Используя суперкомпьютер «Discover», астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA создал визуализацию, показывающую орбитальный «танец» двух гипотетических гигантских черных дыр. Масса первой из них превосходит солнечную в 200 миллионов раз, а второй – в 100 миллионов раз.
x
«Анимация показывает, как черные дыры искажают и перенаправляют свет, исходящий от водоворота горячего газа, который окружает каждую из них. Если смотреть со стороны плоскости орбиты, то аккреционный диск приобретает характерный двугорбый вид. Но когда одна черная дыра проходит впереди другой, гравитация объекта переднего плана превращает ее компаньона в быстро меняющуюся последовательность дуг. Такие искажения проявляются, когда свет от обоих дисков перемещается по запутанной ткани пространства-времени рядом с черными дырами», – рассказывает Джереми Шниттман, создавший визуализацию.
В ходе ролика наглядно демонстрируются такие эффекты, как доплеровское усиление, при котором газ, движущийся к наблюдателю, кажется ярче, чем движущийся от него, и релятивистскую аберрацию – феномен, благодаря которому черная дыра кажется меньше по мере приближения.
Стоп-кадр, показывающий изображение-копию компаньона, видимого с ребра. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman and Brian P. Powell
Эти эффекты исчезают при взгляде на систему сверху, но появляется другой – обе черные дыры создают маленькие изображения-копии своего партнера, при этом видимого с ребра. По сути, мы можем рассмотреть объекты с двух разных точек зрения одновременно.
При создании анимации Джереми Шниттман производил вычисления движения световых лучей от аккреционных дисков через искривленное пространство-время вокруг черных дыр до наблюдателя. Современный персональный компьютер затратил бы около 10 лет на подобную визуализацию, поэтому астрофизик прибегнул к помощи суперкомпьютера «Discover», который, задействовав всего 2% своей мощности, справился за сутки.