Специалисты NASA смогли визуализировать черную дыру

 Чтобы лучше понять загадочные черные дыры, ученые попытались их визуализировать с помощью компьютерной модели.

«Деформация» — результат светового искажения

Черные дыры всегда привлекали повышенное внимание астрофизиков и ученых иных направлений. Специалисты Космического агентства Соединенных Штатов сделали важный шаг, облегчающий коллегам понимание этих космических объектов. Они создали компьютерную симуляцию, на которой отчетливо прослеживается, как вокруг самой дыры вращается аккреционный диск.

Аккреционный диск является скоплением материи, которая движется по периметру черной дыры. Когда это вещество пересекает горизонт событий, оно затягивается в дыру. Последняя способна притягивать очень разряженное вещество, даже фотоны света. Это происходит благодаря чрезвычайной плотности и объему черной дыры и, соответственно, гравитации.  

Этот же гравитационное притяжение огромной силы является причиной искажения световых волн, исходящих от диска. А поскольку свет воспринимается со стороны разным, то и возникает эффект мнимой «деформации» всего комплекса. Ученые называют подобный феномен гравитационной линзой.

Как ведет себя вещество диска

Особенности трансформации вещества, находящегося вблизи черной дыры, давно стали предметом изучения исследователей космоса.

Наблюдения, длившиеся годами, позволили с точностью выявить некоторые факты. Газ, который находится ближе всего к горизонту событий, вращается по окружности со скоростью, близкой к световой. Чем дальше от эпицентра расположено вещество, тем медленнее скорость его движения.

Но и само вещество распределяется по диску неравномерно, в силу действия магнитных полей. Там, где материя уплотнена, повышается и температура, появляются более светлые участки. Соответственно, светлые и более темные слои движутся с разной скоростью, образуя полосы разной степени свечения. Эту-то «чересполосицу» и видно на компьютерной модели.

Симметрия и асимметрия

Разными по яркости выглядят не только полосы, но и разные края диска, если наблюдать за ним сбоку. Левая часть кажется ярче правой. Но именно «кажется», это чисто зрительный эффект, то, что на Земле мы называем «обманом зрения». Слева светящийся газ «катится» на зрителя, справа он удаляется от него, отсюда и искажение. Но стоит сменить точку зрения (в прямом, физиологическом смысле слова), и асимметрия исчезает. Глядя на диск «с фасада» наблюдатель не заметит никаких световых различий правой и левой половины диска.

На границе черной дыры гравитация столь мощная, что искривление света достигает максимума. «Заглядывая» чуть вглубь, пытливый зритель видит яркое фотонное кольцо — внутреннюю поверхность диска. Там же угадывается тень черной дыры, постепенно захватывающая все больше и больше фотонов «пограничной» области.