Patrzysz na zupełnie nowy, pierwszy w historii zbliżeń czarnej dziury. Ten obraz czarnej dziury M87 w centrum galaktyki Panny A jest wynikiem międzynarodowego, trwającego 2 lata wysiłku, aby przybliżyć osobliwość. Po raz pierwszy odsłania kontury horyzontu zdarzeń czarnej dziury, punkt, za którym nie ucieka żadne światło ani materia.
M87 znajduje się w odległości 53 milionów lat świetlnych, głęboko w centrum odległej galaktyki, otoczony chmurami pyłu, gazu i innych materii, więc żaden teleskop światła widzialnego nie widziałby czarnej dziury przez całą szczelinę. To nie jest najbliższa czarna dziura ani nawet najbliższa supermasywna czarna dziura. Ale jest tak ogromny (tak szeroki jak cały nasz układ słoneczny i 6,5 miliarda mas Słońca), że jest jednym z dwóch największych na Ziemi. (Drugi to Strzelec A * w centrum Drogi Mlecznej.) Aby zrobić ten obraz, astronomowie połączyli radioteleskopy na całym świecie w celu powiększenia M87 do niespotykanej rozdzielczości. Nazwali połączoną sieć Teleskopem Horizon Event.
Ta nazwa jest odpowiednia, ponieważ ten obraz nie jest samą czarną dziurą. Czarne dziury nie emitują promieniowania lub przynajmniej nie są wystarczająco blisko, aby można je było wykryć za pomocą istniejących teleskopów. Ale na ich krawędziach, tuż przed tym, jak grawitacja osobliwości staje się zbyt intensywna, aby uciec nawet światło, czarne dziury przyspieszają materię do ekstremalnych prędkości. Ta materia tuż przed upadkiem za horyzont ociera się o siebie z dużą prędkością, wytwarzając energię i świecąc. Fale radiowe wykryte przez Event Horizon Telescope były częścią tego procesu.
„Ten obraz stanowi teraz wyraźny związek między supermasywnymi czarnymi dziurami i jasnymi galaktykami” - powiedział Sheperd Doeleman, astrofizyk z Harvardu i dyrektor Event Horizon Telescope na konferencji prasowej National Science Foundation.
Potwierdza to, że duże galaktyki, takie jak Panna A (i Droga Mleczna), są utrzymywane razem przez supermasywne czarne dziury, powiedział Doeleman.
Astronomowie wiedzieli, że czarne dziury są otoczone świecącą materią. Ale ten obraz wciąż odpowiada na kluczowe pytanie dotyczące czarnych dziur i struktury naszego wszechświata. Wiemy teraz na pewno, że teoria względności Einsteina utrzymuje się nawet na skraju czarnej dziury, gdzie niektórzy badacze podejrzewali, że się załamie. Kształt widocznego horyzontu zdarzeń na obrazie jest kołem, jak przewiduje względność, więc potwierdza, że względność nadal panuje nawet w jednym z najbardziej ekstremalnych środowisk we wszechświecie.
„Mogłeś zobaczyć plamę, a widzieliśmy plamy. Mogliśmy zobaczyć coś nieoczekiwanego, ale nie widzieliśmy czegoś nieoczekiwanego” - powiedział Doeleman.
Powiedział, że to, co ujawnił projekt, było równie czyste i „prawdziwe” w teorii Einteina.
To dobra i zła wiadomość dla fizyki. To dobra wiadomość, ponieważ oznacza, że badacze nie muszą przepisywać swoich podręczników. Pozostawia jednak nierozwiązane kluczowe pytanie: ogólna teoria względności (która rządzi bardzo dużymi rzeczami, takimi jak gwiazdy i grawitacja) działa aż do krawędzi czarnej dziury. Mechanika kwantowa (która opisuje bardzo małe rzeczy) jest niezgodna z ogólną teorią względności pod kilkoma kluczowymi względami. Ale nic na tym obrazku nie odpowiada jeszcze na pytania dotyczące tego, jak się przecinają. Gdyby w tym ekstremalnym miejscu załamała się ogólna teoria względności, naukowcy mogliby znaleźć jednoczące odpowiedzi.
Dane prawdopodobnie będą nadal napływać z sieci teleskopów, która obserwuje również znacznie bliższą (ale mniejszą) supermasywną czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej.
Sera Markoff, astrofizyk z Uniwersytetu w Amsterdamie, powiedziała, że chociaż współpraca nie przedstawiła jeszcze szczegółowych szczegółów na temat tego, jak czarne dziury wytwarzają swoje gigantyczne odrzutowce. Powiedziała jednak, że dalsze obserwacje czarnej dziury M87, która wytwarza dramatyczne dżety, powinny pomóc odpowiedzieć na te pytania. Dodała, że projekt Event Horizons Telescope będzie z biegiem czasu dodawał teleskopy i poprawiał jego rozdzielczość, umożliwiając mu odpowiadanie na więcej pytań. Mówi w szczególności, że ma nadzieję, że obrazowanie czarnych dziur może ostatecznie połączyć fizykę kwantową i grawitację.
To powiązanie, powiedział Avery Broderick, fizyk z University of Waterloo i współpracownik projektu, może ostatecznie pozwolić fizykom na „wyparcie” Einsteina.
Ale na razie ciesz się pierwszym spojrzeniem na skraj zupełnie nieznanego regionu kosmosu.
