Μια διεθνής ομάδα ραδιόφωνων αστρονόμων ανακοίνωσε σήμερα (10 Απριλίου) την πρώτη κοντινή εικόνα μιας μαύρης τρύπας.
Είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία Παρθένος Α (που ονομάζεται επίσης Messier 87 ή M87) και είναι τόσο μεγάλη - τόσο μεγάλη όσο ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα - που ακόμη και 53 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, φαίνεται τόσο μεγάλο στον ουρανό όπως ο Τοξότης Α *, η μικρότερη, αλλά ακόμα και αρκετά υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του δικού μας γαλαξία. Αυτή η ανακοίνωση είναι το πρώτο αποτέλεσμα μιας προσπάθειας που ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2017, με τη συμμετοχή κάθε σημαντικού ραδιοτηλεσκοπίου στη Γη - που ονομάζεται συλλογικά το τηλεσκόπιο Horizon Event.
Έτσι, αν αυτά τα αντικείμενα είναι τόσο τεράστια και τα τηλεσκόπια ήταν ήδη εκεί έξω, γιατί οι επιστήμονες καταλάβαιναν πώς να τις φανταστούν μόλις πρόσφατα; Και μόλις το κατάλαβαν, γιατί χρειάστηκαν δύο χρόνια για να φτιάξουν μια εικόνα;
Για να απαντήσετε στην πρώτη ερώτηση απλά: Οι μαύρες τρύπες αυτού του μεγέθους είναι πολύ σπάνιες. Κάθε μεγάλος γαλαξίας θεωρείται ότι έχει μόνο ένα στο κέντρο του. Συνήθως είναι πολύ σκοτεινοί, σκονισμένοι σε σύννεφα πυκνής ύλης και αστέρια. Και ακόμη και ο πλησιέστερος, στον δικό μας γαλαξία, είναι 26.000 έτη φωτός από τη Γη.
Αλλά η νέα εικόνα δεν αποκαλύπτει το πρώτο φως που οι άνθρωποι έχουν εντοπίσει από μια μαύρη τρύπα. (Και η εικόνα δεν είναι φτιαγμένη από το φως, όπως συνήθως το φαντάζουμε · τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που το τηλεσκόπιο εντοπίζεται είναι πολύ μεγάλα ραδιοκύματα.) Αν ήσασταν πιο κοντά στη μαύρη τρύπα, θα βλέπατε και σκιά ορατού φωτός.
Μέχρι το 1931, σύμφωνα με το Παρατηρητήριο Armagh και το Πλανητάριο, ο φυσικός Karl Jansky παρατήρησε ότι υπήρχε ένα φωτεινό σημείο ραδιενεργού μήκους κύματος στην καρδιά του Γαλαξία. Οι φυσικοί υποψιάζονται έντονα ότι αυτό το σημείο είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα. Από την ανακάλυψη αυτή, οι φυσικοί έχουν εντοπίσει εδώ και καιρό άλλες μαύρες τρύπες από τις ραδιοφωνικές υπογραφές τους.
Αυτό που είναι νέο εδώ είναι ότι το Τηλεσκόπιο Ορίζοντος Γεγονότων απεικόνιζε τη σκιά που δημιουργεί η μαύρη τρύπα ενάντια στο περιβάλλον, το λαμπερό υλικό του δίσκου προσαύξησης του αντικειμένου (η θερμή ύλη πέφτει γρήγορα προς τον ορίζοντα συμβάντος της μαύρης τρύπας). Αυτό είναι συναρπαστικό για τους φυσικούς επειδή επιβεβαιώνει κάποιες σημαντικές ιδέες για το τι θα πρέπει να μοιάζει αυτή η σκιά, η οποία με τη σειρά της επιβεβαιώνει τι πιστεύουν οι επιστήμονες για τις μαύρες τρύπες.
Για να απεικονίσουν τη σκιά, οι αστροφυσικοί έπρεπε να ανιχνεύσουν αυτά τα ραδιοκύματα σε πρωτοφανή λεπτομέρεια. Κανένα ραδιοτηλεσκόπιο δεν μπορούσε να το κάνει. Ωστόσο, οι φυσικοί κατανοήθηκαν πώς να συνδέσουν όλα αυτά σε ολόκληρη τη Γη μαζί για να λειτουργήσουν ως ένα γιγαντιαίο τηλεσκόπιο, όπως είπε ο Sheperd Doeleman, αστροφυσικός του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και διευθυντής του Τηλεσκοπίου Event Horizon, σε συνέντευξη Τύπου στο National Science Foundation.
Κάθε ραδιοτηλεσκόπιο κατέλαβε μια τεράστια ποσότητα εισερχόμενων ραδιοφωνικών φωτονίων, αλλά με ελάχιστες λεπτομέρειες για να εντοπίσει τη σκιά της μαύρης τρύπας που περιβάλλεται από το δίσκο προσαγωγής. Αλλά η προοπτική κάθε τηλεσκοπίου στην εικόνα ήταν λίγο διαφορετική. Έτσι, οι επιστήμονες συνδύασαν επιμελώς τα ελαφρώς διαφορετικά σύνολα δεδομένων και, με τη βοήθεια ατομικών ρολογιών, συγκρίθηκαν όταν τα ραδιοφωσφονικά έφθασαν στα διάφορα όργανα. Με αυτόν τον τρόπο, οι φυσικοί ήταν σε θέση να πειράξουν έξω το σήμα της μαύρης τρύπας από πολύ θόρυβο.
Τα τηλεσκόπια συγκέντρωσαν τα πραγματικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή της εικόνας κατά τη διάρκεια μόλις τριών ημερών τον Απρίλιο του 2017. Αυτό αντιστοιχούσε σε περισσότερα από 5 πετακάμματα συνολικά, τόσο για πληροφορίες όσο ολόκληρη η Βιβλιοθήκη του Κογκρέσου. Αποθηκεύτηκε σε μια μεγάλη συλλογή από σκληρούς δίσκους που μετρούσαν μαζί τους τόνους, ο Dan Marrone, ένας αστροφυσικός και ένας από τους συνεργάτες του έργου, δήλωσε στη συνέντευξη Τύπου.
Αυτά είναι τόσα πολλά στοιχεία ότι η αποστολή μέσω του διαδικτύου ήταν σχεδόν αδύνατο, είπε. Αντ 'αυτού, οι φυσικοί συγκέντρωσαν τις πληροφορίες σε ένα μέρος στέλνοντας φυσικά τους σκληρούς δίσκους.
Οι ερευνητές πέρασαν το επόμενο έτος χρησιμοποιώντας υπολογιστές για να βελτιώσουν και να ερμηνεύσουν αυτά τα δεδομένα μέχρι να εμφανιστεί αυτή η εικόνα, δήλωσε ο Marrone. Πέρασαν το χρόνο μετά από αυτό ελέγχοντας τα αποτελέσματά τους και γράφοντας χαρτιά. Το νερό στην ατμόσφαιρα, τα αδέσποτα ραδιοφωνικά φωτόνια από άλλες πηγές και ακόμη και τα μικροσκοπικά σφάλματα στα δεδομένα των τηλεσκοπίων συνωμοτούσαν για να ανακατέψουν τα δεδομένα. Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας του έργου, συνεπώς, συνίστατο στο προσεκτικό μαθηματικό υπολογισμό όλων αυτών των σφαλμάτων και του θορύβου στα δεδομένα, με το έργο να ανακαλύπτει αργά την εικόνα που κρύβεται πίσω από αυτά τα θέματα.
Έτσι, σε κάποιο βαθμό, η λήψη μιας φωτογραφίας από μια μαύρη τρύπα συμβαίνει αρκετά γρήγορα. Αναπτύσσει αυτό που διαρκεί πολύ καιρό.
