So che hai già accettato una risposta, ma voglio fornire una risposta più tecnica che approfondisca maggiormente la fisica coinvolta. Se sei davvero curioso di leggere di più, e hai una propensione per la matematica, ti suggerirei di dare un'occhiata alle incomparabili Lectures on Gravitational Lensing di Narayan e Bartelmann . Questa sarà la base di gran parte della mia risposta e, in effetti, è la base di molti trattati successivi sulla lente gravitazionale.
Prima di tutto, voglio dire che la descrizione di Florin dei fotoni che circondano il buco nero e producono più anelli è un'idea corretta e si verifica davvero, ma non credo sia pertinente alla tua domanda perché quegli anelli non sono visibili nell'immagine hai pubblicato.
Invece, quello che stai vedendo è un effetto nell'obiettivo gravitazionale in base al quale le immagini degli oggetti sono distorte, ingrandite e duplicate. Ciò che accade, in termini semplificati, è che vicino al buco nero, la metrica spazio-temporale locale è deformata (in altre parole il buco nero esercita la gravità) a causa della massiccia singolarità nel buco nero. Questa deformazione dello spazio-tempo fa piegare il percorso della luce, che altrimenti viaggerebbe lungo una linea retta. È possibile, con alcune ipotesi di base, calcolare con precisione come viene distorta l'immagine di una sorgente luminosa di sfondo.
L'anello principale e ben definito che vedi è noto come l' anello di Einstein . Puoi vedere questo anello davvero bene nell'immagine (simulata) qui sotto.
Nel caso semplice di un singolo buco nero non rotante, la fisica è abbastanza semplice da eseguire effettivamente i calcoli (anche se con alcune ipotesi semplificanti, ad esempio l' approssimazione delle lenti sottili ). Come descritto nelle lezioni collegate sopra:
Qualsiasi sorgente viene riprodotta due volte da un obiettivo di massa puntuale. Le due immagini sono su entrambi i lati della fonte, con un'immagine all'interno dell'anello di Einstein e l'altra all'esterno. Mentre la sorgente si allontana dall'obiettivo, una delle immagini si avvicina all'obiettivo e diventa molto sbiadita, mentre l'altra immagine si avvicina sempre più alla posizione reale della sorgente e tende verso un ingrandimento dell'unità.
Quindi puoi vedere che ottieni immagini duplicate di qualsiasi oggetto di sfondo, che può essere chiaramente visto nell'immagine sopra. Alle 7 circa nell'immagine puoi vedere due stelle (una rossastra, una bluastra) che si trovano all'esterno dell'anello di Einstein, e poi una seconda immagine a circa l'una che si trova all'interno dell'anello di Einstein. Lo stesso anello di Einstein è un caso speciale in cui gli oggetti esattamente sull'anello si trovano direttamente dietro il buco nero (dal punto di vista dell'osservatore). In questo caso speciale, non ottieni più due immagini, ma piuttosto ottieni un anello di luce. Mentre gli oggetti si avvicinano a questo anello (in altre parole, mentre si avvicinano direttamente dietro il buco nero),
Ecco perché vedi la distorsione che hai descritto. Quando un oggetto dietro il buco nero si avvicina al tuo campo visivo, appare come due immagini, una molto al di fuori dell'anello di Einstein e una (molto piccola) immagine vicino all'orizzonte degli eventi. Quindi, mentre l'oggetto si avvicina alla tua linea del sito, le immagini di esso si avvicinano all'anello di Einstein da entrambi i lati, dove diventa più luminoso e distorto.
L'idea menzionata da Florin sulla cerchia dei fotoni è vera, e in effetti in realtà vedi più anelli di Einstein, ma gli altri anelli sono molto vicini al buco nero e in generale non li osserveresti. Puoi vedere questi altri anelli di Einstein come un leggero bagliore attorno al buco nero nell'immagine sopra.
