Päivitetty 11. huhtikuuta kello 16:40. ET.
Eilen Earthlings katsoi ensimmäistä kertaa katseensa todellisesta kuvasta mustasta aukosta - muuttamalla vain kollektiivisissa mielikuvituksissamme eläneet konkreettisiksi todellisuuksiksi.
Kuva kuvaa oranssinväristä yksipuolista rengasta, joka kiertää mustan aukon tummaa varjoa, joka vie materiaaleja 55 miljoonan valovuoden päässä Neitsyt A-nimisen galaksin (Messier 87) keskustasta.
Tämä epäselvä ensimmäinen katsominen riittää vahvistamaan, että Einsteinin suhteellisuusteoria toimii jopa tämän jättiläisyyden rajalla - äärimmäisessä paikassa, jossa jotkut luulivat hänen yhtälöiden hajoavan. Mutta tämä vaikea kuva herättää paljon kysymyksiä. Tässä on joitain kysymyksiisi, joihin on vastattu.
Mikä on musta aukko?
Mustat aukot ovat erittäin tiheitä esineitä, joista mikään, ei edes valo, ei pääse ulos. Kun he syövät lähellä olevaa ainetta, ne kasvavat kooltaan. Mustat aukot muodostuvat yleensä, kun suuri tähti kuolee ja putoaa itseensä.
Supermassiivisten mustien reikien, joiden määrät ovat miljoonia tai miljardeja kertoja massiivisempia kuin aurinko, uskotaan olevan melkein jokaisen galaksin keskustassa, myös omamme. Meidän nimemme on Jousimies A *.
Miksi emme ole aiemmin nähneet kuvaa mustasta aukosta?
Mustat aukot, jopa supermassiiviset, eivät ole niin suuria. Esimerkiksi kuvan ottaminen Linnunradan keskipisteessä olevasta mustasta aukosta, jonka uskotaan olevan noin 4 miljoonaa kertaa yhtä massiivinen kuin aurinko, olisi kuin kuvan ottaminen DVD: ltä kuun pinnalla, Dimitrios Psaltis, astrofysiikka Arizonan yliopistossa, kertoi Voxille. Lisäksi mustia reikiä varjostaa tyypillisesti materiaali, joka voi peittää mustia aukkoja ympäröivän valon, he kirjoittivat.
Kuinka tiesimme ennen tätä kuvaa, että mustia aukkoja on olemassa?
Einsteinin suhteellisuusteoria ennusti ensin, että kun massiivinen tähti kuoli, se jättää tiheän ytimen taakse. Jos tämä ydin oli yli kolme kertaa niin massiivinen kuin aurinko, hänen yhtälöt osoittivat, että painovoima tuotti mustan aukon, NASA: n mukaan.
Mutta eilen (10. huhtikuuta) asti tutkijat eivät pystyneet valokuvaamaan tai suoraan tarkkailemaan mustia reikiä. Pikemminkin vedottiin epäsuoriin todisteisiin - käyttäytymiseen tai signaaleihin, jotka tulevat muista lähellä olevista esineistä. Esimerkiksi musta reikä kupli tähtiä, jotka ovat liian lähellä sitä. Tämä prosessi lämmittää tähdet aiheuttaen niiden lähettävän röntgensignaaleja, jotka voidaan havaita teleskoopeilla. Joskus mustia reikiä sylkee myös latautuneiden hiukkasten jättiläispurskeita, mikä on jälleen instrumenttijemme havaittavissa.
Tutkijat tutkivat joskus myös esineiden liikettä - jos ne näyttävät vetuvan omituisesti, musta reikä voi olla syyllinen.
Mitä näemme kuvassa?
Itse mustat reiät lähettävät liian vähän säteilyä havaitsemista varten, mutta kuten Einstein ennusti, mustan aukon ääriviivat ja sen tapahtumahorisontti - raja, jonka ulkopuolelle valo ei pääse pakenemaan - ovat nähtävissä.
Osoittautuu, se on totta. Keskellä oleva tumma ympyrä on mustan reiän "varjo", jonka paljastaa hehkuva kaasu, joka istuu tapahtumahorisontissa sen ympärillä. (Mustan aukon äärimmäinen painovoimaveto kuumentaa kaasun, aiheuttaen siitä säteilyn tai "hehkua"). Mutta kaasu tapahtumahorisontissa ei ole oikeastaan oranssi - pikemminkin projektiin osallistuneet tähtitieteilijät päättivät värjätä radioaaltosignaalit oranssiksi kuvaamaan kuinka valoisat päästöt ovat.
Keltaiset sävyt edustavat voimakkaimpia päästöjä, kun taas punainen kuvaa alhaisempaa voimakkuutta ja musta edustaa vähän tai ei lainkaan päästöjä. Näkyvässä spektrissä päästöjen väri nähdään todennäköisesti paljaalla silmällä valkoisena, kenties hieman sinisellä tai punaisella.
Voit lukea lisää tästä Live Science -artikkelista.
Miksi kuva on epäselvä?
Nykyisen tekniikan avulla se on suurin saavutettava resoluutio. Event Horizon-teleskoopin erottelukyky on noin 20 mikrosekuntia. (Yksi mikrosekundit on noin jakson kokoinen lauseen lopussa, jos katsot sitä maapallolta, ja ajanjakso oli kuussa jäljellä olevassa esitteessä, New Yorkin Amateur Astronomers Association -lehden mukaan.)
Jos otat tavallisen valokuvan, joka sisältää miljoonia pikseliä, räjäytä se muutama tuhat kertaa ja tasoita se, näet suunnilleen saman resoluution kuin musta aukko -kuvassa, toteaa Geoffrey Crew, varapuheenjohtaja. Tapahtumahorizon-teleskooppi. Mutta ottaen huomioon, että he kuvaavat mustaa reikää 55 miljoonan valovuoden päässä, se on uskomattoman vaikuttava.
Miksi rengas on niin epäsäännöllinen?
Missiotutkijat eivät vielä tiedä. "Hyvä kysymys, johon toivomme vastauksen tulevaisuudessa", Crew sanoi. "M87 on tällä hetkellä osoittanut meille."
Kuinka tutkijat vangitsivat tämän kuvan?
Yli 200 tähtitieteilijää ympäri maailmaa teki mittaukset kahdeksalla maanpäällisellä radioteleskoopilla, jotka tunnetaan yhdessä nimellä Event Horizon Telescope (EHT). Nämä kaukoputket sijaitsevat tyypillisesti korkealla sijaitsevissa paikoissa, kuten tulivuoret Havaijilla ja Meksikossa, Arizonan vuoristossa ja Espanjan Sierra Nevadassa, Atacama-aavikko ja Antarktika, kansallisen tiedesäätiön lausunnon mukaan.
Huhtikuussa 2017 tähtitieteilijät synkronoivat kaikki kaukoputket ottaakseen samanaikaisesti mustan aukon tapahtumahorisontista lähetettävien radioaaltojen mittaukset. Teleskooppien synkronointi oli samanlainen kuin maapallon teleskoopin luominen vaikuttavalla 20 mikrosekunnin resoluutiolla - riittää lukemaan sanomalehteä New Yorkerin käsissä aina Pariisin kahvilasta, lausunnon mukaan. (Verrattuna heidän kuvantamaan mustan aukon poikkipinta-ala on noin 42 mikrosekuntia).
Sitten he ottivat kaikki nämä raa'at mittaukset, analysoivat ne ja yhdistivät ne kuvaksi, jonka näet.
Miksi tutkijat mittasivat radion aaltoja näkyvän valon sijasta kuvan ottamiseksi?
Ne voisivat saada paremman resoluution käyttämällä radioaaltoja kuin jos he käyttäisivät näkyvää valoa. "Radioaallot tarjoavat tällä hetkellä suurimman mahdollisen tekniikan kulmaresoluution", Crew kertoi. Kulmaresoluutio viittaa siihen, kuinka hyvin (pienin kulma) kaukoputki pystyy erottamaan kahden erillisen objektin.
Onko tämä todellinen valokuva?
Ei, ei perinteisessä merkityksessä. "On vaikeaa tehdä kuvaa radioaaltoilla", Crew sanoi. Missiotutkijat mittasivat mustan aukon tapahtumahorisontista säteileviä radioaaltoja ja prosessoivat sitten nämä tiedot tietokoneella kuvan tekemiseksi.
Todistaako tämä kuva jälleen Einsteinin suhteellisuusteorian?
Jep. Einsteinin suhteellisuusteoria ennustaa, että mustia aukkoja on olemassa ja että niillä on tapahtumahorisonttia. Yhtälöt ennustavat myös, että tapahtumahorisontin tulisi olla jonkin verran pyöreä ja koon tulisi olla suoraan yhteydessä mustan aukon massaan.
Katso ja katso: hiukan pyöreä tapahtumahorisontti ja päätetyn mustan aukon massa vastaa arvioita siitä, minkä sen pitäisi perustua kauempana olevien tähtien liikkeeseen.
Voit lukea lisää Space.comista.
Miksi he eivät kuvanneet oman galaksimme mustaa reikää, vaan valitsivat sen kaukana?
M87 oli ensimmäinen mitattu mustan aukon tutkija, joten he analysoivat ensin sen, Event Horizon -teleskoopin johtaja Shep Doeleman sanoi tiedotustilaisuudessa. Mutta se oli myös helpompi kuvata verrattuna Jousimiehen A *: een, joka istuu galaksissamme keskellä, hän lisäsi. Tämä johtuu siitä, että se on niin kaukana, että se ei "liiku" paljon mittauksen illan aikana. Jousimies A * on paljon lähempänä, joten se ei ole niin "kiinteä" taivaalla. Joka tapauksessa "olemme innostuneita työskentelemään Sag A *: n parissa", Doeleman sanoi. "Emme lupaa mitään, mutta toivomme saavan sen pian."
