Черные дыры генерируют свет от падающей материи
Удивительно, но некоторые из самых ярких объектов Вселенной являются черными дырами. Когда раскаленный газ и пыль обтекают черную дыру и попадают в нее, они светятся с невероятной интенсивностью во всем световом спектре. Теперь команда астрофизиков-вычислителей разработала самое полное из когда-либо созданных симуляций того, как черные дыры создают эти ослепительные световые шоу.
Используя суперкомпьютеры, исследователи рассчитали поведение вещества, вращающегося вокруг черных дыр. В отличие от всех предыдущих исследований, которые основывались на упрощенных приближениях, исследователи использовали полное представление о том, как свет движется и взаимодействует с материей в рамках общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Моделирование пролило свет на маленькие красные точки
Их результаты могли бы помочь объяснить сотни странных, слабо светящихся объектов, известных как маленькие красные точки (LRD), замеченных в ранней Вселенной космическим телескопом Джеймса Уэбба. Ведущая теория, подтвержденная новыми результатами, предполагает, что эти точки являются черными дырами, которые поглощают вещество в процессе, называемом "суперэддингтоновской аккрецией", в сердцевинах первичных галактик. Исследователи представили результаты своего моделирования в статье, опубликованной 3 декабря в Astrophysical Journal.
"Это первый раз, когда мы смогли увидеть, что происходит, когда наиболее важные физические процессы аккреции черных дыр точно учтены", - говорит Лицжонг Чжан, ведущий автор исследования и научный сотрудник Института Флэтайрон при Фонде Саймонса в Нью-Йорке.
"Любое чрезмерно упрощающее предположение может полностью изменить результат. Самое интересное, что наше моделирование теперь воспроизводит удивительно согласованное поведение всех систем черных дыр, наблюдаемых на небе, от сверхярких рентгеновских источников до двойных рентгеновских систем. В некотором смысле, нам удалось "наблюдать" за этими системами не через телескоп, а с помощью компьютера".
Достижения в области вычислительной астрофизики
Чжан является совместным научным сотрудником Института перспективных исследований (IAS) в Принстоне, штат Нью-Джерси, и Центра вычислительной астрофизики (CCA) при Институте Флэтайрона. Чжан был соавтором нового исследования с сотрудниками IAS, CCA, Лос-Аламосской национальной лаборатории и Университета Вирджинии. Это исследование является первым в серии работ, в которых будет представлен новый вычислительный подход команды и его применение к нескольким классам систем, связанных с черными дырами.
Из-за их чрезвычайной гравитации ни одна модель черных дыр не считалась бы завершенной без учета общей теории относительности Эйнштейна, которая описывает, как самые массивные тела искажают структуру пространства-времени. Это пространственно-временное искажение формирует то, как свет, создаваемый падающим материалом, перемещается и взаимодействует с окружающим материалом.
Эти полные общие релятивистские уравнения трудно решить даже на мощных компьютерах. Предыдущие модели использовали упрощенные методы расчета излучения. "Предыдущие методы использовали приближения, которые рассматривали излучение как своего рода жидкость, что не отражало его реального поведения", - объясняет Чжан.
Объединив знания, накопленные за десятилетия работы, команда разработала новые алгоритмы, которые могут напрямую решать уравнения, не жертвуя точностью и не требуя чрезмерных вычислительных мощностей. "Наш алгоритм - единственный из существующих на данный момент, который обеспечивает решение, рассматривая излучение таким, каким оно есть на самом деле в общей теории относительности", - говорит Чжан.
В их статье рассматривается аккреция в черные дыры звездной массы, которые примерно в 10 раз превышают массу Солнца, хотя и имеют относительный вес по сравнению со Стрельцом А*, сверхмассивной черной дырой в центре нашей галактики, масса которой более чем в 4 миллиона раз превышает массу нашего Солнца.
Моделирование имеет важное значение для понимания черных дыр звездной массы. Несмотря на то, что были получены изображения сверхмассивных черных дыр с высоким разрешением, черные дыры со звездной массой невозможно наблюдать таким же образом, они выглядят только как точки света.
Вместо этого исследователи должны преобразовать свет в спектр, который предоставляет данные для составления карты распределения энергии вокруг черной дыры. По сравнению со сверхмассивными черными дырами, которые эволюционируют годами или даже столетиями, черные дыры звездной массы изменяются в человеческих масштабах от минут до часов, что делает их идеальными для изучения эволюции этих систем в режиме реального времени.
В ходе моделирования ученые зафиксировали, как вещество ведет себя, когда оно движется по спирали к черным дырам звездной массы, образуя турбулентные диски, в которых преобладает излучение, вызывая мощные ветры и иногда даже создавая мощные струи. Команда обнаружила, что их модель удивительно хорошо согласуется со спектром света, полученным на основе данных наблюдений. Такое соответствие между моделированием и наблюдениями имеет решающее значение, позволяя улучшить интерпретацию ограниченных данных, доступных для этих удаленных объектов.
Суперкомпьютеры и передовые алгоритмы
Чжан и его исследовательская группа получили доступ к двум самым мощным в мире суперкомпьютерам Frontier и Aurora, расположенным в Национальной лаборатории Ок-Риджа и Аргоннской национальной лаборатории соответственно, для моделирования аккреции черных дыр. Эти "сверхмасштабные" компьютеры способны выполнять квинтиллион операций в секунду.
Даже при всей этой вычислительной мощности исследователям все равно требовался умный код и сложная математика для получения точных результатов. Кристофер Уайт из CCA и Принстонского университета руководил разработкой алгоритма переноса излучения. Патрик Маллен из Лос-Аламосской национальной лаборатории руководил реализацией алгоритма в коде, оптимизированном для масштабных вычислений.
Моделирование было построено на основе алгоритма, разработанного Янь-Фэй Цзяном из CCA, который сочетает в себе зависящий от угла алгоритм, отслеживающий взаимодействие и перемещение излучения, с моделью того, как жидкость обтекает вращающуюся сферу в присутствии сильного магнитного поля. (Работа Цзяна в настоящее время широко используется астрофизическим сообществом для изучения таких объектов, как черные дыры и массивные звезды.)
Дальнейшие направления и текущие исследования
В будущем команда, стоящая за новым моделированием, будет работать над тем, чтобы определить, применима ли модель ко всем типам черных дыр. В дополнение к черным дырам звездной массы, их моделирование может улучшить понимание сверхмассивных черных дыр, которые управляют эволюцией галактик, а также дополнительно исследовать происхождение маленьких красных точек, обнаруженных космическим телескопом Джеймса Уэбба.
Моделирование показывает, что эти объекты, возможно, излучают больше света, чем предел Эддингтона, — баланс между гравитационной силой, притягивающей вещество внутрь, и внешним давлением излучения, выделяемого падающим веществом, при условии, что поток имеет идеальную сферическую форму. В этом случае черные дыры излучают больше энергии, чем может компенсировать направленное внутрь притяжение.
Команда продолжит совершенствовать свой подход, чтобы учесть различные способы взаимодействия излучения с веществом в широком диапазоне температур и плотностей.
"Теперь задача состоит в том, чтобы понять всю науку, которая вытекает из этого", - говорит Джеймс Стоун, профессор IAS и соавтор новой статьи.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - 02.11.2026 (1000)
03.11.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астронавт предупреждает о войне в космосе

Богатый металлами газ вокруг черной дыры

Выпустили автономера с изображением криптидов

Демократы планируют создать комитет по НЛО

Желание взять под контроль вопрос о НЛО

Загадочные пожары преследуют семью в Зимбабве

История тестирования IQ важна для сферы ИИ

Как неполное понимание стимулирует научный прогресс

Как общества добиваются успеха или терпят крах

Мозг может создавать экстрасенсорные моменты

Нечто загадочное летело в сторону МКС

НЛО едва не столкнулся с космической станцией

Пассажир снял треугольный НЛО над штатом Юта

Полиция заставила убрать хэллоуинские украшения

Спасательная капсула обнаружена на Марсе

Телезвезда утверждает, что инопланетяне среди нас

Треугольный НЛО, замеченный из самолета

Черные треугольники заполонили британское небо

Что появилось раньше - наш мозг или кишечник

Япония запускает миссию к Фобосу

Всплеск паранормальной активности в Великобритании

Действительно ли истина где-то рядом

Живописная британская призрачная деревня

Метеорит из Сахары оказался обломком Марса

Метод обнаружения внеземных цивилизаций

Мне страшно жить в собственном доме

Мона Лиза, возможно, полысела

Новые сведения о загадочном НЛО

Оборотни, секретные сделки и НЛО

Пугающая встреча лайнера с НЛО

Семья 12 лет жила в страхе из-за летающих предметов

Сообщения о наблюдениях НЛО по всей Британии

Странный случай наблюдения НЛО над Лос-Анджелесом

США разработают технологию варп-путешествий

Тела пришельцев и яйцеобразный НЛО

Умер исследователь Алексей Комогорцев

Человечество уже обречено

Я умер после укуса осы и увидел что там

Я умею унюхать мысли

Явные сверхъестественные приметы в природе

А вы когда-нибудь видели призрака

Агенты ФБР сообщили о появлении НЛО

Все случаи наблюдения НЛО в Дербишире

Демократы готовятся перехватить инициативу по НЛО

Загадочное свечение заметили в Минске

Загадочные объекты в районе Плимута

Как пережить Зомби-апокалипсис

Карта всех сообщений об НЛО в Большом Манчестере

Компания Neuralink подключила ИИ Grok к мозгу человека

Нашли механизм разрыва пространства и времени

НЛО вызывают обеспокоенность Пентагона

Новую планету нашли за Плутоном

Оценили угрозу хэллоуинских огненных шаров

Пентагон упоминает крупный черный треугольник

Случаи наблюдения НЛО в графстве Лестершир

Случай в Лох-Рейвене классифицирован как неопознанный

Тайна жизни после смерти становится более загадочной

Уфолог нашел вход на инопланетную базу

Уфо-подкастера опоили и похитили военные

Четыре лучших места для высадки людей на Луну

Как подготовить участок к установке памятника

Астронавт уверен в существовании инопланетян

Вице-президент США и секретные материалы

Вход в подземную инопланетную базу в Канаде

Гоблина сняли в Аргентине

Двое пилотов были крайне озадачены

Документальный сериал Абрамса о реальных НЛО

Замаскированный НЛО размером с Луну на Солнце

Золотистый гриб нашли на Меркурии

Наблюдения черных треугольников в Великобритании

НЛО могут скрываться в наших океанах

Новое шоу раскрывает главные загадки Шотландии

Пилоты сообщили о наблюдении НЛО в форме таблетки

Призракология. Как прошлое влияет на настоящее

Сенсационные заявления информатора об НЛО

Скандал в сфере раскрытия информации об НЛО

Сыщики обвиняются в колдовстве и чародействе

Федеральные агенты сообщили о НЛО

Что летает в нашем небе

Что такое родной край

Штаты с высоким уровнем паранормальной активности

Помощь в получении справки о несудимости. Оформление от 1 дня в 2026 году

Независимый отзыв о Stop-Scam. Стоит ли обращаться за возвратом средств

Два пилота в США заметили НЛО

Наблюдение загадочного летающего треугольника

Над военными базами замечены черные треугольники

Над Огайо замечен НЛО в форме таблетки

Над секретными военными базами были замечены НЛО

Некоторые НЛО могут исчезать бесследно

НЛО летел со скоростью истребителя и без звука

НЛО, способный развивать скорость истребителя

Новые рассекреченные материалы об НЛО

Обладает ли ИИ сознанием и чувствует ли боль

Оборотни и безмолвный черный треугольник

Охотник из Вайоминга столкнулся с НЛО

Пилоты заметили над Огайо огромный НЛО

Процесс раскрытия информации об НЛО в мировом масштабе

Свидетельства об НЛО на острове Каталина

Сообщения о таинственном черном объекте

Ученые проанализировали ряд загадочных свидетельств

Федеральные агенты отслеживали бесшумный НЛО

Черный треугольный НЛО бесшумно завис в воздухе

Чилийские рыбаки столкнулись с легендарным криптидом

Возле школы в Шотландии заметили жуткого клоуна

Жители Дмитрова заметили в небе НЛО

Загадочные явления вблизи калифорнийского острова

Истории о призраках, оживших мертвецах и духах

Конференция по вопросам инопланетян в Парампе

Многолетнее сокрытие информации об НЛО

Нашли обугленные остатки Ноева ковчега

НЛО вновь привлекает внимание к давней загадке Розуэлла

Откуда на Земле взялась вода

Пилоты сняли НЛО в форме таблетки

Подводные загадки, которые веками ставили в тупик

Подрядчик Пентагона смоделировал характеристики НЛО

Призрак замечен в британском фермерском доме

Процесс раскрытия информации об НЛО может остановиться

Сокрытие информации об НЛО

Сообщения об НЛО намеренно дискредитировали

Спутники-телохранители для защиты от атак на орбите

Странные рисунки предполагаемых пришельцев

Треугольный объект завис прямо над моим автомобилем

Экзопланеты, которые должны были погибнуть

Бесшумный полет черного треугольного НЛО

Военные водолазы обнаружили место падения НЛО

Демократы ликвидируют комитеты по изучению НЛО

Диск из обломков планет нашли у белого карлика

Конгрессмен ищет видеозаписи с нордиками

Может ли ваш мозг заставить вас увидеть призраков

НЛО в школе Ариэль. 62 ребенка и 32-летняя загадка

Пентагон рассекретил новую порцию документов об НЛО

Поиски реальных мест с привидениями

Работа земного термостата изменилась в эпоху Пангеи

Роль комет в возникновении жизни на Земле

Самолет едва не столкнулся с НЛО

Свидетельство бойскаутов о НЛО над Каталиной

Слитки орихалка из мифа об Атлантиде

Тайна НЛО в Розуэлле обретает новый поворот

Увиденное мной - просто невероятно

Хэллоуин переплетается с историями о привидениях

Черные треугольники могут представлять угрозу

Что на самом деле происходило на острове Эпштейна

Эскизы предполагаемых инопланетных существ

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Викторианский спиритизм и монетизация

Военные базы США готовятся к сценарию Конца света

Гигантский гриб из лесов Китая

Городской совет хочет знать о паранормальных явлениях

Действительно ли истина где-то там

Документы об НЛО указывают на потенциальную угрозу

Дьявол использует технологии в битве за наши души

Загадочные светящиеся сферы в небе над Орегоном

Инопланетные тела и яйцеобразный аппарат

Истинный потенциал человечества сдерживается

Мозг переключается между реальностями 15 раз в секунду

НЛО замечен над секретным военным объектом США

Пугающие свидетельства о семифутовых оборотнях

Руководство по вопросам экологического алармизма

Умные телевизоры следят за пользователями

Услышьте первозданный голос Амелии Эрхарт

Федеральные агенты заметили треугольный НЛО

Фото ФБР вызвали споры о треугольном НЛО

Явления на Аляске по-прежнему вызывают интерес

Пять заблуждений о спорах с медицинскими организациями

Почему необходима регулярная дезинфекция в аптеках

Топ сервисов для работы маркетолога

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Врачи удалили из глаз корейца 11 живых червей

Документы об НЛО вблизи военных объектов США

Загадочные НЛО над секретным объектом в США

Законодатели начинают закрытые переговоры об НЛО

Инопланетяне размером с ребенка и яйцеобразный НЛО

Наблюдение НЛО профессором с Сардинии

НЛО перемещаются в полной акустической тишине

Новые документы поднимают вопрос о фу-файтерах

Пентагон публикует седьмую подборку документов

Правда о загадочном существе на границе США

Представители администрации Трампа - инопланетяне

Призыв к сбору более качественных данных об НЛО

Решение загадки НЛО от ученого

Случай наблюдения НЛО химиком из Индианы

Случай с треугольным НЛО, замеченным агентами ФБР

Сообщение агентов ФБР о беззвучном треугольном объекте

Странных гуманоидных существ заметили в Испании

Черный треугольник над секретным объектом в США

Что новые документы говорят о черных НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика