DENVER - W ubiegłym tygodniu EventHome Telescope (EHT) opublikował pierwszy w historii obraz cienia czarnej dziury rzuconego na gorący gaz dysku akrecyjnego. Ten obraz czarnej dziury w centrum galaktyki Messiera 87 (M87) był wiadomością na pierwszej stronie na całym świecie. Wkrótce EHT wyprodukuje pierwszy film tego gorącego gazu wirującego chaotycznie wokół cienia, powiedzieli szefowie projektów, którzy przemawiali w niedzielę (14 kwietnia) podczas kwietniowego spotkania American Physical Society.
EHT nie jest pojedynczym teleskopem. Raczej jest to sieć teleskopów radiowych na całym świecie, które wspólnie dokonują precyzyjnie nagranych fal radiowych, a nagrania te można łączyć w taki sposób, aby każdy teleskop działał jako jeden. Gdy do EHT dołączają kolejne indywidualne teleskopy radiowe, a zespół aktualizuje technologię nagrywania projektu, szczegóły zdjęć powinny dramatycznie wzrosnąć, powiedział Shep Doeleman, astronom z Harvardu, który kierował projektem EHT. I wtedy zespół powinien być w stanie produkować filmy z czarnymi dziurami w akcji, powiedział.
„Okazuje się, że nawet teraz, mając to, co mamy, możemy, przy pewnych wcześniejszych założeniach, spojrzeć na podpisy rotacyjne” - powiedział Doeleman. „A gdybyśmy mieli więcej stacji, moglibyśmy naprawdę zacząć oglądać w czasie rzeczywistym filmy z akrecji i rotacji czarnej dziury”.
W przypadku czarnej dziury w M87 Doeleman powiedział Live Science po swojej rozmowie, że nakręcenie filmu będzie całkiem proste. Czarna dziura jest ogromna, nawet jak na supermasywną czarną dziurę w centrum galaktyki: ma masę 6,5 miliarda razy większą niż masa Słońca na Ziemi, z horyzontem zdarzeń - punktem, za którym nawet światło nie może powrócić - otaczając kulę tak szeroką jak cały nasz układ słoneczny. Tak więc gorąca materia dysku akrecyjnego czarnej dziury zajmuje dużo czasu, aby wykonać jedną wędrówkę wokół obiektu.
„Skala czasowa, w której zmiany są znacznie większe, jest większa niż jeden dzień. To świetnie” - powiedział Doeleman, ponieważ oznacza to, że EHT może kręcić film obiektu po jednej klatce.
„Możemy… zrobić nasz obraz. Następnie, jeśli chcemy nakręcić kolejny film lub film poklatkowy, po prostu wychodzimy następnego dnia lub następnego tygodnia. Możemy to zrobić siedem tygodni z rzędu i dostać siedem klatek filmu, a potem coś, co porusza się w ten sposób - powiedział
Ale czarna dziura M87 nie jest jedyną supermasywną czarną dziurą obserwowaną przez EHT. Zespół patrzy również na Strzelca A *, supermasywną czarną dziurę w centrum naszej galaktyki, i planuje wkrótce opublikować pierwsze zdjęcie tego obiektu. Naukowcy z EHT starają się także tworzyć filmy z tej o wiele bliższej i lepiej zbadanej czarnej dziury, ale ten projekt będzie bardziej skomplikowany, powiedział Doeleman.
SagA * jest około 1000 razy mniej masywny niż czarna dziura M87, powiedział Doeleman, więc obraz zmienia się 1000 razy szybciej.
„Oznacza to, że zmieni się w ciągu kilku minut lub godzin” - powiedział Doeleman. „Musisz opracować zupełnie inny algorytm, ponieważ to tak, jakbyś miał zdjętą pokrywkę obiektywu w aparacie i coś się porusza podczas fotografowania”.
Powiedział, że aby nakręcić film, EHT będzie musiał nie tylko zebrać wszystkie dane niezbędne do stworzenia obrazu czarnej dziury, ale także z czasem podzielić te dane na różne części. Następnie zespół porównał te fragmenty ze sobą przy użyciu wyrafinowanych algorytmów, aby dowiedzieć się, jak zmieniał się obraz, nawet gdy był rejestrowany.
„Musimy wymyślić sposób, aby spojrzeć na pierwszy kawałek danych, a potem drugi kawałek danych, a potem na film” - powiedział. „Dlatego członkowie naszego zespołu pracują nad tym, co nazywamy obrazowaniem dynamicznym”.
Podejście to wykorzystuje modele ruchu obrazu, porównując te modele z rzeczywistymi danymi, aby sprawdzić, czy pasuje.
„Musisz być inteligentny i dowiedzieć się, jak dane z tego odcinka czasu są powiązane z tym odcinkiem czasu zaraz po tym”, powiedział Doeleman. „Na przykład możesz powiedzieć:„ OK, możesz się ruszyć, ale nie możesz się ruszyć tak daleko ”.
Wykorzystując tego rodzaju ograniczenia, powiedział, zespół może konwertować nawet bardzo ograniczone ilości danych z dowolnej minuty na pełne obrazy SagA * w ruchu. W rezultacie zespół spodziewa się, że w ciągu jednej nocy zrobi filmy z mniejszą czarną dziurą.
Te filmy, powiedział Avery Broderick, astrofizyk z University of Waterloo w Kanadzie, który pracuje nad interpretacją obrazów EHT, powinien ujawnić nowe szczegóły dotyczące zachowania dysków akrecyjnych wokół czarnych dziur, w tym sposobu, w jaki pochłaniają materię.
„Będziemy w stanie mapować czasoprzestrzenie, patrząc na kino z czarną dziurą, a nie na portrety” - powiedział Broderick.
