Međunarodni tim radioastronoma objavio je danas (10. travnja) prvu krupnu sliku crne rupe.
To je supermasivna crna rupa u središtu galaksije Djevica A (koja se naziva i Messier 87 ili M87), a toliko je velika - široka kao i naš čitav Sunčev sustav - da čak i 53 milijuna svjetlosnih godina daleko izgleda na nebu kao Strijelac A *, manja ali još uvijek prilično supermasivna crna rupa u središtu naše vlastite galaksije. Ova je najava prvi rezultat napora koji je započeo u travnju 2017., a uključivao je svaki veliki radioteleskop na Zemlji - kolektivno nazvan Event Horizon teleskop.
Dakle, ako su ti predmeti toliko ogromni, a teleskopi već vani, zašto su znanstvenici smislili kako ih slikati tek nedavno? I nakon što su to smislili, zašto su potrebne dvije godine da nastanu slika?
Da biste odgovorili na prvo pitanje jednostavno: Crne rupe ove veličine vrlo su rijetke. Smatra se da svaka velika galaksija ima samo jednu u svom središtu. Obično su prilično tamne, obavijene oblacima guste materije i zvijezda. Čak je i najbliža, u našoj vlastitoj galaksiji, udaljena 26 000 svjetlosnih godina od Zemlje.
No nova slika ne otkriva prvo svjetlo koje su ljudi otkrili iz crne rupe. (A slika nije napravljena od svjetlosti kao što to obično zamislimo; elektromagnetski valovi koje je teleskop opazio su vrlo dugi radio valovi. Da ste bliže crnoj rupi, također biste vidjeli i sjenu vidljive svjetlosti.)
Još 1931. godine, prema opservatoriju i planetarijumu Armagh, fizičar Karl Jansky primjetio je da u središtu Mliječnog puta postoji svijetla točka aktivnosti radio-valnih duljina. Fizičari sada čvrsto sumnjaju da je ta točka supermasivna crna rupa. Od tog otkrića fizičari su dugo otkrivali druge crne rupe svojim radio potpisima.
Ono što je ovdje novo jest da je teleskop Event Horizons zamislio sjenu koju crna rupa stvara protiv okolne, blistave materije diskrecijskog diska objekta (vruća tvar koja brzo pada prema horizontu događaja crne rupe). To je uzbudljivo za fizičare jer potvrđuje neke važne ideje o tome kako bi trebala izgledati ta sjena, a što zauzvrat potvrđuje ono što su znanstvenici već vjerovali o crnim rupama.
Da bi zamislili sjenu, astrofizičari su morali otkrivati te radio valove bez presedana. Niti jedan radioteleskop ne bi mogao to učiniti. No, fizičari su smislili kako umrežiti sve njih, diljem Zemlje, kako bi zajedno djelovali kao jedan divovski teleskop, kako je rekao Sheperd Doeleman, astrofizičar sa Sveučilišta Harvard i direktor Event Horizon Telescope na konferenciji za novinare Nacionalne zaklade za znanost.
Svaki radioteleskop snimio je ogromnu količinu dolaznih radiofona, ali s nigdje dovoljno detalja da se uoči sjena crne rupe okružena njenim akrektorskim diskom. Ali svaki pogled teleskopa na sliku bio je malo drugačiji. Znanci, znanstvenici su mukotrpno kombinirali malo drugačije skupove podataka i uz pomoć atomskog sata uspoređivali kada su radiofoni stigli do različitih instrumenata. Na taj su način fizičari uspjeli izmamiti signal crne rupe iz puno buke.
Teleskopi su prikupili stvarne podatke koji su korišteni za izradu slike tijekom samo tri dana u travnju 2017. To je iznosilo više od 5 petabajta, što je otprilike toliko informacija koliko i cijela Kongresna knjižnica. Sačuvano je na ogromnoj kolekciji tvrdih diskova koji su zajedno izmjereni u tonama, rekao je Dan Marrone, astrofizičar i jedan od suradnika na projektu, rekao na konferenciji za novinare.
To je toliko podataka da je slanje putem Interneta bilo prilično nemoguće, rekao je. Umjesto toga, fizičari su podatke prikupili na jednom mjestu i fizički su isporučili tvrde diskove.
Istraživači su sljedeću godinu proveli pomoću računala za pročišćavanje i tumačenje tih podataka dok se ta slika nije pojavila, rekao je Marrone. Proveli su godinu nakon toga provjeravajući svoje rezultate i pišući radove. Voda u atmosferi, zalutali radiofoni iz drugih izvora, pa čak i sitne greške u podacima teleskopa, stvorile su zavaravanje podataka. Stoga se veći dio projekta sastojao od pažljive matematike kako bi se uvažile sve te pogreške i šum u podacima, pri čemu je rad polako otkrio sliku koja se krije iza tih problema.
Dakle, u određenom pogledu, fotografiranje crne rupe događa se prilično brzo. To razvija vrlo dugo.
