虚拟现实中的银河中心新冒险

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通过将望远镜的数据与超级计算机模拟和虚拟现实(VR)相结合,一种新的可视化技术可以让你体验银河系中心超大质量黑洞周围500年的宇宙演化。

这个可视化被称为“银河中心VR”,是天体物理学家最新的一系列研究成果,基于美国宇航局钱德拉x射线天文台和其他望远镜的数据。这一新的部分展示了他们的美国宇航局超级计算机模拟的物质流向银河系的四百万太阳质量的黑洞人马座A* (Sgr A*)。可视化已经加载到VR环境中,作为探索这些模拟的新方法,并在Steam和Viveport VR商店免费提供。

研究人员模拟了来自25颗被称为沃尔夫-拉叶星的非常明亮的大质量天体的风,它们在围绕Sgr A*运行时,渗透到星系中心几光年的地方。沃尔夫-拉叶星产生了如此多的光,以至于它们的外层被吹到太空中,形成了超音速风。看着这些物质被黑洞的引力捕获并垂直下落。

当来自沃尔夫-拉叶星的风碰撞时,物质被冲击加热到数百万度——类似于音爆——并产生大量的x射线。星系中心太遥远了,钱德拉无法探测到这些碰撞的单个例子,但通过钱德拉敏锐的x射线视野,可以探测到这种高温气体的整体x射线光。

在可视化中,不同的颜色代表各种各样的物体和现象。白色闪烁的十字架是沃尔夫-拉叶星,它们的轨道是灰色的(可以切换)。蓝色和青色表示模拟过程中高温气体的x射线发射,这是由钱德拉观测到的超音速风碰撞产生的,而红色和黄色表示所有的风物质,这些风物质主要由较冷的气体构成,可以通过红外和其他望远镜看到。紫色是红蓝重叠的地方。

可视化跨越了整个模拟范围,覆盖了约3光年,或约18万亿英里,以Sgr A*为中心。由于规模如此之大,天文学家将Sgr A*标记增加了约10,000倍。如果没有这种放大,Sgr A*的实际大小将渲染成比单个像素小得多。

通过使用HTC Vive等虚拟现实眼镜,可视化也提供了3D视角。模拟的每个元素都被加载到VR环境中,创建基于数据的模拟。通过提供六自由度的VR体验,用户可以向他们选择的任何方向观看和移动。用户还可以以不同的速度进行模拟,并选择看到所有25种风或只看到一种风,以观察在该环境中单个元素如何相互影响。

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