To pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury

Współpraca w ramach Event Horizon Telescope

To wkrótce słynne zdjęcie, dzięki uprzejmości Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT), jest naszym pierwszym zdjęciem czarnej dziury, która znajduje się wewnątrz Messier 87 (M87), galaktyki znajdującej się ponad 53 miliony lat świetlnych od Ziemi. Ma masę 6,5 miliarda razy większą od Słońca.

Ten jasny obraz został ujawniony przez naukowców na wielu dzisiejszych konferencjach prasowych na całym świecie i szczegółowo omówiony w kilku zestaw papierów w Astrophysical Journal Letters. Pokazuje wizualne dowody horyzontu zdarzeń czarnej dziury i pozwala nam zobaczyć coś, co wcześniej uważano za niewidoczne.

Książki historyczne zostaną podzielone na czas przed zdjęciem i po zdjęciu - powiedział Michael Kramer z Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka na jednej z konferencji prasowych.

Ale jak zrobić zdjęcie czegoś, co nie promieniuje światłem? Cóż, zamiast patrzeć bezpośrednio na samą czarną dziurę, EHT patrzy na otaczający ją gaz, aby zrobić obraz jej cienia. W szczególności badacze przyjrzeli się horyzont zdarzeń , granica, poza którą światło nie może już uciec od intensywnej grawitacji czarnej dziury. Gaz w tym obszarze nagrzewa się do miliardów stopni, tworząc sylwetkę, której kształt powinna przewidzieć teoria względności Einsteina. Jak dotąd obserwacje Teleskopu Event Horizon są zgodne z jego przewidywaniami.

Ten cień ukazuje się w centrum dzisiejszego zdjęcia na tle świecącego światła, które jest przyciągane przez niesamowitą grawitację czarnej dziury. Zauważysz, że jedna strona obrazu jest jaśniejsza od drugiej. Wynika to z orientacji czarnej dziury w stosunku do Ziemi. Jaśniejsza strona to ta, która obraca się w kierunku Ziemi, co oznacza, że ​​cząstki są szybciej rzucane w kierunku naszej planety na tej krawędzi, przez co wydają się świecić jaśniej.

Astronomowie na całym świecie świętowali dzisiejsze odsłonięcie. Spędziwszy około 20 lat pomagając wizualizować wysokoenergetyczny wszechświat, widzę tę sylwetkę czarnej dziury. To, że wydarzyło się to za mojego życia, jest niesamowite, mówi Kim Kowal Arcand, kierownik ds. wizualizacji i nowych technologii w Obserwatorium Chandra.

To jest dla mnie wisienka na szczycie niesamowitej fali odkryć astronomicznych: przejście od tego, co było w sferze science fiction do faktów naukowych.

Obraz powstał za pomocą radioastronomii. Większość radioastronomii odbywa się za pomocą dużych czasz, które wychwytują fale radiowe uderzające w Ziemię. Jednak stworzenie obrazu czarnej dziury wymagało nieco większego teleskopu. Badacze potrzebowali jednego rozmiaru naszej planety.

Dlatego Teleskop Event Horizon połączył pomiary z obserwatoriów radiowych na czterech oddzielnych kontynentach. Tablica składa się obecnie z miejsc w Ameryce Północnej, Ameryce Południowej, Europie i na Antarktydzie, a inne lokalizacje są uwzględniane w cyklu życia. Gdy wszystkie czasze wykonują pomiary w tym samym czasie, można je połączyć w konglomerat danych, podobny do tego, który jest wykonywany na mniejszą skalę w radiotelefonach. (Sprawdź świetny film instruktażowy, który zawiera więcej szczegółów tutaj .)

Informacje wykorzystane do wykonania dzisiejszego obrazu pochodzą głównie z danych pobranych w kwietniu 2017 r. Przez ostatnie dwa lata naukowcy pracowali nad przekształceniem tych informacji w możliwie najczystszy obraz, synchronizując pomiary wykonywane jednocześnie na całym świecie. W 2018 r. dodano obserwatorium w Chile, które ma pomóc w stworzeniu wyraźniejszego zdjęcia, po tym, jak początkowe wyniki, które wróciły, były nieco mgliste.

Odsłonięcie zdjęcia jest ogromnym kamieniem milowym w badaniu czarnych dziur. Chociaż potwierdziliśmy istnienie czarnych dziur i badaliśmy ich właściwości na tak wiele sposobów, nic nie przebije bezpośredniej obserwacji, profesor Clifford Johnson z University of Southern California powiedział MIT Technology Review przed ogłoszeniem. To trochę jak oglądanie oddanych strzałów i dymiącej broni.

Potem jednak: ustalenie, co tak naprawdę dzieje się w czarnej dziurze. Ten obraz jest ważnym krokiem w kierunku rozwiązania zagadki tych tajemniczych obiektów, ale dokładnie to, co jest poza tym blaskiem, wciąż jest wyzwaniem czekającym na rozwiązanie.

Poprawka: Początkowa wersja tego artykułu błędnie określała położenie galaktyki. Zaktualizowaliśmy go.

ukryć