Medzinárodné konzorcium Event Horizon Telescope (EHT), ktorého cieľom je zachytiť prvé snímky okrajov čiernych dier, dnes zverejnilo svoje prvé výsledky (10. apríla). Tajomstvom úspechu projektu je to, ako spája rozhlasové antény po celom svete a vytvára virtuálny ďalekohľad o veľkosti Zeme.
Čierne diery majú gravitačné ťahy tak silné, že minulé prahy známe ako ich horizonty udalostí, nemôže uniknúť nič, ani svetlo. Aj keď to znamená, že čierne diery sa javia ako čierne, vedci sa stále zameriavajú na zachytenie tých najlepších fotografií, ktoré dokážu z okolia predmetov získať a ktoré môžu žiariť svetlom. Tieto obrázky môžu odhaliť tajomstvá o tajomnej štruktúre čiernych dier a o tom, ako ovplyvňujú ich prostredie.
Cieľom EHT je predstaviť si obraz supermasívne čierne diery milióny až miliardy krát hmotnosťou slnka. Napríklad čierna diera Strelec A *, v strede Mliečnej dráhy, je asi 4,3 milióna krát väčšia ako naša Slnko, zatiaľ čo čierna diera v centre galaxie M87, ktorú teraz zverejnila, je asi 6 miliárd solárnych hmôt.
EHT loví tieň alebo siluetu na svetlom pozadí - kontúry horizontu udalostí. Aj keď je tieň Strelca A * asi 30-krát väčší ako priemer slnka, táto čierna diera leží asi 26 000 svetelných rokov od Zeme, a tak z nášho pohľadu je tieň približne rovnakej veľkosti, ako by sa na nej objavil oranžový moon. Čierna diera v centre M87 je asi 2 000-krát ďalej od Zeme ako Strelec A * a je teda ešte ťažšie vidieť (aj keď je oveľa väčší).
Okrem toho sú tieňové čierne diery veľmi slabé, pokiaľ ide o vysielanie rádiových signálov, ktoré sú predmetom záujmu o EHT. Zachytenie dostatočného množstva energie zo Strelca A * na 1-wattovú žiarovku na 1 sekundu by zabralo jednu z antén projektu asi 250 miliónov rokov.
Na zobrazenie týchto čiernych dier má EHT rádioteleskopy po celom svete, od Spojených štátov po Mexiko, Čile až po južný pól, pričom pozoruje rovnaké ciele v rovnakom čase. Zozbieraním údajov v súzvuku a ich zošitím môže táto sieť pôsobiť ako jediný veľký ďalekohľad, ktorý, dúfajme, má dosť zväčšovacej sily na to, aby zistil aj vzdialené, matné objekty.
V roku 2017 projekt zahŕňal osem rádiových observatórií a ďalšie tri sa očakávajú, že sa pripoja do roku 2020. „Tým, že budete mať čo najviac observatórií, môžete vylepšiť imidž,“ povedal Avi Loeb, predseda astronómie na Harvardskej univerzite, Space. com. (Loeb nie je členom tímu EHT.)
Aby sa zabezpečilo, že rádioteleskopy budú pôsobiť synchrónne, každý čas razí svoje údaje pomocou atómových hodín, ktoré oheňujú masér (mikrovlnný laser) lúče na plynný vodík. Atómy v tomto plyne kolísajú s presnou frekvenciou, podobne ako kyvné kyvadlá, ktoré sa vyskytujú v starých hodinách. Atómové hodiny, ktoré závisia od týchto vodíkových masérov, sú mimoriadne stabilné a strácajú iba asi 1 sekundu každých 100 miliónov rokov.
Vedci už dlho pôsobia ako siete viacerých ďalekohľadov veľké ďalekohľady, technika známa ako veľmi dlhá základná interferometria. Kľúčovou výzvou pri navrhovaní EHT však bolo fungovanie relatívne vysokofrekvenčných rádiových vĺn potrebných na zobrazenie týchto čiernych dier.
„Rýchlosť zaznamenávania údajov pomocou Event Horizon Telescope je prinajmenšom rádovo rýchlejšia ako stará veľmi dlhá základná interferometria, ale s modernými počítačmi sa to stalo uskutočniteľným,“ uviedol Loeb.
Najväčšie výzvy, ktorým musel Horizon Telescope čeliť, však nemusia byť technické, ale sociálne.
„Povedal by som, že najväčším úspechom tohto projektu je schopnosť koordinovať rôzne observatóriá v rôznych krajinách sveta,“ uviedol Loeb. „Astronómovia sú dosť konkurencieschopní a presvedčiť stovky z nich, aby spolupracovali a zistili, kto je vodca, prečo by mal byť tento vodca a ako by mali všetci získať úver, to je celkom výzva.“
- Kvíz s čiernymi dierami: Ako dobre poznáte najpodivnejšie výtvory prírody?
- Astronómovia sa po prvýkrát stretnú s čiernym dierom pomocou ďalekohľadu Horizon
- Táto obrovská čierna diera sa točí pri polovičnej rýchlosti svetla!
