро меняющуюся последовательность дуг. 

Визуализация также показывает более тонкий феномен, называемый релятивистской аберрацией. Черные дыры кажутся меньше по мере приближения к зрителю и больше по мере удаления.

Эти эффекты исчезают при просмотре системы сверху, но появляются новые функции. Обе черные дыры создают маленькие изображения своих партнеров, которые вращаются вокруг них на каждой орбите. Если присмотреться, становится ясно, что эти изображения на самом деле являются видами с ребра. Для их создания свет от черных дыр должен быть перенаправлен на 90°, что означает, что мы наблюдаем черные дыры с двух разных точек зрения — лицом и ребром — одновременно.

Чтобы создать симуляцию, Джереми Шниттман, астрофизик НАСА, вычислил, как свет, производимый аккреционными дисками, будет изгибаться вокруг искривленной ткани пространства-времени во время взаимодействия черных дыр. Он рассчитал покадровые движения примерно за день, используя суперкомпьютерный кластер Discover в Центре климатического моделирования НАСА.

Астрономы предполагают, что в не столь отдаленном будущем они смогут обнаруживать гравитационные волны — рябь пространства-времени, — возникающие, когда две сверхмассивные черные дыры в двойной системе, очень похожей на ту, которую изобразил Шниттман, объединяются и сливаются по спирали.

Изображение: НАСА

Ученые получили новые снимки сверхмассивной черной дыры внутри галактики M87

Астрофотограф создал фотографию Млечного Пути с 20 миллионами звезд