Астрономы показали, как черные дыры создают космический свет (фото)

Астрофизики успешно смоделировали, как черные дыры естественным образом создают потрясающе яркие цветные изображения, которые мы наблюдаем на расстоянии миллиардов световых лет. Это удалось сделать благодаря использованию двух мощнейших суперкомпьютеров в мире.

Об этом сообщили в Daily mail.

Исследователи из Фонда Саймонса в Нью-Йорке смогли воспроизвести процессы аккреции (поглощения материи) вокруг так называемых «звездных» черных дыр, которые раньше было сложно наблюдать.

Ослепительное шоу вокруг «космических монстров»

В центре изображений черные дыры выглядят как темное, пустое пространство, поскольку даже свет не может преодолеть их гравитацию. Однако вокруг этих объектов расцветают яркие узоры фиолетового, розового и оранжевого цвета. Это аккреционный диск — горячий материал (газ, пыль, плазма), закручивающийся и падающий в черную дыру, излучая энергию.

«Цвет отражает плотность газа. Чем ярче цвет, тем плотнее газ вокруг черной дыры», — объяснил автор исследования Личжун Чжан.

Именно это яркое свечение позволяет астрономам обнаруживать черные дыры в далеких галактиках.

Уникальная симуляция на экзофлопсных машинах

В отличие от «сверхмассивных» черных дыр, которые в миллионы раз массивнее Солнца, меньшие «звездные» черные дыры раньше можно было увидеть лишь как точечные источники света. Чтобы точно смоделировать, как материя ведет себя вокруг них, команда задействовала два самых мощных суперкомпьютера: Frontier (Оук-Ридж) и Aurora (Аргонн).

Эти компьютеры, известные как «экзафлопные», способны выполнять квинтиллион (миллиард миллиардов) операций в секунду. Материя вокруг звездной черной дыры формирует «очень турбулентные» диски, где доминирует радиация, вызывающая хаотические ветры и мощные струи. Несмотря на турбулентность потока, аккреционный диск остается «чрезвычайно стабильным» благодаря «магнитно-доминированной» оболочке.

Результаты, опубликованные в The Astrophysical Journal, впервые точно рассчитали физические процессы аккреции для звездных черных дыр. Предшествующие симуляции были упрощенными и не отражали реального поведения излучения. Исследователи планируют использовать этот новый метод для изучения всех типов черных дыр, включая сверхмассивную Стрелец A* в центре нашей галактики.

Напомним, падение в массивную черную дыру смертельно, но большинству людей это не угрожает. Впрочем, ученые предупреждают: в Солнечной системе могут скрываться так называемые первичные черные дыры размером с атом, способные убить человека. Физик Роберт Шеррер рассказал, как это микроскопическое явление может разорвать клетки мозга и повлечь смерть от ударной волны.

К слову, согласно классической физике, падение в черную дыру означает неизбежную гибель: гравитационные силы растянут вас, как спагетти, пока вы не будете уничтожены в сингулярности, где разрушается пространство и время.