Astrofyzik Jeremy Schnittman z Goddardova střediska kosmických letů použil k vytvoření vizualizace superpočítač Discover z Centra simulace klimatu NASA.

Podle odhadů autora by obyčejnému počítači tento proces trval asi deset let.

Schnittman vytvořil animaci na základě zjištění trajektorie světelných paprsků od akrečních disků dvou supermasivních děr, které mají hmotu jako 200 a 100 Sluncí. Na animaci je vidět, jak si paprsky razí cestu přes zkreslený časoprostor kolem černých děr.

Vědci se domnívají, že ve vesmíru existují identické binární systémy černých děr, ve kterých akreční disky můžou fungovat během milionů let. Až doposud však nebylo jasné, jak budou vypadat při pozorování.

„Animace ukazuje, jak černé díry zkreslují a přesměrovávají světlo, které vychází z víru horkého plynu, který obklopuje každou z nich. Při pohledu ze strany orbitální roviny, akreční disk získává charakteristickou podobu dvojitého hrbu. Když ale jedna černá díra prochází před druhou, gravitace objektu vepředu, transformuje svého partnera na rychle se měnící sekvenci oblouků. Taková zkreslení se projevují, když se světlo od obou disků pohybuje po spletité síti časoprostoru vedle černých děr,“ vysvětlil vědec.

Video srozumitelně ukazuje takový efekt, jakým je Dopplerovo zesílení, při němž se plyn blížící se k pozorovateli, jeví být jasnější než ten, který se vzdaluje. Dalším jevem je relativistická aberace, díky které se černé díry zdají být menší, když se přibližují k pozorovateli, a zvětšují se, když se od pozorovatele vzdalují.

Zmíněné efekty mizí, když se na systém podíváte shora, ale objevují se další. Obě černé díry vytváří malou kopii podobizně svého partnera, které obíhají kolem nich, každá po své oběžné dráze.

„Pozoruhodným aspektem této nové vizualizace je realistický charakter obrazů, vytvořených při pomoci gravitačního čočkování. Zvětšení velikosti každé černé díry otevírá množství zkreslených obrazů jejího partnera,“ vysvětlil Schnittman.

Při detailním pohledu se ukázalo, že tyto obrazy jsou pohledy z okraje akrečního disku. Pro jejich vytvoření musí být světlo ž černých děr přesměrováno o 90 stupňů. Z toho vyplívá, že na jednom snímku je možné sledovat černé díry s dvou různých pohledů najednou.

Akreční disky mají různé barvy, modrou a červenou, aby bylo jednodušší určit zdroj světla, výběr barvy ale také není náhodný. Ten plyn, který je více horký, vyzařuje světlo blíž k modrému konci spektra. Materiál, který obíhá kolem menších černých děr, na sobě pociťuje intenzivnější vliv gravitačních efektů, které způsobují vyšší teploty. Vědci se domnívají, že při takové hmotě budou oba akreční disky vyzařovat velkou část světla v ultrafialovém rozsahu.

Vědci očekávají, že v blízké budoucnosti budou schopni odhalit gravitační vlny od splynutí dvou supermasivních černých děr v systému, podobnému tomu, který vytvořil Schnittman.