science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA-visualisatie toont een verwrongen wereld met zwarte gaten

Bijna op de rand gezien, de turbulente schijf van gas die rond een zwart gat ronddraait, krijgt een waanzinnig dubbel-humped uiterlijk. De extreme zwaartekracht van het zwarte gat verandert de lichtpaden die uit verschillende delen van de schijf komen, waardoor het vervormde beeld ontstaat. Het extreme zwaartekrachtveld van het zwarte gat leidt en vervormt het licht afkomstig van verschillende delen van de schijf, maar wat we precies zien, hangt af van onze kijkhoek. De grootste vervorming treedt op wanneer het systeem bijna opzij wordt bekeken. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Deze nieuwe visualisatie van een zwart gat illustreert hoe zijn zwaartekracht ons zicht vervormt, zijn omgeving vervormt alsof hij in een carnavalsspiegel wordt gezien. De visualisatie simuleert het uiterlijk van een zwart gat waar invallende materie zich heeft verzameld tot een dun, hete structuur die een accretieschijf wordt genoemd. De extreme zwaartekracht van het zwarte gat vervormt het licht dat wordt uitgezonden door verschillende delen van de schijf, waardoor het misvormde uiterlijk ontstaat.

Heldere knopen vormen zich voortdurend en verdwijnen in de schijf terwijl magnetische velden door het kolkende gas winden en draaien. Het dichtst bij het zwarte gat, het gas draait met bijna de lichtsnelheid, terwijl de buitenste delen wat langzamer draaien. Dit verschil rekt en scheert de heldere knopen, het produceren van lichte en donkere banen in de schijf.

Van opzij gezien, de schijf ziet er aan de linkerkant helderder uit dan aan de rechterkant. Gloeiend gas aan de linkerkant van de schijf beweegt zo snel naar ons toe dat de effecten van Einsteins relativiteitstheorie het een boost in helderheid geven; het tegenovergestelde gebeurt aan de rechterkant, waar gas dat ons weg beweegt iets zwakker wordt. Deze asymmetrie verdwijnt wanneer we de schijf precies naar voren zien omdat, vanuit dat perspectief, geen van het materiaal beweegt langs onze gezichtslijn.

Het dichtst bij het zwarte gat, de buiging van het zwaartekrachtlicht wordt zo buitensporig dat we de onderkant van de schijf kunnen zien als een heldere ring van licht die schijnbaar het zwarte gat omlijnt. Deze zogenaamde "fotonenring" is samengesteld uit meerdere ringen, die steeds zwakker en dunner worden, van licht dat het zwarte gat twee heeft omcirkeld, drie, of zelfs vaker voordat we ontsnappen om onze ogen te bereiken. Omdat het in deze visualisatie gemodelleerde zwarte gat bolvormig is, de fotonenring ziet er vanuit elke kijkhoek bijna cirkelvormig en identiek uit. In de fotonenring is de schaduw van het zwarte gat, een gebied dat ongeveer twee keer zo groot is als de waarnemingshorizon - het punt van geen terugkeer.

Deze afbeelding belicht en verklaart verschillende aspecten van de visualisatie van zwarte gaten. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

"Simulaties en films zoals deze helpen ons echt te visualiseren wat Einstein bedoelde toen hij zei dat zwaartekracht het weefsel van ruimte en tijd vervormt, " legt Jeremy Schnittman uit, die deze prachtige afbeeldingen heeft gemaakt met behulp van aangepaste software in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. "Tot voorkort, deze visualisaties waren beperkt tot onze verbeelding en computerprogramma's. Ik had nooit gedacht dat het mogelijk zou zijn om een ​​echt zwart gat te zien." Maar op 10 april het Event Horizon Telescope-team heeft de allereerste afbeelding van de schaduw van een zwart gat vrijgegeven met behulp van radiowaarnemingen van het hart van de melkweg M87.