Наша прва слика црне рупе била је огроман тренутак за науку. Тако ћемо научити још више о тим необичним бехемотима који крше правила.
Сада група астронома са Универзитета Радбоуд у граду Нијмеген, Холандија, заједно са Европском свемирском агенцијом и другим партнерима развија план за добијање оштријих слика црних рупа.
Прва слика црне рупе телескопа Хоризон телескоп (ЕХТ) била је научни тријумф и подвиг сарадње, инжењеринга и технологије. Баците и урођену радозналост наше врсте о природи. То је моћан, ефикасан спој.
Али, слика је била некако мутна, зар не? То је још увек тријумф, и пуно истраживања и нових радова ће произаћи из тога. Али може ли бити још боље?
Група научника има план за лансирање радио-телескопа у свемир како би добили јасније слике црних рупа. Они су објавили рад у часопису Астрономи анд Астропхисицс у коме су детаљно описали њихове планове. Њихов крајњи циљ? Да поново тестирамо Еинстеинову теорију опште релативности.
„Ајнштајнова теорија опште релативности предвиђа тачно коју величину и облик треба имати сенка црне рупе.“
Фреек Роелофс, главни аутор, Универзитет Радбоуд.
ЕХТ је група радио-телескопа широм света која дјелују заједно. Они раде на принципу интерферометрије. Заједно, опсези делују попут својеврсног виртуелног телескопа величине Земље. Тако смо добили довољно телескоп да видимо црну рупу. Али ЕХТ омета иста ствар као и други земаљски телескопи: Земљина атмосфера.
Земљина атмосфера може створити пуно проблема астрономима. Телескопи се морају некако прилагодити атмосфери како би прикупили слике објеката на великим даљинама. Зато су телескопи уграђени на посебним локацијама: идеално у сушним окружењима на великој надморској висини.
ЕХТ-ови радио телескопи се налазе на локацијама велике висине широм света. Они су на Алпима, у Сијера Невади, у Атацами и на Хавајима. Али они су и даље ограничени Земљином атмосфером. А та атмосфера спречава да радио таласи највише фреквенције дођу до „обима.
„У свемиру можете вршити запажања на вишим радио фреквенцијама, јер фреквенције са Земље филтрирају атмосфера.“
Фреек Роелофс, главни аутор, Универзитет Радбоуд.
Постоји још један ограничавајући фактор ефикасности ЕХТ: величина Земље. На Земљи можемо користити интерферометрију само за повезивање опсега који нису даље од „ширине“ Земље. Дакле, сваки виртуелни телескоп је ограничен величином саме наше планете.
Аутори рада имају решење проблема атмосфере и проблема величине Земље. Поставите радио телескопе на место.
Свој предложени пројекат називају Евент Хоризон Имагер (ЕХИ) и кажу да он може створити слике црних рупа пет пута оштрије од ЕХТ. Идеја је да се у орбиту ставе два или три сателита који ће деловати као радио опсерваторије. Вани би били ослобођени оба ограничења ЕХТ-а.
„Постоји много предности употребе сателита уместо сталних радио-телескопа на Земљи, као што је то случај са телескопом Евент Хоризон (ЕХТ)“, каже Фреек Роелофс, кандидат за доктора наука на Универзитету Радбоуд и водећи аутор чланка. „У свемиру можете вршити запажања на вишим радио фреквенцијама, јер фреквенције са Земље филтрирају атмосфера. Растојања између телескопа у простору су такође већа. Ово нам омогућава да направимо велики корак напред. Могли бисмо да снимимо слике резолуције више од пет пута веће од ЕХТ. “
Тим је створио симулиране слике црних рупа које представљају оно што би ЕХИ могао да види.
Оштрије слике црне рупе довешће до бољих информација које би могле да се детаљније тестирају Еинстеинову теорију опште релативности. „Чињеница да се сателити крећу око Земље доноси значајне предности“, каже професор радио астрономије Хеино Фалцке. „Са њима можете приближити савршене слике да бисте видели праве детаље црних рупа. Ако се појаве мала одступања од Аинстеинове теорије, требали бисмо их моћи видјети. "
Даљи тестови Аинстеинове теорије опште релативности један су од главних циљева ЕХИ-ја. У размени е-маила са Спаце Магазине, водећи аутор Фреек Роелофс то је објаснио овако: „Еинстеинова теорија опште релативности предвиђа тачно коју величину и облик треба имати сенка црне рупе. Алтернативне теорије гравитације предвиђају различите величине и облике, али разлика са предвиђањем од опште релативности је углавном мања од 10% или тако нешто. Дакле, да бисмо могли разликовати општу релативност од осталих теорија гравитације, потребне су нам слике високе резолуције које можемо добити само из осматрања заснованих на свемиру. "
Да, постоје и друге теорије гравитације. Иако сваки пут када научници буду у могућности да тестирају Еинстеин-ов ТГР докази подржавају теорију, и даље постоје нека нервирајућа питања. У свету науке постоји више алтернативних теорија гравитације и углавном су везане за наша неодговорена питања око црних рупа, тамне материје и тамне енергије.
Постоји на десетине алтернативних теорија гравитације и већина њих се није добро слагала са доказима. Али они постоје јер ако се један од ових експеримената који су осмишљени за тестирање Еинстеиновог ТГР-а докаже да је лажан, морамо имати још једну теорију да сарађујемо.
„Помоћу ЕХТ-а, чврсти дискови са подацима се авионом превозе у центар за обраду. То, наравно, није могуће у свемиру. "
Володимир Кудриасхов, истраживач у Радбоуд Радио Лаб и ЕСА / ЕСТЕЦ.
Постоји много изазова да се реши уколико се ЕХИ икада догоди. Помоћу ЕХТ-а свака опсерваторија своје податке спрема на хард диск који се доставља у центар за обраду података. Сви подаци из сваког опсега су комбиновани помоћу атомског сата за екстремну прецизност. Али како ће то радити у свемиру?
„Помоћу ЕХТ-а, чврсти дискови са подацима се авионом превозе у центар за обраду. То, наравно, није могуће у свемиру “, рекао је Володимир Кудријашов, истраживач у Радбоуд Радио Лаб, који такође ради у ЕСА / ЕСТЕЦ. Према раду, ласерска веза би се могла користити за слање података на Земљу на обраду. За то, кажу, већ постоји преседан, а планиране будуће свемирске мисије још више ће побољшати ласерску комуникацију.
Други изазов је прецизан положај и брзина сателита потребна за стварање оштрих слика. „Концепт захтева да морате бити у могућности да врло прецизно утврдите положај и брзину сателита“, рекао је Кудриасхов. „Али ми заиста верујемо да је пројекат изводљив.“
ЕХИ би радио у сарадњи са ЕХТ као својеврсним хибридним интерферометром, комбинујући податке свих земаљских опсерваторија са подацима из орбиталних опсерваторија. Најбоље од оба света.
"Употреба овог хибрида могла би пружити могућност стварања покретних слика црне рупе, а ви ћете можда моћи да посматрате још више и такође слабије изворе", рекао је Фалцке.
Извори:
- Пресс Релеасе: Телескопи у свемиру за још оштрије слике црних рупа
- Истраживачки рад: Симулације снимања хоризонта догађаја Стрелца А * из свемира
- Евент Хоризон Телесцопе
