Tähtitieteilijät järjestivät ympäri maailmaa radiolautasten kaukoputket maapallon kokoiseksi virtuaalikameraksi rohkealle uudelle kokeilulle, jolla yritetään tuottaa kaikkien aikojen ensimmäinen kuva mustasta aukosta. Teleskoopin yhteistyö on asetettu ilmoita iso tulokset tällä viikolla, ja jäsenet kuvasivat tutkimuslähestymistapaansa myös maaliskuussa pidetyssä keskustelussa.
Mustat aukot ovat avaruudessa äärimmäisiä loimia, jotka ovat niin voimakkaita, niiden massiivinen painovoima ei edes anna valon paeta, kun se on tullut tarpeeksi lähelle.
Tähtitieteilijöiden idea on valokuva mustan aukon pyöreä, läpinäkymätön siluetti heittää kirkkaalla pohjalla. Varjon reuna on tapahtumahorisontti, mustan aukon piste, josta ei ole paluuta. Kuva on tuhannen sanan arvoinen, ja valokuva mustasta aukosta olisi tärkeä työkalu astrofysiikan, kosmologian ja mustien reikien ymmärtämiseen maailmankaikkeudessa.
Jos astronautti asetti oranssin kuun pinnalle, sitrushedelmiä olisi erittäin vaikea nähdä maapallolta. Mustaa reikää on aivan yhtä vaikea havaita, kertoi Event Horizon Telescope -nimisen kunnianhimoisen uuden projektin projektijohtaja Sheperd Doeleman.
Doeleman jakoi tämän anekdootin yleisölle South by Southwest (SXSW) -festivaalin paneelissa Austinissa, Texasissa, viime kuussa. Doeleman ja muut yhteistyökumppanit Sera Markoff, Peter Galison ja Dimitrios Psaltis valaisivat projektin toimivuutta SXSW-tapahtuman aikana "EHT: Planeettapyrkimys valokuvata musta reikä."
Mustat aukot ovat massiivisia rakenteita verrattuna planeetoihin ja ihmisiin. Mutta mikä näyttää meille suurelta, on galaktisessa mittakaavassa pieni. Joten musta aukon tapahtumahorisontin kuvaaminen on monimutkaista.
"Yksi EHT-kohteista on noin 10 prosenttia aurinkokunnan järjestelmästämme", Amsterdamin yliopiston astrofysiologi Sera Markoff sanoi paneelin aikana. Supermassiivinen musta reikä Linnunradan keskustassa, nimeltään Jousimies A *, on suunnilleen Mercuryn kiertoradan kokoinen, Doeleman lisäsi.
Jos avaruusalus pystyisi vetoamaan tähtitieteilijät pois Linnunradasta, joka on Markoffin mukaan noin 50 miljardia kertaa suurempi kuin Jousimies A *, niin tämän mustan aukon havaitseminen galaksien miljardien muiden tähtiä ja planeettojen välillä olisi melko hankala.
Tarkkailemaan supermassiivista mustaa reikää Linnunradan galaksin keskustassa tai katsomaan toista projektin kohteista - supermassiivista mustaa reikää supergiantisen elliptisen galaksin Messier 87 ytimessä - EHT-ryhmän oli muutettava maapallo virtuaaliseksi kaukoputkeeksi alustalla. Tämä johtuu siitä, että kaukoputken valta ratkaista kuvia rajoittuu sen lautasen kokoon, ja käyttämällä joukkoa instrumentteja ympäri maailmaa, joukkue hajottaa tehokkaasti lautasen ja hajottamaan kappaleet maailmanlaajuisesti yhdeksi suureksi avaruussilmäksi.
EHT: n vuoden 2017 havaintoihin osallistuivat radioteleskooppitarkkailukeskukset, jotka osallistuivat ALMA: han (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array Chilessä; APEX (Atacama Pathfinder Experiment) Chilessä; IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) Espanjassa; LMT (Large Millimeter Telescope) Meksikossa; SMT (Submillimeter Telescope) Arizonassa, JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) Havaijilla, SMA (SubMillimeter Array) Havaijilla ja SPT (South Pole Telescope) Antarktissa.
Koordinoituja havaintoja tehtiin myös röntgen- ja gammasäteilyalueilla.
Jousimies A * on lepotilassa, mikä tarkoittaa, että se ei kuluta aktiivisesti paljon lähellä olevia tähtiä ja kaasua vapauttaen säteilyä. Aktiivinen musta reikä varjostuu Messier 87: n sisällä. Jotta voidaan nähdä naapurimaiden supermassiivista mustaa reikää ja kaarevampaa, on kaukoputkien tarkkailtava "koko sähkömagneettisen spektrin aluetta radiosta gammasäteisiin", Markoff sanoi.
Oliko Einstein 100% oikeassa?
Projektin ytimessä sen 200 tutkijaa haluaa vastata kahteen kysymykseen Arizonan yliopiston tähtitieteilijän ja fyysikon Psaltisin mukaan. Ensimmäinen on yksinkertaisesti, jos mustan aukon valokuvaaminen on mahdollista. Mutta toinen tärkeä kysymys, jota he kysyvät, onko Einstein sataprosenttisesti oikeassa siinä, kuinka mustat aukot käyttäytyvät.
"Einstein kertoi meille 100 vuotta sitten tarkalleen, minkä [mustan aukon] varjon koon ja muodon pitäisi olla. Jos voisimme asettaa hallitsijan tuon varjon poikki, voisimme testata Einsteinin teoria mustan aukon rajasta" Doeleman sanoi.
Ryhmä halusi myös rakentaa malleja, jotka kuvaavat mustia aukkoja erilaisissa olosuhteissa ja joita sitten verrataan EHT-havaintoihin.
SXSW: ssä kuvatussa työssä ryhmä käytti grafiikkaprosessointiyksiköitä (GPU), kuten mitä suosikki videopelikonsoleissasi tai tietokoneessasi käytettiin, kaikkien mustan aukon ympäristön hypoteettisten mallien mallintamiseen. He tuottivat satoja gigatavuja 3D-tilavuustietoja mallintamaan mahdollisuuksia. Psaltis sanoi, että fotonit, plasma, kaasu ja magneettikentät on kuvattu mustan aukon ennusteessa.
Saatuaan yhden joukkue voi vertailla kuvan mustan aukon varjosta GPU: n käsittelemiin erilaisiin skenaarioihin saadakseen realistisimman simulaation mustan aukon käyttäytymisestä perustuen nykyiseen fysiikan käsitykseemme.
"Mitä mustan aukon kuva voisi tehdä meille, jos voimme sen saada, olisi ottaa jotain, joka on äärimmäistä, omituisin yleisen suhteellisuusteoria, yksi ihmismielen suurimmista saavutuksista, ja yhdistää se edistyneimmällä elektroniikalla ja planeettamittakaavassa yhteistyössä edistyneimpien tilastotietojen ja uusien kuvantamistekniikoiden kanssa ", Galvard, professori Harvardin yliopistosta, kertoi paneelin aikana. "Se on kuin tehdä uusi kamera uudentyyppisellä elokuvalla, uudenlaisella objektiivilla, yhdistää se muihin kameroihin, kerralla, ja jos niin voi tapahtua, jos voisimme todella päästä sisään ja nähdä oikean lähellä horisonttia ."
Galison lisäsi, että ensimmäinen kuva mustasta aukosta osoittaisi epäilyksen varjon ulkopuolelle - tarkoitettu tarkoitus - että nämä mahtavat, mahtavat ja vaikeat rakenteet ovat olemassa.
- Salaperäinen 'lehmän' räjähdys avaruudessa saattaa paljastaa mustan reiän syntymisen
- Tämä trippi-simulointi osoittaa, kuinka hirviö mustat reiät hehkuvat, ennen kuin ne törmäävät
- Harvoin nähty keskipainoinen musta reikäobjektitähti
