Телевизор Евент Хоризон, низ планета од осам земаљских телескопа заснованих на међународној сарадњи, снимио је ову слику супермасивне црне рупе у центру галаксије М87 и њене сјене.
(Слика: © ЕХТ сарадња)
Црне рупе коначно су извучене из сенки.
Човечанство је први пут икада фотографирало једног од ових неухватљивих космичких звери, блиставо светло на егзотичном царству из свемира које је дуго било изван нашег рода.
"Видели смо оно што смо мислили да је било невидљиво", изјавио је данас (10. априла) током конференције за штампу у Националном клубу за штампу у Вашингтону, Схеперд Доелеман, са Универзитета Харвард и Харвард-Смитхсониан Центер за астрофизику.
Доелеман управља пројектом Хоризон Евент Телесцопе (ЕХТ), који је снимио епске слике. Ове четири фотографије, које су данас откривене на догађајима у свету широм света и у низу објављених радова, оцртавају обрисе монструозне црне рупе која вреба у срцу елиптичне галаксије М87.
Слике су по себи довољно паметне. Али још је значајнији траг због којег ће нови резултати вероватно заслепити, кажу истраживачи.
"Доиста је ново поље за истраживање", изјавио је Петер Галисон, професор физике и историје науке на Харварду, у разговору ЕХТ прошлог месеца на фестивалу Соутх би Соутхвест (СКССВ) у Аустину, у Тексасу. "И то је на крају оно што је узбудљиво у овоме."
Галисон, који је суоснивач Харвард-ове интердисциплинарне иницијативе Црна рупа (БХИ), упоредио је потенцијални утицај слике са оним цртежима које је направио енглески научник Роберт Хооке 1600-их. Ове илустрације показале су људима како инсекти и биљке изгледају кроз микроскоп.
"То је отворило свет", рекао је Галисон о Хоокеовом делу.
Телескоп величине Земље
ЕХТ је конзорцијум од више од 200 научника који у раду постоји око две деценије. То је заиста међународно настојање; финансирање током година долазило је од америчке Националне научне фондације и многих других организација у земљама широм света.
Пројект је добио име по гласовитој тачки враћања црне рупе - граници преко које ништа, па ни светлост, не може избећи гравитационе кваке објекта.
"Хоризонт догађаја је крајњи затворски зид", рекао је за Спаце.цом оснивач БХИ директор Ави Лоеб, предсједавајући одјела за астрономију с Харварда. (Лоеб није део ЕХТ тима.) "Једном када уђете, никад не можете изаћи."
Због тога је немогуће фотографирати унутрашњост црне рупе, осим ако некако сами не успете да уђете унутра. (Ви и ваше слике, наравно, нисте могли да се вратите у спољашњи свет.)
Дакле, ЕХТ приказује хоризонт догађаја, пресликавајући тамну силуету црне рупе. (Диск брзорастућег гаса који се врти у црне рупе емитује много зрачења, тако да се такве силуете истичу.)
„Тражимо губитак фотона“, изјавио је за Спаце.цом члан научног савета ЕХТ Дан Марроне, ванредни професор астрономије на Универзитету у Аризони.
Пројекат је помно проучио две црне рупе - бег Матх М87, који се налази око 6,5 милијарди пута већи од масе Земље, и централну црну рупу наше галаксије Млечни пут, познату под називом Стрелац А *. Овај последњи објекат, иако је још увек супермасивна црна рупа, представља ругло у поређењу са звером М87, који садржи само 4,3 милиона соларних маса.
Оба ова објекта су тешке мете због огромне удаљености од Земље. Стрелац А * лежи на око 26 000 светлосних година од нас, а црна рупа М87 удаљена је огромних 53,5 милиона светлосних година.
Из наше перспективе, хоризонт догађаја Стрелца А * „толико је мали да је еквивалент гледању наранџе на месецу или моћи да читате новине у Лос Анђелесу док седите у Њујорку“, рекао је Доелеман током догађај СКССВ прошлог месеца.
Нити један телескоп на Земљи не може да уради то опажање, тако да су Доелеман и остатак ЕХТ тима морали да буду креативни. Истраживачи су повезали радио-телескопе у Аризони, Шпанији, Мексику, Антарктику и другим местима широм света, формирајући виртуелни инструмент величине Земље.
Толико података
ЕХТ тим користио је овај мегаскоп за проучавање две супермасивне црне рупе за два трајања до сада недељно - једном у априлу 2017. и поново следеће године. Нове слике потичу из првог посматрања.
Постоје добри разлози због којих су потребне две године да се први резултат пројекта покаже. Као прво, сваке вечери посматрања генерирано је око 1 петабајт података, што је резултирало таквим превлачењем да тим мора да помери своје информације са места на место старомодног начина.
"Нема начина да те податке преносимо путем интернета", изјавио је научник ЕХТ пројекта Димитриос Псалтис, професор астрономије на Универзитету у Аризони, на догађају СКССВ. "Дакле, оно што ми заправо радимо је да узмемо своје чврсте дискове и ФедЕк их преносимо од места до места. Ово је много брже од било ког кабла који икада можете да нађете."
Ово наравно успорава и компликује анализу. На пример, подаци из опсега ЕХТ у близини Јужног пола нису могли да сиђу са Антарктике до децембра 2017. године, када је било довољно топло да авиони могу да уђу и изађу, рекао је Марроне.
Корелирање и калибрација података је такође била шкакљива, додао је. А тим се изузетно побринуо за овај рад, с обзиром на значајну природу налаза.
"Ако ћете имати велику тврдњу о снимању црне рупе, мораћете да имате велике доказе, врло јаке доказе", рекао је Доелеман на догађају СКССВ (који је служио као објашњивач ЕХТ напора, али није најавио било који резултат).
"И на нашем пројекту често мислимо да људи попут [Алберта] Ајнштајна, [Артхура] Еддингтона [и Карла] Сцхварзсцхилда својеврсно гледају преко наших рамена", додао је, позивајући се на физичаре који су помогли пионирима у разумевању црних рупа. "А када имате светиљке које практично провјеравају ваш рад, заиста желите да то исправите."
Шта то све значи
Пројекат ЕХТ има два главна циља, Псалтис је рекао: да први пут икада замисли хоризонт догађаја и да помогне да се утврди да ли је Аинстеиновој теорији опште релативности потребна ревизија.
Пре него што је Ајнштајн дошао, гравитација је генерално сматрана мистериозном силом на даљину. Али општа релативност га описује као извијање простора и времена: Огромни предмети попут планета, звезда и црних рупа стварају неку врсту сагања у простору-времену, колико би кугла за куглање била постављена на трамполину. Предмети који се налазе у близини прате ову кривину и усмеравају се ка централној маси.
Општа релативност задржала се невероватно добро током века од свог увођења, пролазећи сваки тест који су научници бацили на њу. Али запажања ЕХТ-а пружају још једно суђење, у екстремном царству у којем предвиђања можда не одговарају стварности. То је зато што астрономи могу израчунати очекивану величину и облик хоризонта догађаја користећи општу релативност, објаснио је Псалтис.
Ако се посматрана силуета поклапа са симулацијама заснованим на теорији, "тада је Ајнштајн имао 100% право", рекао је Псалтис. "Ако је одговор не, онда морамо исправити његову теорију да би могао да делује са експериментима. Тако иде наука."
И данас смо научили да није потребно подешавање, барем у овом тренутку: ЕХТ-ова М87 запажања су у складу са опћом релативношћу, рекли су чланови тима. Наиме, хоризонт догађаја је скоро кружан и „праве“ величине за црну рупу те огромне масе.
"Морам признати, био сам помало запањен што се толико поклапао са предвиђањима која смо дали", рекао је члан ЕХТ тима Авери Бродерицк, са Универзитета у Ватерлоо-у и са Института за теоријску физику Периметар, у Канади, током данашње конференције за новинаре .
Таква дробљења тла су од виталног значаја за научни процес, наравно. Доиста, пружање бољих информација за увођење у теорије и симулације вјероватно ће бити један од највећих доприноса ЕХТ-а, рекао је Лоеб.
"Бављење физиком је дијалог са природом", рекао је. "Ми тестирамо наше идеје упоређујући их са експериментима; експериментални подаци су пресудни."
Нови резултати требало би такође да помогну научницима да се боље носе са црним рупама, рекао је он и други истраживачи. На пример, ЕХТ слике ће вероватно засветити како се гас спирално спусти у чељуст црне рупе. Овај процес акрекције, који може довести до стварања снажних млазница зрачења, слабо је схваћен, рекао је Лоеб.
Поред тога, облик хоризонта догађаја може открити да ли се врти црна рупа, рекла је Фиона Харрисон са Калифорнијског технолошког института, главна истраживачица НАСА-иног проучавања црних рупа Нуклеарни спектроскопски телескопски низ (НуСТАР) мисија.
"Индиректно смо закључили раст црних рупа", рекао је Харрисон, који није део ЕХТ тима за Спаце.цом. ЕХТ слике пружају "директан тест, који је врло узбудљив", додала је она.
Подаци ЕХТ-а открили су да се црна рупа М87 врти у смјеру казаљке на сату, рекли су данас чланови тима.
Пројекат би такође требао показати како се материја дистрибуира око црне рупе, а ЕХТ запажања би на крају могла научити астрономе о томе како супермасивне црне рупе обликују еволуцију њихових галактика у току дугог времена, рекао је Харрисон.
Резултати ЕХТ-а такође се добро слажу са резултатима компаније Опсерваторија гравитационог таласа Ласер Интерферометар (ЛИГО), који је открио валовитост простора и времена настао спајањем које укључују црне рупе само неколико десетина пута масивније од сунца.
"Упркос томе што варирају у маси фактора од милијарде, све су познате црне рупе у складу с једним описом", рекао је данас Бродерицк. "Црне и велике рупе су аналогне на важне начине. Оно што научимо од једног [типа] нужно се односи и на друго."
А у случају да се питате о Стрелцу А *: ЕХТ тим се нада да ће ускоро добити снимке те супермасивне црне рупе, рекао је данас Доелеман. Истраживачи су прво погледали М87, а то је мало лакше разрешити него Стрелац А *, јер је он мање променљив у кратким временским размацима, објаснио је.
Нова перспектива?
Затим је шира привлачност новообјављених слика - како то говори онима од нас који нисмо астрофизичари.
Доприноси овој арени могли би бити значајни, рекли су чланови ЕХТ тима и научници ван. Фотографије могу променити начин на који размишљамо о себи и свом месту у свемиру, приметио је Марроне, цитирајући чувену фотографију "Изласка Земље" коју је снимио астронаут Аполона 8 Билл Андерс у децембру 1968. Ова слика, која је масама давала поглед на нашу планету као заиста је - усамљено постоље живота у бескрајном мору мрака - широко заслужено за подстицање покрета околине.
Видети црну рупу у стварном животу - или њену силуету - "ствар је научне фантастике", рекао је Харрисон. И видели смо само првих неколико фотографија овог пројекта, додала је: "Они ће само постати бољи."
- Астрономи ће први пут завирити у црну рупу помоћу телескопског телескопа Евент
- Ова огромна црна рупа врти се пола брзине светлости!
- 8 Тајанствена мистерија астрономије
Књига Мајка Вала о потрази за ванземаљским животом, "Тамо"(Гранд Централ Публисхинг, 2018; илустрирао Карл Тате), тренутно је вани. Пратите га на Твиттеру @мицхаелдвалл. Пратите нас на Твиттеру @Спацедотцом или Фејсбук.
