zremiksowany z obrazu dzięki uprzejmości CC-BY-SA ESO (za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Fotografia z czarną dziurą

Lub, jak zrobić teleskop tak duży jak świat

To jest to. Pierwsze zdjęcie z czarnej dziury.

I może początkowo nie wygląda to spektakularnie, ale weź to pod uwagę: nie tylko ta czarna dziura znajduje się w odległości około 55 milionów lat świetlnych od nas, ale czarne dziury są ze swej natury niewidoczne! (Jest tak, ponieważ ich przyciąganie grawitacyjne jest tak silne, że nawet światło nie może im uciec.)

Dlatego przez wiele lat astronomowie uważali, że niemożliwe będzie uzyskanie obrazu czarnej dziury.

Mylili się.

Teoretycznie nie możemy zrobić zdjęcia czarnej dziury, ponieważ po prostu nie jest możliwe zrobienie zdjęcia czegoś, co nie emituje ani nie odbija światła.

Przyjrzyj się jednak bliżej. To, co widzisz na zdjęciu, nie jest samą czarną dziurą, ale dyskiem wokół niej. Zobaczysz czarną przestrzeń, pierścień ognia, a następnie więcej czerni w środku.

To czarna dziura.

Na tym zdjęciu czarna dziura nie jest widoczna - i nie powinna być, jeśli nasze prawa fizyki są prawidłowe.

Sam pierścień istnieje z powodu zjawiska, w którym gwiazda podchodzi zbyt blisko czarnej dziury i zostaje w nią wciągnięta.

Z powodu ogromnej siły grawitacji wywieranej przez czarną dziurę, gwiazda zostaje wciągnięta, dopóki nie pozostanie tylko pierścień. Pierścień nazywa się dyskiem akrecyjnym i jest najbardziej oczywistą częścią wykonanego zdjęcia.

Ale to nie będzie na zawsze: czarna dziura nadal działa, a po pewnym czasie ten pierścień też zostanie zjedzony.

Historia zaczyna się od małego zespołu innowatorów, a kończy się teleskopem, który nie przypomina niczego, co świat kiedykolwiek widział.

Mimo że ostatnio dokonano znacznych postępów w technologii teleskopów, na Ziemi nie ma jednego teleskopu, który mógłby zrobić zdjęcie czarnej dziury. Są po prostu za małe, aby to zrobić!

Teoretycznie, aby uzyskać tego rodzaju rozdzielczość, potrzebny byłby teleskop wielkości Ziemi i oczywiście nie jest to możliwe. Aby rozwiązać ten problem, wpadli na pomysł, który był naprawdę innowacyjny: jeśli jeden teleskop nie byłby w stanie wykonać tej pracy, być może wielu by to zrobiło.

Jak się okazuje, mieli rację.

Zespół wykorzystał globalną sieć anten do symulacji teleskopu tej wielkości. Dwanaście radioteleskopów stacjonujących w różnych punktach na całym świecie było zsynchronizowanych z potężnymi zegarami atomowymi. Każdy teleskop zbierał i rejestrował fale radiowe dochodzące z pobliżu czarnej dziury. Dane te zostały następnie połączone przy użyciu superkomputerów, aby stworzyć obraz czarnej dziury.

Program ten obejmował wsparcie wielu krajów i został nazwany Event Horizon Telescope lub EHT.

Ta czarna dziura jest tak naprawdę nazywana supermasywną czarną dziurą, która żyje w centrum galaktyki Messiera 87. Jest około 7 miliardów razy masywniejszy niż nasze Słońce. To kolosalne w porównaniu nawet do innych supermasywnych czarnych dziur.

Najważniejszą częścią tego zdjęcia jest to, że nie ma światła, ten ciemny okrąg w centrum, który ma średnicę około 25 miliardów mil. To jest prawdziwa czarna dziura.

A na jego krańcu znajduje się miejsce znane jako horyzont zdarzeń, punkt bez powrotu. Po przekroczeniu horyzontu zdarzeń grawitacja czarnej dziury jest tak silna, że ​​nie można uciec. Nie ty, nie najszybszy statek kosmiczny, nawet najszybsza rzecz we wszechświecie: światło.

Wiele, wiele rzeczy musiało być w porządku, aby uchwycić ten obraz, na tyle, że można go uznać za cud. Światło podróżowało przez około 55 milionów lat świetlnych, bez wchłaniania przez gaz lub cząstki. Tylko niewielka część fal radiowych, które uderzają w zewnętrzną atmosferę, faktycznie dociera do powierzchni, ponieważ większość z nich zostaje pochłonięta lub odbita. Aby fale te mogły zostać odebrane przez EHT, pogoda musiała być dobra i czysta w każdym z 12 teleskopów, w tym na Antarktydzie.

To pierwsze zdjęcie czarnej dziury, jakie kiedykolwiek zrobiono, ale na pewno nie jest to ostatnie.

Podobnie jak po tym pierwszym sukcesie, zespół naukowców EHT zaczął badać inne czarne dziury, mając nadzieję na dalsze zrozumienie czarnych dziur.

Zespół zwrócił teraz gigantyczny aparat w stronę innej czarnej dziury o nazwie Strzelec A *. Ta czarna dziura jest obecna w centrum naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Wierzymy, że jego zdjęcia zostaną wkrótce udostępnione.

Dzięki tym obrazom czarnych dziur możemy lepiej zrozumieć ich właściwości i odpowiedzieć na pytania, na które obecnie nie ma odpowiedzi, takie jak:

Dlaczego są obecne w centrum galaktyk? Dlaczego wymiotują masywne strumienie cząstek subatomowych w kosmos? Jak dokładnie wpływają na otaczającą je tkaninę czasoprzestrzenną?

I jaki wpływ mogą one na nas kiedyś wywrzeć?

Chcesz pisać z nami? Aby urozmaicić naszą treść, szukamy nowych autorów do pisania w Snipette. To znaczy ty! Początkujący pisarze: pomożemy ci ukształtować Twój utwór. Znani pisarze: Kliknij tutaj, aby rozpocząć.

Mieć pytania? Omówmy je poniżej. Przyjdź i przywitaj się!