Mi történik, ha két fekete lyuk találkozik?

2021. 04. 21.
Forrás: ng.hu
A NASA szuperszámítógépének segítségével animáció készült arról, hogy mi történik, amikor két fekete lyuk egymás körül kering.

A keringési sík irányából nézve a két fekete lyuk körüli akkréciós korong, vagyis az az anyag, amely kering-örvénylik az objektum körül, annak gravitációs csapdájába esve, a jól ismert dupla dudorú formában látszik. Azonban a keringés során, amint az egyik fekete lyuk elhalad a másik előtt, a nézőpontunk szerint közelebb lévő gravitációja a felismerhetetlenségig eltorzítja a másikat, egymással összecsavarodó, darabokra szakadó, folyamatosan átalakuló ívekké változtatva a hátrébb lévőt.

Fotó: NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER/JEREMY SCHNITTMAN, BRIAN P. POWELL

Az animációban olyan fekete lyukakat képzeltek el a szakemberek, amelyek nagyobbika (a piros színű) 200 millió naptömegű, a kisebbik, kék színnel ábrázolt, fele ekkora.

Az animációt készítő Jeremy Schnittman asztrofizikus szerint az ilyen kettős fekete lyukakból álló rendszerben évmilliókon keresztül fennmaradhatnak mindkét objektum körül az akkréciós korongok. Bár a színválasztás ez esetben azt a célt szolgálja, hogy az animáción könnyebben elkülöníthető legyen a két objektum, mégsem a véletlen terméke. A kisebb fekete lyuk körül keringő anyag erősebben érzékeli a gravitáció hatását és jobban felforrósodik, így a belőle kisugárzott fény színe a kékhez áll közelebb, a nagyobb, kevésbé forróé pedig a vöröshöz. Igazából mindkét esetben jórészt ultraibolya tartományban sugároznak az ekkora tömegű fekete lyukak körüli akkréciós korongok, de a kékkel jelölt hőmérséklete a valóságban is magasabb.

Ha oldalról nézzük az objektumokat, azok egyik fele láthatóan fényesebb, világosabb árnyalatú. A gravitáció eltorzítja a korong különböző pontjairól érkező fény útját, így jön létre a jellegzetes, megcsavarodott látvány. A keringő forró gáz a fekete lyuk közelében az úgynevezett Doppler-gyorsításnak köszönhetően módosítja a gáz fényességét. Einstein relativitáselméletéből következően a hozzánk közeledő gáztömeget fényesebbnek, míg a távolodót halványabbnak látjuk.

Ezen kívül még egy hatás fellép: kevésbé feltűnően látszik csak az ún. relativisztikus aberráció jelensége. A hozzánk közeledő fekete lyuk kicsit kisebbnek látszik, míg a távolodó nagyobbnak.

Azonban mindezek a hatások eltűnnek, ha felülnézetből tekintünk a rendszerre, helyettük másfélék tűnnek fel. Mindkét fekete lyuknál feltűnik a másik kicsinyített képe is, ám 90 fokkal elfordítottan, vagyis a kis kép ismét oldalnézetből mutatja a szomszédos objektumot. Ez azt teszi lehetővé, hogy egyszerre lássuk felül- és oldalnézetből is a két fekete lyukat.

A kék fekete lyuk kinagyított részében jól látható a piros, ám oldalirányú nézőpontból. Ugyanígy a piros belsejében is megfigyelhető a kék (egész kicsiben). Az animáción is megláthatjuk ezeket, főleg, ha nagy képernyőn nézzük.

Az animációhoz Schnittman kiszámította mindkét akkréciós korongból induló, a fekete lyukak körüli hatalmas gravitáció hatására eltorzult téridőn keresztüljutó fény útját. Ehhez a NASA klímakutató központjában lévő Discover szuperszámítógép segítségére volt szükség, amely a 129 ezer processzornak mindössze 2 százalékát használva, egy nap alatt végezte el a kalkulációkat (egy modern asztali számítógépnek kb. egy évtizedébe került volna ugyanezen számításokat elvégezni).

A csillagászok abban bíznak, hogy a nem túl távoli jövőben majd képesek leszünk érzékelni az ehhez hasonló fekete lyuk párok összeolvadása során keletkező gravitációs hullámokat is.

Ritka és nagyon régi meteoritot fedeztek fel

Ritka és nagyon régi meteoritot fedeztek fel

Az objektum évmilliárdokon át utazott a világűrben.
Csillagközi misszióra készül a NASA

Csillagközi misszióra készül a NASA

A tervezett űrszonda 15 év alatt érheti el a Naprendszer peremét, és kívülről is megörökítheti majd otthonunkat.
Mi legyen az Állatkert kiselefántjának neve?

Mi legyen az Állatkert kiselefántjának neve?

Május 12-e éjfélig lehet szavazni a kiselefánt nevére a Budapesti Állatkert honlapján. A voksolás eredményét 13-án teszik majd közzé. Az elefántborjú – akiről már azt is tudni, hogy kisfiú – azonnal a közönség elsőszámú kedvencévé vált.
A fiatalok digitális eszközhasználata és mentális egészsége

A fiatalok digitális eszközhasználata és mentális egészsége

Nincs bizonyíték arra, hogy erősödött a kapcsolat a fiatalok digitálistechnológia-használata és a mentális egészségi problémák között az elmúlt évtizedekben.