Kolor czarnej dziury

Czarne dziury to najgęstsze obiekty we wszechświecie. Ze względu na swoją gęstość tworzą niezwykle silne pola grawitacyjne. Czarne dziury pochłaniają całą otaczającą materię i energię w pewnym sąsiedztwie. Z tego powodu te ciała niebieskie nie emitują światła i dlatego nie mają koloru. Astronomowie mogą je jednak wykryć, monitorując właściwości materiałów i otaczającą je energię.

Widmo elektromagnetyczne opisuje zakres długości fal i częstotliwości różnych rodzajów promieniowania. Promienie rentgenowskie, fale radiowe i światło widzialne należą do wielu rodzajów promieniowania występujących w tym widmie. Zjawisko koloru doświadczasz, gdy promieniowanie elektromagnetyczne o określonej długości fali dociera do twoich oczu. Promieniowanie elektromagnetyczne przemieszcza się szybciej niż cokolwiek we wszechświecie. Podróżuje z prędkością prawie 300 milionów metrów na sekundę (ponad 186 000 mil na sekundę). Niemniej jednak grawitacja wpływa na promieniowanie elektromagnetyczne. Nawet promieniowanie elektromagnetyczne nie może uciec przed siłą grawitacji czarnej dziury. Dlatego nie możesz niczego zobaczyć, gdy patrzysz na czarną dziurę. Z samej czarnej dziury nie jest emitowane żadne światło, ani widoczne, ani inne.

Horyzont zdarzeń opisuje punkt, w którym siła grawitacji wywierana przez czarną dziurę jest na tyle silna, że ​​nic nie może przed nią uciec. Ponieważ siła grawitacyjna wywierana przez obiekt zmniejsza się dalej od obiektu, materia może uciec przed grawitacją czarnej dziury w obszarze poza horyzontem zdarzeń. Podczas gdy obiektów wewnątrz horyzontu zdarzeń nigdy nie można zobaczyć, obserwatorzy będą mogli zobaczyć obiekty poza horyzontem zdarzeń.

Kiedy ciała astronomiczne oddalają się od obserwatora, mają kolor czerwony. To przesunięcie ku czerwieni ma miejsce, ponieważ prędkość, z jaką oddalają się od obserwatora, rozciąga długość fali światła widzialnego emitowanego przez obiekt. Światło to jest przesunięte w kierunku czerwonego końca widma elektromagnetycznego, które charakteryzuje się dłuższymi falami. Gdy obiekty zbliżają się do horyzontu zdarzeń czarnej dziury, doświadczają nieskończonego przesunięcia ku czerwieni. W związku z tym wydają się obserwatorowi bardziej czerwone, dopóki nie staną się zbyt ciemne, aby je zobaczyć.

Gdy materia zbliża się do czarnej dziury, porusza się w kształcie zwanym dyskiem akrecyjnym. Ogólnie rzecz biorąc, dyski te powstają w wyniku interakcji między własnym pędem materii a siłami grawitacyjnymi czarnej dziury. Wraz ze wzrostem siły grawitacji poruszającej się materii, materia nagrzewa się z powodu tarcia między jej składowymi cząstkami atomowymi. Ostatecznie ta energia jest uwalniana jako promieniowanie elektromagnetyczne – głównie promieniowanie rentgenowskie. Te emisje promieniowania rentgenowskiego w pobliżu czarnej dziury zwykle wyrzucają się na bieguny w pobliżu horyzontu zdarzeń prostopadłego do dysku akrecyjnego. Dlatego teleskop rentgenowski może zobaczyć emisje związane z czarną dziurą.