Event Horizon Telescope, rad ôsmich pozemných rádiových ďalekohľadov vytvorených na základe medzinárodnej spolupráce, zachytil tento obraz supermasívnej čiernej diery a jej tieňa, ktorý je v strede galaxie M87.
(Obrázok: © EHT Spolupráca)
Teleskop udalostí Horizon projekt nespočíva na vavrínoch.
V apríli 2019 spolupráca EHT odhalila vôbec prvý obraz čiernej diery, ktorý zachytil monštrá v srdci galaxie M87. Projekt v tom čase pracoval už dve desaťročia, ale odhalenie neznamenalo vyvrcholenie ani vyvrcholenie. Skôr to bol zlom, otvorenie okna na ešte zaujímavejšie objavy, ktoré majú prísť, uviedli členovia tímu.
„O týchto 20 rokov sa budeme obzrieť - viete, všetci budeme niekde piť dáždnikové nápoje - a myslím, že obraz M87 uznáme len na začiatku,“ zakladajúci riaditeľ EHT Shep Doeleman, Astronóm v Harvardsko-Smithsonianskom stredisku pre astrofyziku (CfA) v Massachusetts, povedal novinárom 10. apríla počas webového podujatia, ktoré oslavuje jednoročné výročie odhalenia fotografie.
„Skutočne to bude len začiatok,“ dodal Doeleman. „Myslím si, že objav bude pokračovať.“
Ambície veľkej čiernej diery
Ďalší veľký okamih by mohol zahŕňať supermasív našej Galaxie Mliečnej dráhy čierna diera, ktorý je známy ako Strelec A * alebo skrátene Sgr A *. Tím EHT pozoroval Sgr A *, ale zatiaľ nebol schopný vygenerovať obrázok z údajov.
Fotografovanie čiernej diery je oveľa viac zapojené ako iba zameranie a fotografovanie. EHT kombinuje údaje z ôsmich rádiových ďalekohľadov z celého sveta, ktoré sú spojené tak, aby vytvorili virtuálny megascope veľkosti Zeme. Tím vymyslí algoritmy, aby pochopil všetky tieto informácie a integroval ich, aby vytvoril obraz zobrazujúci čierne diery Horizont udalostí - „bod bez návratu“, po ktorom nemôže uniknúť nič, dokonca ani svetlo. (Fotografovanie interiéru čiernej diery nie je možné, pokiaľ tam nie ste sami, čo sa neodporúča.)
Takáto práca je usilovná a časovo náročná; Napríklad údaje M87, ktoré umožnili minuloročný obraz, sa zhromaždili v roku 2017. A Sgr A * je stále tvrdší cieľ, aj keď je nám oveľa bližší (26 000 svetelných rokov oproti 55 miliónom svetelných rokov pre M87). Sgr A * je pomerne ľahká superhmotná čierna diera, v ktorej je uložená „iba“ 4,3 milióna slnka, a preto pracuje v kratších časových intervaloch ako monštrum M87 s hmotnosťou 6,5 miliárd.
„Jednou z výziev pre Strelca A * je, že sa počas večera vyvíja tak rýchlo,“ povedal Doeleman. „Vyvíjame nové algoritmy, ktoré to môžu konkrétne riešiť, aby sa do modelovania pridala časová variabilita. To si vyžaduje viac času.“
Pridanie Sgr A * do fotoalbumu je pre členov tímu EHT vysokou prioritou, čiastočne preto, že sa chcú pozrieť na taký odlišný objekt, ako je M87 je supermasívna čierna diera, Ambície projektu však nekončia. Spolupráca plánuje zdvojnásobiť počet základných teleskopov EHT, čím sa vytvorí „EHT novej generácie“, ktorý posunie objav na ďalšiu úroveň.
Upravený megascope „nám poskytne ešte ostrejší pohľad a urobíme prvé filmy čiernych dier,“ povedal Doeleman.
Nová generácia EHT prinesie výskumníkom ešte viac čiernych dier. A mohlo by to dokonca umožniť tímu priblížiť sa na „fotónový krúžok“ čiernej diery, čo je bizarná štruktúra, ktorá podľa všetkého obsahuje nekonečnú, informačne nabitú sekvenciu čiastkových materiálov. Takéto dôkladné pozorovania by „umožnili ultraprecízne testy Einsteinových teórií a dokonca aj extrakciu spinov“, povedal Doeleman.
To by skutočne bolo veľa. „Supermasívne čierne diery sú elementárne objekty opísané len podľa ich veľkosti a rotácie,“ uviedol počas udalosti 10. apríla člen tímu EHT Michael Johnson, tiež CfA. Pozorovania EHT už umožňujú vedcom znižovať množstvo hmoty, takže aj točenie rotácie by vedcom umožnilo skutočne dostať tovar na tieto príšerné monštrá.
EHT novej generácie poskytne aj ďalšie výhody, uviedli Doeleman a Johnson. Napríklad, vylepšené partnerstvo by malo umožniť spolupráci získať oveľa lepšie pochopenie prúdov čiernych dier, lúčov častíc, ktoré príšery vystreľujú takmer rýchlosťou svetla.
Spolupráca už zabezpečila financovanie z Národnej vedeckej nadácie USA na to, aby sa lopta rozbehla na EHT novej generácie. Cieľom je dosiahnuť konečný dizajn do troch alebo štyroch rokov a všetko uviesť do prevádzky pred koncom desaťročia, uviedol Doeleman. (Mimochodom, nové jedlá nie sú jediný spôsob, ako zosilniť EHT. Rozlíšenie možno zlepšiť aj pozorovaním cieľov vo viacerých elektromagnetických frekvenciách, Doeleman a Johnson povedal.)
EHT by po tom mohla získať ďalšiu podporu. Rozšírenie dosahu megascope do vesmíru by výrazne zvýšilo jeho rozhodovaciu silu a tím hľadá spôsoby, ako to urobiť. Spolupráca skúma možnosť začlenenia už existujúcich vesmírnych prostriedkov, ako aj nasadenie nových špecializovaných misií, uviedol Johnson.
Pridanie aj jedného nástroja na geosynchrónnu obežnú dráhu, viac ako 22 000 kilometrov (35 400 km) nad našu planétu, by prinieslo zmeny. „A potom, určite, keď sa dostanete von mesiac - myslím si, že by sme sa skutočne mali pozerať na úplne novú vedu, “povedal Johnson spoločnosti Space.com minulý mesiac, keď tím EHT oznámil výsledkom je jeho fotónový prsteň, (Táto vzdialenosť by bola asi 10-krát ďalej; Mesiac je od Zeme v priemere 238 855 míľ alebo 384 400 km.)
Rana na ceste
Pandémia koronavírusov urobila cestu smerom k budúcim objavom EHT ešte ohromnejším, ako by bolo bežne: Pozorovacia kampaň do roku 2020 bola zrušená pretože niektoré zo zúčastnených rozsahov boli z bezpečnostných a zdravotných dôvodov vypnuté. (Projekt zhromažďuje údaje iba raz ročne, počas okna v marci a apríli, keď počasie býva dobré na všetkých svojich rozsiahlych pozorovacích miestach.)
Zrušenie bolo správnym krokom, uviedol Doeleman. Dodal, že to bolo „srdcervúce“, najmä preto, že tohtoročné pozorovania by zahŕňali prvé príspevky z nástrojov v Grónsku, Arizone a vo francúzskych Alpách. Kampaň do roku 2020 by teda predstavovala rozšírený, výkonnejší 11-rozsahový EHT.
Tím však stále môže urobiť veľa analýz údajov a začať položiť základy pre pozorovania na budúci rok, zdôraznil Doeleman. Takže duchovia medzi vedcami nie sú ani zďaleka zlomení.
„Počas spolupráce teraz nie je tón zúfalstva; myslím si, že sme tým utrpením jednotní,“ povedal Johnson.
„Riešenie čiernej diery bolo odvodené Karlom Schwarzschildom v zákopoch počas prvej svetovej vojny,“ uviedol s odkazom na nemeckého fyzika, ktorý prišiel s prvým presným riešením Einsteinove všeobecné rovnice relativity, „Veda teda pokračuje a myslím si, že aj pri týchto výzvach má dôležitú úlohu.“
- Táto obrovská čierna diera sa točí pri polovičnej rýchlosti svetla!
- Tím Horizon Telescope team získal prielomovú cenu 3 milióny dolárov za epické snímky čiernych dier
- 8 záhadných astronomických záhad
