NASA vytvořila vizuální simulaci černé díry

Letos jsme se díky řadě teleskopů spojených do jednoho Event Horizon Telescope konečně dočkali prvního snímku černé díry, která obývá střed cizí galaxie. Je to konkrétně obrovská galaxie M87, uprostřed níž sídlí neméně obrovská černá díra o hmotnosti několika miliard Sluncí. 

 

 

Rozlišení EHT tak akorát stačilo na to, aby se na zachyceném snímku objevil předpokládaný tvar, i když značně neostrý. To není chyba nebo problém, ale prostě jen výsledek toho, že virtuální teleskop EHT má sice v podstatě velikost celé Země, ale na ní máme pouze několik teleskopů. A i když ty mohly díky otáčení naší planety pokrýt větší plochu, nemohly stačit na zachycení ostrého snímku. To celé si můžeme představit jako snahu fotit s využitím CCD čipu, na němž funguje jen pár desítek světlocitných buněk, mezi nimiž jsou velké slepé mezery. 

 

 

Kdybychom se ale k takové černé díře posunuli blíže, nebo měli mnohem lepší sledovací zařízení, dle simulace NASA bychom viděli toto. 

 

via Gfycat

 

Jde pochopitelně o akreční disk materiálu obíhajícího kolem černé díry a jejího horizontu událostí. Materiál pocházející z trosek okolních hvězd a přitahovaného prachu a plynu se vlivem gravitace značně zahřeje a rozzáří. 

 

My přitom vidíme akreční disk z boku a pohled nás neklame v případě jeho poloviny, která se nachází z našeho pohledu před černou dírou. Ovšem světlo přicházející zpoza černé díry je značně ovlivněno její gravitací, takže výsledný obrázek je značně pokřiven. 

 

I z pouhého snímku se dá také určit, jakým směrem se disk otáčí. Jeho levá strana je totiž viditelně jasnější než pravá, což značí, ze vlevo se materiál pohybuje směrem k nám, což je v souladu s Einsteinovými teoriemi a i s tím, co uviděl EHT. Ostatně materiál pohybující se těsně u horizontu událostí má dosahovat téměř rychlosti světla. 

 

Co má ale znamenat onen téměř neměnný tenký kroužek uprostřed? Jedná se o tzv. fotonový prstenec a jde o několik "odrazů" celého prstence, pochopitelně velice deformovaných, a tvoří je světlo, které černou díru několikrát oběhlo, než se mu podařilo vymanit se z její gravitace a uniknout.

 

Směrem doprostřed budou tyto prstence slábnout, až světlo konečně dospěje k horizontu událostí. Nicméně ten by na snímku neměl začínat hned za fotonovým prstencem, ale až někde v polovině cesty do samotného středu, čili do černé díry. 

 

Zdroj: NASA