» Возвращаясь к первой «фотографии» чёрной дыры
20.04.2017 10:02

Возвращаясь к первой «фотографии» чёрной дыры

Источник перевод для gearmix ()

Чёрная дыра настолько диковинный феномен, что учёные, которые выдвинули эту идею, полагали, что в реальности их не может быть. Они формируются из гигантских разрушенных звезд, и их масса настолько плотная, что ничто не может вырваться из тисков их гравитационного притяжения, включая свет. Чёрные дыры искажают пространство-время, и ученые все время размышляют: как же они могут выглядеть? Возможно, нам удастся их увидеть с помощью телескопа Event Horizon, но ещё в 1979 году Жан-Пьер Люмине создал первый «образ», используя только появившийся тогда компьютер с перфокартами, множество математических расчётов и тушь.

33

 

 

Проблема с изображением черной дыры заключается в том, что по определению она не может излучать свет. К счастью, большие чёрные дыры обычно находятся рядом с другими звездами, высасывая из них материю, что в принципе могут заметить астрономы. «Поскольку [газы из звезд] попадают в черную дыру, она всё больше и больше разогревается и, в конце концов, начинает испускать радиационное излучение. Это неплохой источник света: сияют аккреционые кольца, освещая центральную черную дыру», — пишет Люмине в своем блоге.

Отличительной чертой чёрной дыры является её граница как «горизонт событий», точка невозврата для материи и света. Материя на её периферии, всасываемая из соседних звезд, образует «аккреционный диск», изображённый в Interstellar как два ярких перпендикулярных диска. Но это всего лишь иллюзия — на экваторе только один диск, но свет искривляется из-за экстремальной гравитации чёрной дыры (гравитационное линзирование).

interstellar-accretion-disk-2017-04-18-01

На рисунке Люмине изображено два других важных явления, которые не наблюдаются в межзвездном пространстве. Первое — это тот факт, что энергия и свет сильнее ближе к краю черной дыры и слабее на удалении. Другое — это эффект Допплера, вызванный вращением аккреционного диска, который заставляет свет казаться ярче с одной стороны, в зависимости от направления вращения. В изображении Люмине аккреционный диск вращается против часовой стрелки, поэтому его свет приближается к наблюдателю слева и отдаляется справа, делая левую сторону ярче.

Все это приводит к тому, что черная дыра становится намного ярче в центре и слева, как изображено на рисунке Люмине,  в отличии от черной дыры «Гаргантюа», созданной командой специалистов по графике Interstellar. «Реалистичный образ должен демонстрировать сильную асимметрию яркости диска, так что одна сторона намного ярче, а другая намного тусклее», — говорит он.

Результатом работы учёного является изображение, которое считается наиболее реалистичным. Более поздние компьютерные модели, созданные в НАСА показывают те же определяющие элементы — тонкое «кольцо фотонов» в центре, смещённый в результате допплеровского эффекта свет и двойной аккреционный диск, вызванный гравитационным линзированием. Так что для энтузиаста с перфокартами и тушью получилось совсем неплохо.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Понравилась статья?
Поделись с друзьями!

x
  1. RAZ:

    Правда что ли? Cинее ярче чем красное?
    imho Допплеровское смещение изменяет цвет — частоту видимого света, а не его интенсивность