მიუხედავად იმისა, რომ შავი ხვრელის ჩრდილისა და მის გარშემო სივრცის პირდაპირ გადაღება უკიდურესად რთულია, ეს სულაც არ არის ერთადერთი ხელსაწყო, რომელიც ასტრონომებს საკუთარ კომპლექტში აქვთ.
წლობით დაკვირვებასა და ანალიზებზე დაყრდნობით, არსებობს შავი ხვრელის ვიზუალიზაციის ტრადიცია, რომელიც ათწლეულებს ითვლის; პირველად ამ ხერხს ფრანგმა ასტრონომმა ჟან-პიერ ლუმინემ მიმართა 1970-იან წლებში.
საოცარია, რომ სიმულაციები ძალიან ახლოს აღმოჩნდა იმასთან, რაც ორი წლის წინ ვიხილეთ, როდესაც უზარმაზარმა საერთაშორისო ჯგუფმა სუპერმასიურ შავ ხვრელ M87*-ს ისტორიაში პირველი, პირდაპირი ფოტო გადაუღო. შესაბამისად, უკვე ვიცით, რომ ჩვენი პროგნოზები ტრადიციულად ძალიან ზუსტია.
ძლიერი გრავიტაციული ველების გამო, იქ ნამდვილი ქაოსია. სინათლე მრუდდება და იცვლება მისი ინტენსიურობა, რაც იმაზეა დამოკიდებული, საით მოძრაობს ის. შესაბამისად, საინტერესოა, რა ხდება, როდესაც საერთო ორბიტაზე ჩაჭედილია არა ერთი, არამედ ორი შავი ხვრელი, თითოეული საკუთარი გრავიტაციით და გარშემო გაზისა და მტვრის საკუთარი აკრეციული დისკოთი?
სწორედ ამის ერთ-ერთი უახლესი ვიზუალიზაცია შექმნა NASA-მ.
შავი ხვრელისა და მისი აკრეციული დისკოს საკუთარ, წინა სიმულაციაზე დაყრდნობით, NASA-ს გოდარდის კოსმოსურ ფრენათა ცენტრის ასტროფიზიკოსმა ჯერემი შნიტმენმა ახალ სიმულაციაში ერთად ორი შავი ხვრელი მოათავსა, რათა ეხილა, რა შეიძლება მომხდარიყო.
„ჩვენ წინაშეა ორი სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომელთაგან ერთს 200 მილიონი მზის მასა აქვს, მის პატარა კომპანიონს კი ამის ნახევარი. ისინი გარკვეული სახის ბინარული სისტემის (ორმაგი) შავი ხვრელებია, რომელშიც ჩვენი აზრით, ორივე წევრი მილიონობით წლის განმავლობაში უნდა ინარჩუნებდეს აკრეციულ დისკოებს“, — განმარტავს შნიტმენი.
სიმულაცია იწყება ისე, თითქოს თქვენ ერთმანეთის გარშემო მოძრავ ორ სუპერმასიურ შავ ხვრელს მაღლიდან დაბლა უყურებდეთ. თითოეულის ცენტრში არის შავი ხვრელის ჩრდილი, რომლებსაც გარს აკრავს ფართო აკრეციული დისკო.
თითოეული ამ აკრეციული დისკოს შიდა კიდესა და შავი ხვრელის ჩრდილს შორის არის თხელი რგოლი, რომელსაც ფოტონების სფეროს უწოდებენ, სადაც გრავიტაცია იმდენად ძლიერია, რომ ფოტონები შავი ხვრელის გარშემო სტაბილურ ორბიტაზეა ჩაჭედილი. ეს ფოტონები რომ შავ ხვრელთან ძალიან ახლოს მივიდნენ, მოვლენათა ჰორიზონტს შიგნით ჩაცვივდებიან, სადაც მათი დანახვა უკვე აღარ შეგვეძლება.
სიმულაციის მსვლელობისას მაყურებლის პერსპექტივა დაბლა ინაცვლებს, ორი შავი ხვრელის ორბიტულ სიბრტყეზე.
პირველ რიგში, სიმულაცია ძალიან ჰგავს ბევრ სხვა ასეთ სიმულაციას, რომლებიც შეიძლება ნანახის გქონდეთ; დისკოს სინათლე უკანა მიმართულებით მრუდდება და წარმოქმნის ჰალოს, შავი ხვრელის ჩრდილის წინ სინათლე მაყურებლის მიმართულებით მოძრაობისას უფრო კაშკაშდება, უკუმიმართულებით წასვლისას კი მკრთალდება. ამას რელატივისტურ დასხივებას უწოდებენ და სწორედ ის იწვევს დოპლერის ეფექტს, რომლის საშუალებითაც ტალღების (ამ შემთხვევაში სინათლის ტალღები) გამოსახულება იცვლება იმის მიხედვით, თუ რა მიმართულებით მიდის ისინი.
ამის შემდეგ ნამდვილად უცნაური რამ ხდება.
შნიტმენმა ორი შავი ხვრელის გამოსახვისთვის ორი სხვადასხვა ფერი გამოიყენა, რათა მათი გარჩევა უფრო ადვილი გამხდარიყო, როდესაც გრავიტაციული ველები იღუნება და მრუდდება, რაც სინათლის კომპლექსურად გამრუდებულ გზაზე სვლას იწვევს; ეს ყველაფერი მან მძლავრი სუპერკომპიუტერით გამოთვალა. საკუთარი ბინარული კომპანიონის გავლენის შედეგად, თითოეული შავი ხვრელის სინათლე კიდევ უფრო მრუდდება.
ამის შემდეგ, ხედი მაღლიდან დაბლა ინაცვლებს, ახლოვდება იმ ადგილში, სადაც ერთ-ერთი შავი ხვრელის ფოტონების სფეროს გარშემო მოძრაობისას ჩანს მისი კომპანიონის გვერდხედი. ასე იმიტომ ხდება, რომ სინათლე 90 გრადუსით მრუდდება, რაც იმას ნიშნავს, რომ ერთდროულად ვიღებთ თითოეული შავი ხვრელის ზემოდან ქვემოთ და გამრუდებულ გვერდითა ხედებს.
„ამ ახალი ვიზუალიზაციის საოცარი ასპექტია გრავიტაციული ლინზირების მიერ წარმოქმნილი სურათების თვითმსგავსი ბუნება. თითოეული შავი ხვრელის ხედის მოახლოება აჩვენებს მისი პარტნიორის სულ უფრო გამრუდებულ, მრავალ სურათს“, — განმარტავს შნიტმენი.
გრავიტაციული ლინზირება გამოსადეგი ხელსაწყოა კოსმოსის ღრმა რეგიონების დასანახად, რადგან ის შორეულ ობიექტთა ხედებს აძლიერებს და ხშირად მათ დუბლირებასაც ახდენს. გრავიტაციული ლინზები ასევე შეიძლება იყოს გალაქტიკები და გალაქტიკათგროვები; თუმცა, ლინზირებული ობიექტები არც ისე გამრუდებული და უცნაური ჩანს, როგორც ორი აქტიური სუპერმასიური შავი ხვრელის მიერ წარმოქმნილი სურათები.
შავი ხვრელის პირდაპირი გადაღება უზარმაზარ შრომას მოითხოვს, ბინარული სუპერმასიური შავი ხვრელები კი იშვიათია და შესაბამისად, ნაკლებად მოსალოდნელია, რომ უახლოეს მომავალში შნიტმენის ვიზუალიზაციის რეალურ ანალოგს ვიხილავთ. თუმცა, ასეთ სიმულაციებს შეუძლია დაგვეხმაროს სუპერმასიურ შავ ხვრელთა გარშემო არსებული ექსტრემალური ფიზიკის შესწავლაში, რაც შემდეგ დაკვირვებათა უკეთეს ანალიზში გვიწყობს ხელს.
მომზადებულია nasa.gov-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
