NASA用VR模擬黑洞人馬座A*周圍宇宙的500年演化

2020-12-05 砍柴網

來源:映維網 作者 流水原

通過將錢德拉太空望遠鏡和其他太空望遠鏡的數據與超級計算機模擬和虛擬實境技術相結合,一種全新的可視化技術能夠允許用戶體驗銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*的周圍宇宙在過去500年間的演化。每種顏色代表不同的現象,包括沃爾夫-拉葉星(白色)、相關軌道(灰色)和錢德拉太空望遠鏡觀測到的超音速風碰撞所產生的熱氣體(藍色和青色)。你同時能夠看到冷物質(紅色和黃色)與熱氣體(紫色)的重疊。這幅圖像覆蓋了人馬座A*周圍大約3光年的面積,亦即28萬億公裡左右。詳細信息請點擊這裡。

通過將錢德拉太空望遠鏡和其他太空望遠鏡的數據與超級計算機模擬和虛擬實境技術相結合,一種全新的可視化技術能夠允許用戶體驗銀河系中心黑洞人馬座A*的周圍宇宙在過去500年間的演化。

名為《Galactic Center VR》的可視化程序是又一款來自天體物理學家的體驗內容,並且採用了美國宇航局錢德拉X射線天文臺和其他望遠鏡的數據。對於所述內容,美國宇航局的超級計算機模擬了物質流向銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*的現象。作為一種探索模擬的新方法,研究人員將這種可視化程序加載到虛擬實境環境中,並且帶到Steam和Viveport,支持HTC Vive,免費。

研究人員模擬了圍繞天馬座A*公轉的25顆沃爾夫-拉葉星的風。沃爾夫-拉葉星是非常高亮且高溫的天體,這個由OB型星組成的雙星系統會產生強烈的星風。請留意其中一些物質由黑洞引力捕獲並向其墜落的過程。

當來沃爾夫-拉葉星的星風發生碰撞時,物質會衝擊加熱到數百萬度(類似於音爆),並產生大量的X射線。星系中心過遠,錢德拉太空望遠鏡無法探測到碰撞的個例,但設備敏銳的X射線視力可以探測到這種熱氣體的整體X射線發光。

在可視化程序中,不同的顏色代表不同的對象和現象。白色閃爍的十字星是沃爾夫-拉葉星,它們的軌道是灰色(可以取消或顯示)。藍色和青色是超音速風碰撞產生的熱氣體的X射線發射,而紅色和黃色是所有的風物質,主要包括冷氣體。紫色則是紅色和藍色重疊的地方。

這個可視化程序跨越了整個模擬範圍,以人馬座A*為中心,並覆蓋周圍大約3光年的面積,亦即28萬億公裡左右。由於尺度巨大,天文學家將人馬座A*標記放大了10000倍左右。如果不進行這樣的放大,人馬座A*的實際渲染大小會遠遠小於單個像素。

通過利用諸如HTC Vive等頭顯,可視化程序同時提供了3D透視圖。模擬的每個元素都加載到虛擬實境環境中,並創建出基於數據的體驗。用戶可以藉助六自由度的虛擬實境體驗環顧四周並自由移動。用戶同時能夠以不同的速度播放體驗,選擇同時所有25種星風或僅看到一種星風,然後觀察各個元素在環境中是如何相互影響。

智利天主教大學的克里斯多福·拉塞爾( Christopher Russell)博士現在供職於美國天主教大學和美國宇航局戈達德航天飛行中心,並且在美國天文學會第236次會議中代表團隊介紹了這款虛擬實境經驗。值得一提的是,本次會議同時是美國天文學會首次在線上舉行的活動。其他小組成員包括巴爾塔薩爾·盧科(Baltasar Luco)、豪爾赫·卡德拉(Jorge Cuadra)和米格爾·塞普爾韋達(Miguel Sepúlveda)。團隊是在美國宇航局艾姆斯研究中心的超級計算機中運行了所述虛擬實境體驗的模擬。

美國宇航局的馬歇爾太空飛行中心負責管理錢德拉太空望遠鏡計劃。

原文連結:https://yivian.com/news/75434.html

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