С помощью суперкомпьютера под названием «Discover» астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA разработал визуализацию, демонстрирующую орбитальное взаимодействие двух предполагаемых гигантских черных дыр. Масса одной из них в 200 миллионов раз превышает массу Солнца, а масса второй – в 100 миллионов раз.
В представленной анимации показано, как черные дыры деформируют и изменяют направление света, исходящего от горячего газа, образующего аккреционный диск вокруг каждой из них. При наблюдении с плоскости их орбит аккреционный диск выглядит как структура с двумя выступом. Однако, когда одна черная дыра оказывается перед другой, гравитация переднего объекта трансформирует ее спутника в быстро меняющуюся последовательность дуг. Подобные искажения возникают из-за того, что свет от обоих дисков проходит через искривленное пространство-время вблизи черных дыр», – пояснил Джереми Шниттман, автор визуализации.
В ролике наглядно показаны такие явления, как эффект Доплера, при котором газ, движущийся навстречу наблюдателю, воспринимается более ярким по сравнению с газом, удаляющимся от него, и релятивистская аберрация – явление, из-за которого черная дыра кажется меньше при приближении.
При наблюдении системы сверху эти эффекты отсутствуют, но появляется новый эффект: обе черные дыры создают небольшие изображения-копии друг друга, как если бы мы могли видеть объекты одновременно с двух разных точек.
Для создания анимации Джереми Шниттман выполнял сложные расчеты траектории световых потоков, исходящих от аккреционных дисков и проходящих через искривленное пространство-времени вблизи черных дыр, до точки наблюдения. Визуализация подобного рода заняла бы около десяти лет на современном персональном компьютере, поэтому астрофизик использовал суперкомпьютер под названием «Discover». Задействовав лишь 2% вычислительной мощности этого суперкомпьютера, задача была решена всего за одни сутки.
