Chociaż naukowcy wiedzą dziś na temat czarnych dziur dużo więcej niż jeszcze dekadę temu, obserwowanie ich nadal sprawia wiele problemów. Aby uzyskać pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury, które świat ujrzał wcześniej w tym roku, potrzeba było współpracy ponad 200 uczonych oraz całej sieci radioteleskopów z różnych miejsc na Ziemi. Na szczęście, czarne dziury możemy podziwiać też za sprawą wizualizacji, a ostatnia wizualizacja opublikowana przez NASA to prawdziwe arcydzieło.
Wizualizacja NASA pozwala nam na przyjrzenie się czarnej dziurze tak, jak gdyby ta znajdowała się bardzo, bardzo blisko nas. Kto wie, czy ktokolwiek kiedykolwiek otrzyma szansę na zaobserwowanie podobnego obiektu z takiej odległości w rzeczywistości.
Jak zapewne się domyślacie, samej czarnej dziury nie jesteśmy w stanie zobaczyć, zarówno na jakimkolwiek zdjęciu, jak i na poniższej wizualizacji. Niemniej, możemy zobaczyć dysk akrecyjny otaczający czarną dziurę, czyli pierścień materii (gazu i pyłu) uwięzionej przez silne przyciąganie grawitacyjne czarnej dziury. Ta materia rozgrzewa się, emitując promieniowanie rejestrowane przez teleskopy.
Dlaczego dysk akrecyjny nie wygląda na wizualizacji jak zwykły, płaski dysk, a zamiast tego wygina się w górę i w dół? Jest tak, ponieważ ekstremalne pole grawitacyjne czarnej dziury zniekształca światło emitowane z różnych części dysku, a co za tym idzie – także dostrzegany przez nas obraz.
Na wizualizacji możemy zauważyć również, że część materii dysku wygląda na jaśniejszą od pozostałej. Jak wskazuje NASA, wynika to po prostu z zasad fizyki.
„Gdy patrzymy z boku, dysk wydaje się jaśniejszy po lewej niż po prawej. Świecący gaz widoczny po lewej stronie zmierza w naszym kierunku z taką prędkością, że ‘względność Einsteina’ zwiększa jej jasność. Przeciwna rzecz ma miejsce po prawej stronie, gdzie gaz oddalający się od nas staje się nieco przyciemniony.”
Źródło: NASA
Blisko środka czarnej dziury znajduje się „pierścień fotonowy”, który także jest efektem grawitacyjnego zniekształcania światła. Zawiera on w zasadzie kilka pierścieni światła, które kilkukrotnie okrążyło czarną dziurę, a następnie uciekło, by dotrzeć do naszych oczu. W środku pierścienia fotonowego widać cień czarnej dziury, który jest około dwukrotnie większy niż horyzont zdarzeń – obszar wokół czarnej dziury, z którego nic nie może się wydostać.
„Symulacje i filmy takie jak te naprawdę pomagają nam w wizualizowaniu tego, co miał na myśli Einstein, gdy powiedział, że grawitacja zniekształca tkankę przestrzeni i czasu.”, powiedział Jeremy Schnittman z Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda w USA. „Do niedawna te wizualizacje były ograniczone do naszej wyobraźni i programów komputerowych. Nigdy nie myślałem, że kiedykolwiek będzie można ujrzeć prawdziwą czarną dziurę.”
Jak już wspomnieliśmy, wcześniej w tym roku świat ujrzał pierwsze w historii prawdziwe zdjęcie czarnej dziury. Ciekawe, czy kiedykolwiek będziemy w stanie uzyskać tak szczegółową fotografię czarnej dziury jak wizualizacja NASA.
Pierwsze zdjęcie czarnej dziury w historii | Źródło: EHT
Źródło: NASA