Авторы и права: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА и Студия научной визуализации.

Звезды, рожденные с массой, более чем в 20 раз превышающей солнечную, заканчивают свою жизнь как черные дыры. Как следует из названия, черные дыры не светятся сами по себе, потому что ничто не может ускользнуть от них, даже свет. До 2015 года, когда астрономы впервые обнаружили слияние черных дыр через пространственно-временную рябь, называемую гравитационными волнами , основным способом найти эти черные загадки был поиск их в двойных системах, где они взаимодействовали со звездами-компаньонами. И лучший способ сделать это — посмотреть на рентген.

На этой визуализации показаны 22 рентгеновские двойные системы в нашей галактике Млечный Путь и ее ближайшем соседе, Большом Магеллановом Облаке, в которых находятся подтвержденные черные дыры звездной массы . Системы появляются в одном и том же физическом масштабе, демонстрируя свое разнообразие. Их орбитальное движение ускорено почти в 22 000 раз, а углы обзора повторяют то, как мы видим их с Земли.

В паре со звездой черная дыра может собирать материю двумя способами. Во многих случаях поток газа может течь прямо от звезды к черной дыре. В других, таких как первая подтвержденная система черных дыр, Лебедь X-1, звезда создает плотный поток, называемый звездным ветром, некоторые из которых собираются под действием интенсивной гравитации черной дыры. До сих пор нет однозначного мнения о том, какой режим использует GRS 1915, большая система, находящаяся в центре визуализации.

Когда он достигает черной дыры, газ выходит на орбиту и образует широкую плоскую структуру, называемую аккреционным диском. Аккреционный диск GRS 1915 может простираться более чем на 50 миллионов миль (80 миллионов километров), что больше, чем расстояние, отделяющее Меркурий от Солнца. Газ в диске нагревается по мере того, как он медленно движется внутрь по спирали, светясь в видимом, ультрафиолетовом и, наконец, рентгеновском свете.

Узнайте больше о самых известных системах черных дыр в нашей галактике и ее соседе, Большом Магеллановом Облаке. На этой визуализации представлены 22 рентгеновские двойные системы, в которых находятся подтвержденные черные дыры, все они показаны в одном масштабе, а их орбиты ускорены примерно в 22 000 раз. Вид каждой системы отражает то, как мы видим ее с Земли. Цвета звезд от бело-голубого до красноватого представляют температуры от 5 раз выше до 45% ниже, чем у нашего Солнца. В большинстве этих систем поток вещества от звезды образует аккреционный диск вокруг черной дыры. В других, таких как знаменитая система под названием Лебедь X-1, звезда производит мощный поток, который частично уносится гравитацией черной дыры, образуя диск. Аккреционные диски имеют другую цветовую схему, потому что их температура даже выше, чем у звезд. Показан самый большой диск, принадлежащая двойной системе под названием GRS 1915, простирается на большее расстояние, чем расстояние, отделяющее Меркурий от нашего Солнца. Сами черные дыры показаны больше, чем на самом деле, с использованием сфер, масштаб которых соответствует их массам. Авторы и права: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА и Студия научной визуализации.

Цвета звезд варьируются от сине-белого до красноватого, что соответствует температуре от пяти раз более горячей до 45% более низкой, чем у нашего Солнца. Поскольку аккреционные диски достигают еще более высоких температур, они используют другую цветовую схему.

Хотя черные дыры показаны в масштабе, отражающем их массы, все они изображены намного больше, чем на самом деле. Черная дыра Лебедя X-1 весит примерно в 21 раз больше, чем Солнце, но ее поверхность, называемая горизонтом событий, простирается всего на 77 миль (124 километра). Негабаритные сферы также скрывают видимые искажения, вызванные гравитационными эффектами черных дыр.