Американские ученые создали инновационный способ симуляции световых потоков вблизи черных дыр, учитывающий временные задержки в движении фотонов. Этот метод позволит значительно повысить точность анализа данных, полученных с помощью телескопов нового поколения при наблюдении за сверхмассивными космическими объектами. Подробное описание разработанного метода симуляции было опубликовано в журнале Physical Review D.
Из-за мощного гравитационного воздействия черной дыры пути световых частиц сильно искажаются. Так, одни фотоны движутся практически прямо, в то время как другие могут несколько раз облететь вокруг объекта. Из-за этого на итоговом изображении смешивается свет, испущенный аккреционным диском в разные моменты времени.
Существующие подходы к моделированию делятся на два типа: одни упрощенно считают все фотоны одновременными, игнорируя временные задержки, а другие сохраняют точность хронометража, но требуют огромных компьютерных ресурсов. Разработанная учеными методика является «золотой серединой», позволяя добиться высокой точности при значительно меньших вычислительных затратах.
Изображения черных дыр M87 и Sgr A, запечатленные телескопом EHT в 2019 и 2022 годах, остаются актуальными, так как для их создания было достаточно возможностей упрощенных моделей. Однако для амбициозных будущих проектов уже необходимы более точные алгоритмы, чтобы детально исследовать кольца фотонов, возникающие из-за специфических свойств искаженного пространства-времени.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как гравитационные волны прояснили эволюцию черных дыр.