Wie sehe ich ein Schwarzes Loch?

Das Bild eines Schwarzen Lochs, das letzte Woche durch die Bemühungen von acht Teleskopen und dreizehn Instituten erhalten wurde, war verschwommen und weniger interessant als die Zeichnungen von Künstlern, so dass das historische Ereignis viele manchmal böswillige Schnatzchen hervorrief (wenn Sie es nicht sahen: Donut , Auge von Sauron , Katze , Katzen , Marketing ). Wie können wir realistisch gesehen schwarze Löcher in guter Qualität sehen?

Realität

Die letzte Woche hat gezeigt, dass das Bild eines Schwarzen Lochs erhalten werden kann, indem mehrere Teleskope in verschiedenen Teilen der Welt zu einem Interferometer mit einer extra langen Basis kombiniert werden und viel Zeit für Maschinen und Menschen für die Verarbeitung der erhaltenen Daten aufgewendet wird.


Bild der Zusammenarbeit mit Event Horizon Telescope

Je größer der Abstand zwischen den zu einem Interferometer kombinierten Teleskopen ist, desto höher ist die Auflösung. 20 Winkel-Mikrosekunden Event Horizon Telescope im Vergleich zum Lesen einer Zeitung in New York aus Paris. Das supermassereiche Schwarze Loch in der M87-Galaxie hat einen Durchmesser von 40 Milliarden Kilometern, sein Schatten, der als Schwarzes Loch in der Mitte sichtbar ist, ist 2,5-mal größer (100 Milliarden) und die Akkretionsscheibe des absorbierten Gases dreht sich um ein Vielfaches breiter. Daher konnte ein Schwarzes Loch aus einer gigantischen Entfernung von 55 Millionen Lichtjahren gesehen werden.

Trotz der Tatsache, dass ein Schwarzes Loch alles absorbiert, was über den Horizont der Ereignisse hinaus geflogen ist, kann dies durch Untersuchung des Verhaltens der Materie außerhalb dieses Horizonts festgestellt werden. Wenn Sie die Bewegung der Sterne jahrzehntelang beobachten, können Sie sehen, wie sie sich im Zentrum unserer Galaxie um ein schweres, aber unsichtbares Objekt drehen.


Keck / UCLA-Bild

Die Akkretionsscheibe eines Schwarzen Lochs führt zu relativistischen Jets (Jets) - Plasmaströme, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen werden. Hier zum Beispiel die Kombination von Bildern im sichtbaren ("Hubble") und Funkbereich des Strahls der Galaxie Hercules A.


NASA-Bild

Und der Jet, der vom Zentrum der Centaurus A-Galaxie ausgeht, ist größer als die Galaxie selbst.


CXC / NASA- und ESO-Bild

Emissionen können eine andere Form haben. Hier sind zwei „Niesen“ eines angeblich schwarzen Lochs, das 26 Millionen Lichtjahre von uns entfernt im Röntgenbereich liegt.


NASA-Bild

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Änderung der Lichtbahn in der Nähe eines Schwarzen Lochs zu untersuchen. Aufgrund der Krümmung des Raums ändert sich sein Pfad und der Effekt der Gravitationslinse entsteht, wodurch wir dasselbe Objekt mehrmals am Himmel wiederholen sehen. Besonders deutlich wird es, wenn die Galaxie einen Quasar (supermassives Schwarzes Loch) linst - ein „Einsteinkreuz“ erscheint am Himmel.


NASA-Bild

2016 hatten wir die Möglichkeit, auch Schwarze Löcher zu hören. Gravitationswellen aus dem Zusammenfluss zweier schwarzer Löcher, die in einen für das menschliche Ohr hörbaren Bereich umgewandelt wurden, ergänzen die visuelle Schönheit oben.

Kino

Wo die Realität versagt, kommt das Kino zur Rettung. Zum Glück sind die Direktoren nicht zu faul, echte Wissenschaftler als wissenschaftliche Berater einzuladen, und die gezeichneten Objekte sind sehr realistisch. Interstellar wurde 2014 veröffentlicht und zeigte ein sehr hochwertiges Bild eines supermassiven Schwarzen Lochs, das auf der Grundlage von Gleichungen des Physikers Kip Thorne erstellt wurde.


Filmrahmen


Und die Schöpfer des Bildes „High Society“, das letztes Jahr erschien, zogen den französischen Astrophysiker Aurelien Barrot an. Das Ergebnis war dem Bild des Event Horizon Telescope viel näher als das von Interstellar.


Filmrahmen


Es macht keinen Sinn zu streiten, welcher der Wissenschaftler besser ist - beide Bilder zeigen wissenschaftlich korrekte Phänomene der Gravitationslinse und der Akkretionsscheibe. Das erste Bild eines Schwarzen Lochs wurde übrigens 1979 vom französischen Astrophysiker Jean-Pierre Lumine mit einem Computer erstellt. Es überrascht nicht, dass es sowohl oben als auch auf dem Foto eines echten Schwarzen Lochs aussieht, das letzte Woche erhalten wurde.

Virtualität

Und wenn es nicht ausreicht, wenn jemand nur zuschaut und mehr Interaktivität wünscht, um beispielsweise alleine um ein Schwarzes Loch zu fliegen, dann ist die kostenlose Planetarium-Sandbox der Space Engine am besten dafür geeignet. Um in der Nähe des Schwarzen Lochs in der Mitte der M87 zu sein, sind es nur ein paar Minuten. Wir finden die Galaxie, drücken Strg + Umschalt + G, voila, wir sind da.



Wir machen einen Screenshot, spielen ein wenig mit Helligkeit und Farbe und haben eine fast exakte Kopie des realen Bildes.



Und da die Space Engine virtuell über das Universum fliegen kann, haben sich Enthusiasten nicht nur die M87 angesehen, sondern auch viel schönere Aufnahmen gefunden.


Schwarzes Loch in der Mitte von M87