• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.04.2021
Василий Парфенов
5 371

NASA показало завораживающий «танец» двойной системы из черных дыр

5.4

Студия научных визуализаций NASA опубликовала ролик, в котором демонстрируется, как система из двух черных дыр будет выглядеть со стороны. Такие впечатляющие видео создаются не только с просветительской целью, они важны для понимания наблюдаемых учеными астрономических явлений.

NASA показало завораживающий «танец» двойной системы из черных дыр
©NASA’s Goddard Space Flight Center, Jeremy Schnittman and Brian P. Powell

Симуляцию подготовили и опубликовали на сайте Студии научных визуализаций NASA сотрудники Центра космических полетов имени Годдарда (GSFC) Джереми Шиттман (Jeremy Schnittman) и Брайан Пауэлл (Brian P. Powell). Первый создал модель, а второй помог с ее обсчетом на суперкомпьютере Discover Центра климатических симуляций NASA. Чтобы выполнить все необходимые вычисления потребовался почти целый день и более двух с половиной тысяч процессорных ядер (2% от общего числа — 129000). Подобная визуализация заняла бы десять лет работы обычного мощного ПК.

Завораживающая картинка — результат расчета путей фотонов, излучаемых аккреционными дисками черных дыр, которые проходядят через искривленное пространство-время. Суммарная масса этих астрономических объектов составляет 300 миллионов наших Солнц. Черная дыра с оранжевым аккреционным диском вдвое массивнее второй, у которой он голубой.

Для обладателей широкого интернет-канала и больших мониторов доступно разрешение 4K / ©NASA’s Goddard Space Flight Center, Jeremy Schnittman and Brian P. Powell

Что интересно, цвета выбраны не просто для наглядности. Они, пусть и гипертрофированно, отражают реальную разницу в температуре вещества, падающего на черную дыру. Чем меньше ее масса, а следовательно и радиус горизонта событий, тем быстрее двигается притягиваемая колоссальной гравитацией материя и сильнее разогревается. Большая часть света, излучаемого аккреционными дисками этих черных дыр, лежит в ультрафиолетовом диапазоне.

На видео можно заметить сразу несколько эффектов, предсказанных Теорией относительности. Самый очевидный — гравитационное линзирование. Это оптическое явление, выражающееся так называемыми кольцами или арками Эйнштейна, выглядит как множественные концентрические дугообразные или круговые искажения и переотражения объектов. Возникают они когда свет проходит неподалеку от массивного тела. Его гравитация настолько искажает пространство-время, что фотоны меняют траекторию, будто в линзе.

Благодаря гравитационному линзированию земные наблюдатели могут увидеть объекты удаленные настолько, что иным путем свет от них никогда не достиг бы нашей планеты. Но есть и обратная сторона медали — в большинстве случаев, массивные объекты вроде черных дыр находятся в пространстве не по одиночке, и интересные ученым небесные тела оказываются не прямо за ними, а под разными углами относительно Земли. Из-за этого на деле в небе видны далеко не такие аккуратные кольца и дуги, как в простейших симуляциях — снимки далеких галактик полны искажений и многократных переотражений звезд.

Чтобы отличить реальные объекты от оптических эффектов и нужны визуализации, подобные сделанной Шиттманом с Пауэллом. Они помогают разобраться, как будет искажаться свет при разном расположении массивных объектов. И, естественно, точнее интерпретировать научные данные, полученные телескопами со всего света.

Еще один любопытный оптический эффект, заметный в ролике — релятивистская аберрация: черные дыры кажутся меньше, когда они ближе к наблюдателю. Наконец, при взгляде «сбоку», то есть находясь в плоскости вращения черных дыр при взгляде на них, один край аккреционного диска выглядит ярче другого. Это объясняется Доплеровским усилением (другое название — релятивистское излучение), которое приводит к тому, что движущийся к наблюдателю источник излучения выглядит ярче, чем отдаляющийся от него.

В общем, видео не просто красивое, но и полное интересных деталей. Внимательный зритель может заметить еще несколько любопытных элементов, демонстрирующих всю красоту окружающего мира. К счастью, нам не нужно самим приближаться к всепожирающим черным дырам, чтобы ею насладиться.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:27
Анатолий Глянцев

Солнце несравнимо ближе к нам, чем любая другая звезда. До него всего восемь световых минут, тогда как до Проксимы Центавра — четыре с лишним световых года. Казалось бы, уж о Солнце-то мы должны знать все и даже больше. Однако не тут-то было. Naked Science рассказывает о загадках, которые все еще таит дневное светило.

Вчера, 16:37
Анна Новиковская

В американском штате Юта растет рощица тополя осинообразного, которая, по сути, одно растение, связанное единой корневой системой. «Дрожащему Гиганту», как прозвали рощицу у себя на родине, около 80 тысяч лет, но ему все еще угрожает гибель из-за объедающих побеги оленей и домашнего скота. И это несмотря на установку защитного забора.

Вчера, 09:57
Сергей Васильев

Несмотря на тусклое Солнце, атмосфера Юпитера раскаляется до сотен градусов благодаря не стихающим полярным сияниям. Волны аномальной жары быстро уносят тепло дальше к экватору.

Вчера, 11:27
Анатолий Глянцев

Солнце несравнимо ближе к нам, чем любая другая звезда. До него всего восемь световых минут, тогда как до Проксимы Центавра — четыре с лишним световых года. Казалось бы, уж о Солнце-то мы должны знать все и даже больше. Однако не тут-то было. Naked Science рассказывает о загадках, которые все еще таит дневное светило.

23 сентября
Алиса Гаджиева

Ученые обнаружили, что древняя медная промышленность Израильского царства была организована так, что в итоге в ее центре не осталось ни растений, ни самой промышленности.

23 сентября
Анна Новиковская

За последние 50 лет на Аляске образовалось несколько новых термокарстовых озер, чья поверхность пузырится, выделяя в атмосферу метан — мощный парниковый газ. Поскольку такие озера образовались в результате таяния вечной мерзлоты, в ближайшем будущем их может стать еще больше.

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

3 сентября
Алиса Гаджиева

В «Кратких сообщениях Института археологии» опубликована статья Михаила Казанского и Анны Мастыковой, в которой авторы обобщили все известное из самых разных источников (от позднеантичных авторов до материалов археологических раскопок) о народе акациры. В результате они не только узнали, где те жили во время Великого переселения народов, но и предположили, как это племя нашло общий язык с соседями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: