La visualización alucinante de la NASA muestra la salvaje distorsión de los agujeros negros binarios

Aunque es extremadamente difícil visualizar la sombra de un agujero negro y el espacio que lo rodea, esta no es la única herramienta que los astrónomos tienen en su caja de herramientas.

Sobre la base de años de observaciones y análisis, existe una tradición de décadas de percepciones de un agujero negro, que se remonta al trabajo del astrónomo francés Jean-Pierre Luminet en la década de 1970.

Sorprendentemente, las simulaciones se acercaron más a lo que vimos cuando un enorme equipo internacional de científicos finalmente tomó una imagen directa de un agujero negro supermasivo, el ahora famoso M87 *. Entonces sabemos que nuestras predicciones han sido tradicionalmente muy precisas.

Debido a los intensos campos gravitacionales involucrados, las cosas realmente se ven afectadas. La luz se curva y cambia de intensidad según la dirección en la que se mueve. Entonces, ¿qué pasa cuando no hay uno, sino dos? agujeros negros ¿Atrapado en una órbita recíproca, cada uno con su propia atracción gravitacional, cada uno girando alrededor de su propio disco de acreción brillante de polvo y gas?

Bueno, podría parecerse a la última visualización triple de agujeros negros de la NASA.

Sobre la base de su trabajo anterior de simulación de un agujero negro y su disco de acreción, el astrofísico Jeremy Schnittmann del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA perforó dos agujeros negros para ver qué pasaba.

“Estamos siendo testigos de dos agujeros negros supermasivos, uno de los cuales es más grande con 200 millones de masas solares y un amigo más pequeño pesa la mitad de ese tamaño”. Es para explicar.

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“Estos son los tipos de sistemas binarios de agujeros negros en los que creemos que ambos miembros pueden mantener discos acumulativos que duran millones de años”.

La simulación comienza como si estuviera mirando de arriba a abajo mientras los dos agujeros negros supermasivos se orbitan entre sí. Hay una sombra de agujero negro en el medio de cada uno, rodeado por un amplio disco de acreción.

El anillo delgado entre el borde interior del disco de acreción y la sombra de un agujero negro se llama anillo de fotones, donde la gravedad es tan fuerte que los fotones quedan atrapados en una órbita estable alrededor del agujero negro. Si estos fotones se acercaran al agujero negro, quedarían detrás del horizonte de eventos, donde no podemos verlos.

A medida que continúa la simulación, la perspectiva del espectador se mueve hacia el plano orbital de los dos agujeros negros.

Al principio, las simulaciones son muy similares a otras simulaciones que puede haber visto, con la luz del disco doblada en la parte posterior para formar un halo, la luz frente a la sombra del agujero negro más brillante a medida que se mueve hacia el espectador y más tenue a medida que se ilumina. se aleja. Esto se conoce como radiación relativa y es un producto del efecto Doppler, y es la forma en que las ondas (en este caso, ondas de luz) parecen cambiar según la dirección en la que viajan.

Entonces se vuelve extraño y rápido.

Schnittmann usó dos colores diferentes para representar los agujeros negros porque son fáciles de distinguir entre ellos ya que los campos gravitacionales se doblan y deforman, lo que hace que la luz viaje en trayectorias curvas complejas, calculadas utilizando una poderosa supercomputadora. La luz de cada agujero negro se distorsiona más a medida que se ve afectada por la gravedad de su compañero bilateral.

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La vista luego se mueve de arriba a abajo, con una vista ampliada, donde el viaje alrededor del anillo de fotones de un solo agujero negro es la vista lateral de su escolta. Esto se debe a que la luz está doblada 90 grados, lo que significa que obtenemos vistas simultáneas de arriba hacia abajo y distorsionadas desde los lados de cada agujero negro.

“Uno de los aspectos sorprendentes de esta nueva visualización es la naturaleza auto-similar de las imágenes de la lente gravitacional”. Schnittmann dijo. “Acercar cada agujero negro revela imágenes múltiples y cada vez más distorsionadas de su socio”.

Una lente gravitacional es, de hecho, una herramienta útil para ver en áreas profundas del espacio, ya que amplía y repite el objeto distante con más frecuencia. Las galaxias y los cúmulos de galaxias también pueden ser lentes gravitacionales, aunque los objetos con lentes no parecen tan curvos y extraños como las imágenes producidas por dos agujeros negros supermasivos activos.

La obtención de imágenes directas de un agujero negro requiere mucho trabajo, y los agujeros negros supermasivos son raros, por lo que es poco probable que veamos una versión realista de la visualización de Schnittmann en el corto plazo, pero simulaciones como esta pueden ayudarnos a comprender la física de los entornos extremos. alrededor de los agujeros negros supermasivos, de modo que podamos analizar mejor las observaciones que podamos realizar.

Además, se ve realmente genial.

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