Astronomi su orkestrirali radijske teleskope širom svijeta u virtualnu kameru veličine Zemlje za novi odvažni eksperiment koji je pokušao iznijeti prvu sliku crne rupe u povijesti. Suradnja s teleskopom je postavljena na ovog tjedna objavite velike rezultate, a članovi su opisali i svoj istraživački pristup na razgovoru u ožujku.
Crne rupe ekstremni su slojevi prostora i vremena koji su toliko snažni, da njihova ogromna gravitacija ne dopušta čak ni da svjetlost pobjegne nakon što se dovoljno približi.
Ideja astronoma je da fotografirajte kružnu neprozirnu siluetu crne rupe cast na svijetloj pozadini. Rub sjene je horizont događaja, točka crne rupe u kojoj se nema povratka. Slika vrijedi tisuću riječi, a fotografija crne rupe bila bi važan alat za razumijevanje astrofizike, kosmologije i uloge crnih rupa u svemiru.
Ako bi astronaut položio naranču na površinu mjeseca, citrusno voće bilo bi vrlo teško vidjeti sa Zemlje. Crne su rupe jednako teško uočiti, rekao je Sheperd Doeleman, direktor projekta ambicioznog novog projekta zvanog Event Horizon Telescope.
Doeleman je ovu anegdotu podijelio s publikom na tribini na festivalu South by Southwest (SXSW) u Austinu, Texas, prošlog mjeseca. Doeleman i njegovi suradnici Sera Markoff, Peter Galison i Dimitrios Psaltis osvijetlili su kako projekt djeluje za vrijeme SXSW događaja. "EHT: Planetarni napor da se fotografira crna rupa."
Crne rupe su masivne strukture u odnosu na planete i ljude. Ali ono što nam se čini velikim, to je u galaktičkoj ljestvici tinejdžersko. Dakle, složeno fotografiranje događaja s crnom rupom.
"Jedna od ciljeva EHT-a je oko 10 posto veličine našeg Sunčevog sustava", rekla je Sera Markoff, astrofizičarka sa Sveučilišta u Amsterdamu. Supermasivna crna rupa u središtu Mliječnog puta, zvana Strijelac A *, otprilike je veličine orbite Merkura, dodao je Doeleman.
Ako bi svemirski brod mogao izvući astronoma s Mliječnog puta, koji je oko 50 milijardi puta veći od Strijelca A *, prema Markoffu, tada bi uočiti tu crnu rupu među milijardama drugih zvijezda i planeta u galaksiji bilo prilično škakljivo.
Za promatranje supermasivne crne rupe u središtu galaksije Mliječni put ili za prikaz još jednog od ciljeva projekta - supermasivne crne rupe u jezgru nadmoćne eliptične galaksije Messier 87 - EHT tim je morao Zemlju pretvoriti u virtualni teleskop platforma. To je zato što je moć teleskopa za rješavanje slika ograničena na veličinu njegove posude, pa pomoću niza instrumenata po cijelom svijetu tim učinkovito razbija tanjur i raspršuje dijelove širom svijeta kako bi napravio jedno veliko svemirsko oko.
Promatrači radio-teleskopa uključeni u EHT-ova promatranja za 2017. bili su ALMA (Alijanski veliki milimetar / submilimetarski niz u Čileu; APEX (Atacama Pathfinder Experiment) u Čileu; IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) u Španjolskoj; LMT (Veliki milimetarski teleskop) u Meksiku; SMT (submilimetarski teleskop) u Arizoni; JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) na Havajima; SMA (SubMillimeter Array) na Havajima i SPT (Južni pol teleskop) na Antarktiku.
Koordinirana promatranja također su vršena u rendgenskim i gama-zrakama.
Strijelac A * uspava, što znači da ne troši puno zvijezda i plina u blizini, ispuštajući zračenje. Unutar Messiera 87 skriva se aktivna crna rupa. Da bi pogledali susjednu supermasiranu crnu rupu i onu koja odlazi dalje, teleskopi trebaju promatrati "cijeli raspon elektromagnetskog spektra, od radija do gama zraka", rekao je Markoff.
Je li Einstein bio 100% u pravu?
U srži projekta, njegovih 200 znanstvenika želi odgovoriti na dva pitanja, rekao je Psaltis, astronom i fizičar sa Sveučilišta u Arizoni. Prvo je jednostavno ako je moguće fotografiranje crne rupe. Ali druga važna stvar koju pitaju je je li Einstein bio 100 posto u pravu u vezi s ponašanjem crnih rupa.
"Einstein nam je prije 100 godina rekao točno kakva bi trebala biti veličina i oblik sjene [crne rupe]. Ako bismo mogli postaviti vladar preko te sjene, mogli bismo testirati Einsteinovu teoriju o granici crne rupe." Rekao je Doeleman.
Tim je također želio izraditi modele koji bi opisali crne rupe u različitim okolnostima, a koje će se zatim uspoređivati s opažanjima EHT-a.
U radu opisanom na SXSW, tim je za modeliranje svih hipotetskih sorti okruženja crnih rupa koristio jedinice za grafičku obradu (GPU), poput onih koje se koriste u vašim omiljenim konzolama za video igre ili na računalu. Proizveli su stotine gigabajta 3D podataka s volumena kako bi modelirali mogućnosti. Psaltis je rekao da se u prognozi crne rupe opisuju fotoni, plazma, plin i magnetsko polje.
Jednom kada ih dobiju, tim može usporediti sliku sjene crne rupe s različitim scenarijima koje procesiraju GPU-i kako bi napravili najrealniju simulaciju ponašanja crne rupe na temelju našeg trenutnog razumijevanja fizike.
"Ono što bi slika crne rupe mogla učiniti za nas, ako je uspijemo dobiti, bilo bi uzeti nešto što je najekstremnije, najčudnije predviđanje opće relativnosti, jedno od velikih dostignuća ljudskog uma, [i] kombinirati ga s najnaprednijom elektronikom s planetarnom suradnjom s najnaprednijim statistikama [i] novim tehnikama snimanja ", rekao je Galison, profesor sa Sveučilišta Harvard, tijekom panela. "To je poput stvaranja nove kamere s novom vrstom filma, nove vrste objektiva, kombiniranja s drugim kamerama, sve odjednom. Ako bi se to moglo dogoditi, ako stvarno uspijemo ući unutra i vidjeti odmah do horizonta „.
Galison je dodao da će prva slika crne rupe dokazati, izvan sjenke sumnje - koja je bila namjera - da te gargantuanske, moćne i neuhvatljive strukture postoje.
- Tajanstvena eksplozija 'krave' u svemiru može otkriti rođenje crne rupe
- Ova trostruka simulacija pokazuje kako crne rupe čudovišta svijetle prije nego što se sudaraju
- Rijetko viđena zvijezda srednje crne rupe u gužvi
