Event Horizon Telescope, niz planetov v osmih zemeljskih teleskopih, kovanih z mednarodnim sodelovanjem, je posnel to sliko supermasivne črne luknje in njene sence, ki je v središču galaksije M87.
(Slika: © EHT Collaboration)
The Teleskop daljin projekt ne počiva na lovorikah.
Aprila 2019 je sodelovanje EHT razkrilo prva črna podoba črne luknje, ki je ujel behemoth v središču galaksije M87. Projekt je v tem trenutku deloval dve desetletji, vendar razkritje ni pomenilo vrhunca ali vrhunec. Člani ekipe so povedali, da je bila to prelomnica, odpiranje okna na še bolj razburljiva odkritja.
"Zdaj se bomo ozirali na teh 20 let - veste, vsi bomo nekje pili krovne pijače - in mislim, da bomo prepoznali podobo M87 kot začetek," je ustanovni direktor EHT Shep Doeleman, strokovni direktor astronom iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko (CfA) v Massachusettsu, je novinarjem povedal 10. aprila med dogodkom v spletni oddaji, ki praznuje enoletno obletnico razkritja fotografije.
"To bo res šele začetek," je dodal Doeleman. "Mislim, da se bo to odkritje še naprej nadaljevalo."
Velika ambicija črne luknje
Naslednji veliki trenutek bi lahko vključeval presežek naše galaksije Mlečni pot Črna luknja, ki je znan kot Strelec A * ali na kratko Sgr A *. Ekipa EHT je opazovala Sgr A *, vendar še ni uspela ustvariti slike iz podatkov.
Fotografiranje črne luknje je veliko bolj kot zgolj kazanje in fotografiranje. EHT združuje podatke osem radijskih teleskopov po vsem svetu, ki so povezani, da tvorijo virtualni megaskop velikosti Zemlje. Skupina oblikuje algoritme, da bi vse te informacije smiselno vključila in jih integrirala za ustvarjanje slike, ki prikazuje črno luknjo obzorje dogodkov - "točka brez vrnitve", nad katero ne more uiti nič, niti svetloba. (Fotografiranje notranjosti črne luknje je nemogoče, razen če ste sami tam, kar ni priporočljivo.)
Takšno delo je mukotrpno in zamudno; na primer, podatki M87, ki so omogočili lansko podobo, so bili zbrani leta 2017. In Sgr A * je še vedno težja tarča, čeprav nam je precej bližja (26.000 svetlobnih let v primerjavi s 55 milijoni svetlobnih let za M87). Sgr A * je sorazmerno lahka supermasivna črna luknja, ki vsebuje maso "le" 4,3 milijona soncev, zato deluje na krajše časovne lestvice kot 6,7 milijarde sončnih mas pošast M87.
"Eden od izzivov za Strelca A * je, da se skozi večer tako hitro razvija," je dejal Doeleman. "Torej, razvijamo nove algoritme, ki jih lahko konkretno rešijo, da dodajo časovno variabilnost modeliranju. To le traja več časa."
Dodajanje Sgr A * v album s fotografijami je velika prednostna naloga za člane skupine EHT, deloma tudi zato, ker želijo videti objekt, ki je tako drugačen kot M87 supermasivna črna luknja. Toda ambicije projekta se tu ne končajo. Sodelovanje načrtuje podvojitev števila sestavnih EHT teleskopov, kar bo ustvarilo "EHT naslednje generacije", ki bo pot odkrival na naslednjo raven.
Spremenjeni megaskop "bo dal še ostrejše poglede in nam omogočil, da naredimo prve filme črnih lukenj," je dejal Doeleman.
EHT naslednjega roda bo raziskovalcem prinesel še več črnih lukenj. In to bi celo lahko ekipi omogočilo, da poveča "fotonski obroč" črne luknje, bizarno strukturo, za katero se zdi, da vsebuje neskončno zaporedje podokov, natrpanih z informacijami. Takšna poglobljena opazovanja bi "omogočila ultra natančne preizkuse Einsteinovih teorij in celo ekstrakcijo spina", je dejal Doeleman.
To bi bilo res veliko. "Supermasivne črne luknje so elementarni predmeti, ki jih opisuje le njihova velikost in vrtenje," je med dogodkom 10. aprila dejal član ekipe EHT Michael Johnson, prav tako iz CfA. Opazovanja EHT že omogočajo znanstvenikom, da zmanjšajo množico, tako da bi tudi vrtenje omogočilo znanstvenikom, da resnično dobijo blago na teh svetlobnih pošastih.
Dosedan in Johnson sta povedala, da bo EHT naslednjega roda zagotovil tudi druge ugodnosti. Na primer, nadgrajeno partnerstvo bi moralo sodelovanju omogočiti boljše razumevanje črnih lukenj, snopov delcev, ki jih behemoti izbruhnejo s skoraj hitrostjo svetlobe.
Sodelovanje je že zagotovilo financiranje ameriške Nacionalne znanstvene fundacije, da bi se žoga spremenila na EHT naslednje generacije. Cilj je, da se dokončna zasnova postavi v treh ali štirih letih in da se vse pripravi in začne delovati pred koncem desetletja, je dejal Doeleman. (Nove jedi mimogrede ne morejo povečati EHT. Resolucijo je mogoče izboljšati tudi z opazovanjem ciljev na več elektromagnetnih frekvencah, pravita Doeleman in Johnson.)
EHT bi lahko po tem dobil še en zagon. Širitev dosega megaskopa v vesolje bi močno povečala njegovo odločilno moč, ekipa pa išče načine, kako to storiti. Sodelovanje preučuje možnost vključitve že obstoječih vesoljskih sredstev in namestitev novih, namenskih misij, je dejal Johnson.
Če bi dodali celo en instrument v geosinhronski orbiti, več kot 22.000 milj (35.400 kilometrov) nad našim planetom, bi pomenili pomen. "In potem, zagotovo, ko enkrat prideš ven luna - tam mislim, da bi res gledali na povsem novo znanost, "je Johnson povedal Space.com prejšnji mesec, ko je ekipa EHT objavila njeni rezultati fotonskega obroča. (Ta razdalja bi bila približno 10-krat daljša; Luna je od Zemlje povprečno 238.855 milj ali 384.400 km.)
Krč na cesti
Pandemija koronavirusa je pot do prihodnjih odkritij EHT postala močnejša, kot bi bilo običajno: Projekt je Opazovalno akcijo 2020 so prekinili ker je več zdravstvenih in varnostnih razlogov zaprlo več sodelujočih področja uporabe. (Projekt zbira podatke samo enkrat na leto, med oknom v marcu in aprilu, ko je vreme ponavadi dobro na vseh njegovih razširjenih opazovalnih mestih.)
Odpoved je bila prava poteza, je dejal Doeleman. Vendar je bil "srhljiv," je dodal, še posebej zato, ker bi letošnja opažanja vključevala prve prispevke instrumentov na Grenlandiji, Arizoni in francoskih Alpah. Kampanja 2020 bi torej vključevala razširjen, zmogljivejši EHT z 11 območji.
Toda ekipa lahko še vedno naredi veliko podatkov in začne postavljati temelje za opažanja v prihodnjem letu, je poudaril Doeleman. Torej, alkohol med raziskovalci še zdaleč ni pokvarjen.
"V celotnem sodelovanju ni nobenega tola obupa; mislim, da smo nekako združeni s trpljenjem," je dejal Johnson.
"Rešitev črne luknje je Karl Schwarzschild izpeljal v rovih med prvo svetovno vojno," je dejal, ko se je skliceval na nemškega fizika, ki je iznašel prvo natančno rešitev Einsteinove splošne enačbe relativnosti. "Torej, znanost se nadaljuje in mislim, da ima pomembno vlogo tudi med temi izzivi."
- Ta ogromna črna luknja se vrti s polovično hitrostjo svetlobe!
- Dogodek Horizon Telescope je osvojil nagrado za preboj v vrednosti 3 milijonov dolarjev za epske posnetke črne luknje
- 8 osupljivih astronomskih skrivnosti
