Астрономи показали, як чорні діри створюють космічне світло (фото)
Фізики вперше точно змоделювали, як народжується сяйво чорних дір.
- Автор публікації
-
Чорна діра / © National Geographic
Астрофізики успішно змоделювали, як чорні діри природним чином створюють приголомшливо яскраві кольорові зображення, які ми спостерігаємо на відстані мільярдів світлових років. Це вдалося зробити завдяки використанню двох найпотужніших суперкомп’ютерів у світі.
Про це повідомили у Daily mail.
Дослідники з Фонду Саймонса в Нью-Йорку змогли відтворити процеси акреції (поглинання матерії) навколо так званих «зоряних» чорних дір, які раніше було складно спостерігати.
Сліпуче шоу навколо «космічних монстрів»
У центрі зображень чорні діри виглядають як темний, порожній простір, оскільки навіть світло не може подолати їхню гравітацію. Проте, навколо цих об’єктів розквітають яскраві візерунки фіолетового, рожевого та помаранчевого кольорів. Це акреційний диск — гарячий матеріал (газ, пил, плазма), що закручується та падає в чорну діру, випромінюючи енергію.
«Колір відображає щільність газу. Чим яскравіший колір, тим щільніший газ навколо чорної діри», — пояснив автор дослідження Лічжун Чжан.
Саме це яскраве світіння дозволяє астрономам виявляти чорні діри у далеких галактиках.
Моделювання показує, як матеріал, що тече навколо та всередині чорних дір зоряної маси, створює інтенсивні світлові шоу рожевого, фіолетового та помаранчевого кольорів. / © The Astrophysical Journal
Унікальна симуляція на екзафлопсних машинах
На відміну від «надмасивних» чорних дір, які в мільйони разів масивніші за Сонце, менші «зоряні» чорні діри раніше можна було побачити лише як точкові джерела світла. Щоб точно змоделювати, як матерія поводиться навколо них, команда задіяла два найпотужніші суперкомп’ютери: Frontier (Оук-Рідж) та Aurora (Аргонн).
Ці комп’ютери, відомі як «екзафлопсні», здатні виконувати квінтильйон (мільярд мільярдів) операцій за секунду. Матерія навколо зоряної чорної діри формує «дуже турбулентні» диски, де домінує радіація, що спричиняє хаотичні вітри та навіть потужні струмені. Попри турбулентність потоку, акреційний диск залишається «надзвичайно стабільним» завдяки «магнітно-домінованій» оболонці.
Коли розпечений газ і пил обтікають чорну діру та потрапляють у неї, вони світяться з шаленою інтенсивністю по всьому світловому спектру. / © The Astrophysical Journal
Результати, опубліковані у The Astrophysical Journal, вперше точно розрахували фізичні процеси акреції для зоряних чорних дір. Попередні симуляції були спрощеними і не відображали реальної поведінки випромінювання. Дослідники планують використовувати цей новий метод для вивчення всіх типів чорних дір, включаючи надмасивну Стрілець A* в центрі нашої галактики.
Нагадаємо, падіння у масивну чорну діру смертельне, але більшості людей це не загрожує. Втім, науковці попереджають: у Сонячній системі можуть ховатися так звані первинні чорні діри розміром з атом, здатні вбити людину. Фізик Роберт Шеррер розповів, як це мікроскопічне явище може розірвати клітини мозку і спричинити смерть від ударної хвилі.
До слова, згідно з класичною фізикою, падіння в чорну діру означає неминучу загибель: гравітаційні сили розтягнуть вас, як спагеті, допоки ви не будете знищені в сингулярності, де руйнується простір і час.