Čierne diery naživo: NASA ukázala unikátnu vizualizáciu

Kolapsary (čierne diery) patria k najbizarnejším a najzáhadnejším objektom vesmíru. Ich existenciu sme donedávna predpokladali len na základe teórií, vrátane Einsteinovej Všeobecnej teórie relativity.

Vedci predpokladajú, že len v našej galaxii sa nachádza 10 miliónov až miliarda kolapsarov a v jej centre leží supermasívna čierna diera známa ako Sagittarius A.

Vďaka obrovskej gravitácii dokážu deformovať priestor tak, že sa uzavrie do seba a čas sa zastaví. Žiadna hmota – častice, ani svetlo – nedokáže prekonať hranicu nazývanú horizont udalostí, preto sú čierne diery pre vonkajšieho pozorovateľa neviditeľné.

Pozrite siČierna diera – vedci odfotili nemožné, získali prestížnu cenu

A predsa sa vedcom nedávno podarilo čiernu dieru, alebo aspoň jej prejavy na hmotu a časopriestor v blízkosti, nasnímať. Za tento výskum prostredníctvom celoplanetárneho teleskopu EHT bol vedecký tým astronómov ocenený Breakthrough Prize Foundation za prelomový výskum vo fyzike.

Prvý záber gravitačného kolapsaru – čierna diera sa nachádza v čiernom strede svietaceho disku.ZDROJ | EHT

Zo slávnej fotografie (vyššie), ktorá obletela svet, si však hlbšiu predstavu o podobe a fungovaní čiernej diery nevytvoríme. O to fascinujúcejšia je vizualizácia, ktorú vytvorili na počítači vedci z Goddardovho strediska vesmírnych letov NASA.

Animácia čiernej diery obklopenej zdeformovaným diskom žiariacej hmoty odhaľuje, ako môže silná gravitácia čiernej diery dramaticky zvlniť svetlo vyžarované z materiálu okolo horizontu udalostí, čím vytvára veľkolepý efekt. Za hranicou horizontu udalostí je gravitačná sila čiernej diery taká silná, že ju nedokáže prekonať ani svetlo.

Popis rámca vizualizácie zvýrazňujúci kľúčové prvky charakteristické pre čierne dieryZDROJ | NASA

Čierne diery síce nevydávajú žiadne svetlo, ale môže ich prezradiť žiarenie vytvorené hmotou obiehajúcou po špirále čoraz bližšie k singularute. Keď sa hmota priblíži k bodu, odkiaľ niet návratu, pohybuje sa veľkou rýchlosťou, zahrieva sa na vysokú teplotu a jasne žiari na pozadí tmavého vesmíru.

Novovytvorená vizualizácia odhaľuje vlastnosti ohýbania svetla čiernej diery obklopenej narastajúcim akrečným diskom. V strede vizualizácie je tieň čiernej diery, čo je približne dvojnásobok veľkosti horizontu udalostí. Astronómovia dokážu rozoznať okraj tieňa vďaka jasne definovanej hranici svetla nazývanej fotónový prsteň. Ten tvoria fotóny, ktoré už čiernu dieru niekoľkokrát obiehali a potom unikli späť do vesmíru.

ZDROJ | Wikipedia

Disk použitý v simulácii je podobný prstencom obiehajúcim okolo Saturnu. Silná gravitácia čiernej diery však mení dráhu fotónov emitovaných super-horúcou prstencovou štruktúrou, čím vzniká nezvyčajný, skrútený vzhľad.

Pozrite siVedci použijú celoplanetárny teleskop EHT, aby uvideli čierne diery

Umiestnenie hmoty na simulovanom narastajúcom disku nie je rovnomerné. Silné magnetické polia čiernej diery spôsobujú vznik jasných horúcich zhlukov hmoty. Tieto uzly sú roztiahnuté a prerušované prstencami trosiek, ktoré sa pohybujú rôznymi rýchlosťami a vytvárajú tmavé pruhy na akrečnom disku.

Okraj disku najbližšie k pozorovateľovi vyzerá relatívne normálne. V simulácii sa hmota pohybuje cez narastajúci disk zľava doprava. Preto sa materiál na ľavej strane, pohybujúci sa smerom k pozorovateľovi, javí jasnejší ako zvyšok na pravej strane, ktorý sa vzďaľuje.

Menší prstencový úsek visiaci pod tieňom je zložený z lúčov emitovaných zo spodnej vrstvy vzdialenej strany narastajúceho disku, ktoré sú zdeformované pôsobením takzvanej gravitačnej šošovky. Svetlo z hornej strany vzdialenej strany disku je podobne ako tieň deformované.

Unikátna simulácia NASA je vizualizáciou procesov, ktoré doteraz mohli vidieť vo svojej fantázii len vedci podkutí vedomosťami z kozmologických teórií. Pomáha nám pochopiť, ako funguje vesmír v končinách ukrytých pred zrakmi pozorovateľov.

ZdrojNASA

Komentáre k článku