Mi történik, ha két fekete lyuk találkozik?

2021. 04. 21.

Ez a cikk több mint egy éve került publikálásra.
A cikkben szereplő információk a megjelenéskor pontosak voltak, de mára elavultak lehetnek.

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.

Olvasna még a témában?

Szimpatika akció

Nyereményjátékok

Megfejtő

Kalandozzon velünk, legyen Ön is Megfejtő!

Kvíz

Olvassa el a Szimpatika magazint és válaszoljon a kérdésekre!

Tematikus kvíz

Böngésszen a honlap cikkei között és válaszoljon a kérdésekre!

Facebook játék

Egy könnyű kérdés – egy fantasztikus nyeremény

A nyitólapról ajánljuk

Friss cikkeink

Hírlevél

Feliratkozom a Szimpatika hírlevelekre, ezzel elfogadom az Adatkezelési Tájékoztatóban olvasható feltételeket, és hozzájárulok, hogy a szimpatika.hu a megadott e-mail címemre hírlevelet küldjön, valamint saját és partnerei üzleti ajánlataival felkeressen.

Az űrlap kitöltése, az adatok megadása önkéntes.

A hírlevélküldő szolgáltatás nem támogatja a freemail.hu-s és citromail.hu-s címeket, ilyen címek megadása esetén hibák léphetnek fel!
Kérjük, használjon más e-mail szolgáltatót (pl: gmail.com)!