V popředí: obří černá díra o hmotnosti 200 milionů Sluncí. Její gravitace ohýbá světlo z akrečního disku černé díry, která leží za ní. Credit: NASA Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman a Brian P. Powell

NASA ukazuje, jak vypadá ohyb světla u binární černé díry

Nová vizualizace NASA ukazuje tanec dvojice černých děr. Gravitace ohýbá světlo vystupující z akrečního disku. Světlo vycházející ze vzdálenější černé díry se přitom transformuje na rychle se měnící dvojici oblouků.

Ještě působivější je to celé samozřejmě na animaci.

Větší z černých děr, ta v popředí, má hmotnost 200 milionů Sluncí, menší je poloviční. Různá barva akrečních disků obou černých děr je samozřejmě „vymyšlená“, aby se vše dalo lépe sledovat, ale v určitém ohledu i odpovídá realitě. Na materiál obíhající kolem menší černé díry totiž působí větší gravitační síla (poznámka PH: proč?), tím pádem je teplejší a bude emitovat světlo o vyšší energii/kratší vlnové délce. Kdyby oba disky vyzařovaly ve viditelné čísti spektra, mohl by být proto jeden červený a druhý modrý. Ve skutečnosti ba disky vyzařují v ultrafialové oblasti, „modrý“ je ovšem teplejší a emituje záření s kratší vlnovou délkou.
Vizualizace má zahrnovat i další jevy: Rychlý pohyb plynu v blízkosti černé díry upravuje svítivost disku pomocí tzv. Dopplerova zesílení. Do hry vstupuje i relativistická aberace, kdy černé díry vypadají menší, když se přibližují, a větší, když se vzdalují.
Na animaci dále následuje pohyb shora, když kolem sebe černé díry obíhají v rovině. Obě černé díry přitom vytvářejí gravitační čočkou malé obrazy svých partnerů. Při podrobnějším pohledu bychom dokonce objevili několik stále více zkreslených obrazů vedlejší černé díry („soběpodobnost/fraktální vzor“). U animace jsou popsány i další kuriózní fyzikální jevy.
Ne běžném PC by vytvoření této vizualizace, tj. výpočet drah světelných paprsků z obou černých děr, trvalo asi 10 let. Astrofyzik Jeremy Schnittman a informatik Brian P. Powell (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland) si proto vypůjčili čas na superpočítači Discover, který NASA jinak používá k modelování klimatu.
Astronomové doufají, že brzy by pro podobnou interakci dvojice černých děr mohli dokázat detekovat i gravitační vlny.

Zdroj: NASA’s Goddard Space Flight Center / Phys.org

NASA vizualizaci současně vybrala jako astronomický snímek dne (16. 4. 2021). Z popisku snímku ještě doplnění:
Na videu jsou zborcené sekundární obrazy modré černé díry vidět přes červenou černou díru uvnitř zamotaného červeného disku zborceného gravitací modré černé díry v popředí. Jelikož vidíme červený pohled na modrou a také zároveň vidíme přímo modrou, tak tyto obrazy nám dovolují vidět obě strany modré zároveň. Červené a modré světlo, které pochází z obou černých děr, lze vidět v nejvnitřnějším prstenci světla blízko jejich horizontu událostí zvaném fotonový prstenec. (český překlad Josef Chlachula, Astro.cz).

Exotická fyzika neutronových hvězd: jaderné těstoviny a odkapávání protonů

Neutronové hvězdy jsou extrémní objekty, do jejichž nitra nevidíme. S poloměrem kolem 12 kilometrů mohou …

3 comments

  1. Proc? Nie je to tym, ze sa hmota nachadza blizsie k horizontu? Teda aj gravitacia, aj slapove sily su vacsie, co ohrieva hmotu?

  2. Proč? Nemá to něco společného s tím, že menší díra má… ehm… menší rádius kulového horizontu událostí (což je asi blbost, s ohledem na zakřivení časoprostoru) a proto v blízkém okolí „ostřejší gradient gravitační síly podle vzdálenosti od horizontu“? (naivní představa)

  3. Pavel Houser

    ano, slapove sily budou vetsi u horizontu mensi cerne diry. pokud „to, co hmotu zahriva“, jsou slapove sily, pak by to bylo vysvetlene. naopak horizont je prave misto, odkud uz neutece svetlo, tj. gravitace u vsech horizontu by nemela na velikosti cerne diry prave zaviset….?

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *