Międzynarodowy zespół radioastronomów ogłosił dziś (10 kwietnia) pierwsze zbliżenie czarnej dziury z bliska.
To supermasywna czarna dziura w centrum galaktyki Panna A (zwana także Messier 87 lub M87), i jest tak duża - tak szeroka jak cały nasz układ słoneczny - że nawet 53 miliony lat świetlnych stąd wygląda na niebie tak duża jak Strzelec A *, mniejsza, ale wciąż dość supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki. To ogłoszenie jest pierwszym rezultatem starań, które rozpoczęły się w kwietniu 2017 r., Z udziałem każdego większego radioteleskopu na Ziemi - wspólnie zwanego Event Horizon Telescope.
Jeśli więc te obiekty są tak ogromne, a teleskopy już tam były, dlaczego naukowcy wymyślili, jak je zobrazować dopiero niedawno? A kiedy się zorientowali, dlaczego stworzenie obrazu zajęło dwa lata?
Aby odpowiedzieć na pierwsze pytanie, po prostu: Czarne dziury tego rozmiaru są bardzo rzadkie. Uważa się, że każda duża galaktyka ma tylko jedną w centrum. Zazwyczaj są dość ciemne, spowite chmurami gęstej materii i gwiazd. I nawet najbliższa, w naszej własnej galaktyce, znajduje się 26 000 lat świetlnych od Ziemi.
Ale nowy obraz nie ujawnia pierwszego światła, które ludzie wykryli z czarnej dziury. (I obraz nie jest wykonany ze światła, jak zwykle to sobie wyobrażamy; fale elektromagnetyczne zauważone przez teleskop są bardzo długimi falami radiowymi. Gdybyś był bliżej czarnej dziury, zobaczyłbyś również cień światła widzialnego.)
Już w 1931 r., Zgodnie z Obserwatorium i Planetarium Armagha, fizyk Karl Jansky zauważył, że w sercu Drogi Mlecznej był jasny punkt aktywności fal radiowych. Fizycy mocno podejrzewają, że ten punkt jest supermasywną czarną dziurą. Od czasu tego odkrycia fizycy od dawna wykryli inne czarne dziury za pomocą swoich podpisów radiowych.
Nowością jest to, że Teleskop Horyzontu Zdarzeń obrazował cień, który czarna dziura tworzy na otaczającą, świecącą materię dysku akrecyjnego obiektu (gorąca materia szybko spada w kierunku horyzontu zdarzeń czarnej dziury). To ekscytujące dla fizyków, ponieważ potwierdza kilka ważnych pomysłów na temat tego, jak powinien wyglądać ten cień, co z kolei potwierdza to, co naukowcy już wierzyli o czarnych dziurach.
Aby zobrazować cień, astrofizycy musieli wykryć te fale radiowe z niespotykaną dotąd szczegółowością. Żaden pojedynczy teleskop radiowy nie byłby w stanie tego zrobić. Ale fizycy wymyślili, jak połączyć je wszystkie na całej Ziemi, aby działać jak jeden gigantyczny teleskop, jak powiedział Sheperd Doeleman, astrofizyk z Uniwersytetu Harvarda i dyrektor Event Horizon Telescope na konferencji prasowej National Science Foundation.
Każdy radioteleskop przechwycił ogromną liczbę nadchodzących fotonów radiowych, ale nie było ich wystarczająco blisko, by dostrzec cień czarnej dziury otoczonej dyskiem akrecyjnym. Ale perspektywa każdego teleskopu na obrazie była nieco inna. Tak więc naukowcy starannie połączyli nieco różne zestawy danych i za pomocą zegarów atomowych porównali, kiedy fotony radiowe dotarły do różnych instrumentów. W ten sposób fizycy byli w stanie wydobyć sygnał czarnej dziury z dużej ilości hałasu.
Teleskopy zebrały rzeczywiste dane wykorzystane do wytworzenia obrazu w ciągu zaledwie trzech dni w kwietniu 2017 r. Wyniosło to łącznie ponad 5 petabajtów, tyle samo informacji co cała Biblioteka Kongresu. Został on przechowywany na ogromnej kolekcji dysków twardych, które razem zmierzyły w tonach, Dan Marrone, astrofizyk i jeden ze współpracowników projektu, powiedział na konferencji prasowej.
Powiedział, że to tyle danych, że przesłanie ich przez Internet było prawie niemożliwe. Zamiast tego fizycy zgromadzili informacje w jednym miejscu, fizycznie wysyłając dyski twarde.
Marrone powiedział, że naukowcy spędzili następny rok przy użyciu komputerów w celu dopracowania i interpretacji tych danych, dopóki nie pojawił się ten obraz. Kolejny rok spędzili na sprawdzaniu wyników i pisaniu artykułów. Woda w atmosferze, zbłąkane fotony radiowe z innych źródeł, a nawet drobne błędy w danych teleskopu spiskowały w celu zmylenia danych. Dlatego większość pracy nad projektem polegała na starannej matematyce, aby uwzględnić wszystkie te błędy i szumy w danych, przy czym praca powoli odkrywała obraz kryjący się za tymi problemami.
Pod pewnym względem robienie zdjęcia czarnej dziury dzieje się dość szybko. Opracowanie go zajmuje bardzo dużo czasu.
