Эта "визуализация" черной дыры иллюстрирует, как ее гравитация деформирует пространство, показывая окружающее как будто в искривлённом зеркале из комнаты смеха. "Визуализация" моделирует черную дыру, в которой падающее вещество сконденсировалось в тонкую горячую структуру, называемую аккреционным диском. Чрезвычайная гравитация черной дыры искажает свет, испускаемый различными областями диска, создавая "деформированный" вид системы для потенциального стороннего наблюдателя.
Яркие узлы постоянно образуются и рассеиваются в диске, когда магнитные поля закручивают находящееся в газообразной фазе вещество. Ближайший к черной дыре газ вращается со скоростью, близкой к скорости света, в то время как внешние удалённые от центра части вращаются немного медленнее. Эта разница растягивает и срезает яркие узлы, создавая светлые и темные полосы на диске.
Чрезвычайная гравитация черной дыры изменяет путь света, идущего из разных частей диска, создавая искаженное изображение. Оно (гравитационное поле ) перенаправляет и искривляет траектории гамма-квантов, испускаемых из разных частей диска, поэтому то, что мы видим, зависит от угла обзора. Наибольшее искажение возникает при просмотре всей «системы» почти по краю.
Если смотреть сбоку, диск выглядит ярче слева, чем справа. Светящийся газ на левой стороне диска движется к нам так быстро, что «эффекты относительности» Эйнштейна придают ему (газу) дополнительную яркость. С правой стороны происходит обратный процесс, когда удаляющийся от нас газ становится тусклее. Эта асимметрия исчезает, когда мы видим диск, находящимся точно по центру, потому что с этого угла обзора ни одна из составляющих «системы» не движется вдоль линии обзора.
Ближе к черной дыре гравитационный изгиб света становится настолько сильным, что мы можем видеть нижнюю сторону диска как яркое кольцо света, по-видимому, очерчивающее саму черную дыру. Это так называемое «фотонное кольцо» состоит из множества колец, которые постепенно становятся все слабее и тоньше от света, который облетел черную дыру два, три или даже больше раз, прежде чем «вырваться», чтобы достичь наших глаз.
Поскольку черная дыра, смоделированная в этой визуализации, сферическая, кольцо фотонов выглядит почти круглым и идентичным с любого угла обзора. Внутри фотонного кольца находится тень черной дыры, область примерно в два раза больше горизонта событий - ее точка невозврата.
«Подобные "симуляции" действительно помогают нам визуализировать то, что имел в виду Эйнштейн, говоря, что гравитация искажает ткань пространства и времени», - объяснил Джереми Шнитман, создаший эту "симуляцию" с помощью специального программного обеспечения в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «До недавнего времени эти "визуализации" были ограничены нашим воображением и компьютерными программами. Я никогда не думал, что можно будет увидеть настоящую черную дыру».
Тем не менее, 10 апреля команда телескопа Event Horizon опубликовала первое в истории изображение тени черной дыры, используя радионаблюдения ядра галактики M87.
Источник: материалы НАСА