NASA觀察太空新技術
雙黑洞共舞可持續數百萬年

2 年前
NASA觀察太空新技術
 雙黑洞共舞可持續數百萬年
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由於黑洞具有超強大引力,就連光線都能吸進去,即使用天文儀器也未必可觀測到黑洞的存在,美國太空總署(NASA)因此展開一個黑洞視覺化計劃,近日公布一段透過新技術拍攝的雙黑洞模擬影像,呈現出兩個黑洞互相「爭奪」光線時令光線扭曲,猶如在共舞一樣,令人嘆為觀止。

這段雙黑洞模擬影像,較大的黑洞有 2 億太陽質量,另一個較小的只有前者的一半,這種雙黑洞系統,科學家認為兩者都可以維持吸積盤持續數百萬年。

據NASA網站介紹,模擬影片的前半段,就好像從上往下俯瞰兩個超大質量黑洞繞著對方旋轉,它們的中心是黑洞闇影子,被一個寬闊的吸積盤包圍着。位於吸積盤內緣和黑洞闇影之間的這個薄環被稱為光子環(photon ring),這裡的重力場非常強,以至於光子被困在黑洞周圍的穩定軌道上無法逃離,如果這些光子離黑洞再近一點,它們就會落在視界以內,就看不到它們。

隨着模擬的繼續,觀察者的視角向下移動到兩個黑洞的軌道平面上。科學家用兩種不同的顏色來代表這兩個不同的黑洞,由於引力場所造成的光徑彎曲,致使光沿着複雜的彎曲路徑運動,這是透過一台強大的超級電腦運算出來的。由於受到伴星引力的影響,每個黑洞的光會變得更加扭曲,這種現象又稱為重力透鏡效應。

「這種新的可視化技術的一個引人注目的方面是引力透鏡產生的圖像的自相似性,」NASA天體物理學家施尼特曼解釋說,「放大到每個黑洞,可以看到它的黑洞越來越多扭曲的圖像。」施尼特曼通過計算來自吸積盤的光線在穿過黑洞周圍扭曲的時空時所采取的路徑,創造了這個可視化影像,並使用NASA氣候模擬中心的Discover超級計算機。僅使用Discover的12.9萬個處理器中的2%,這些計算花了大約一天的時間。

NASA指出,天文學家有望在不久的未來,能偵測到類似此例這種超大質量黑洞系統,在回旋靠近及合並時,所發出的引力波。