Medzinárodný tím rádiových astronómov dnes (10. apríla) oznámil prvý detailný obraz čiernej diery.
Je to supermasívna čierna diera v strede galaxie Virgo A (tiež nazývaná Messier 87 alebo M87) a je tak veľká - tak široká ako celá naša slnečná sústava -, že aj po 53 miliónoch svetelných rokov je na oblohe tak veľká. ako Strelec A *, menšia, ale stále veľmi supermasívna čierna diera v strede našej vlastnej galaxie. Toto oznámenie je prvým výsledkom úsilia, ktoré sa začalo v apríli 2017 a do ktorého sa zapojil každý významný rádioteleskop na Zemi - spoločne sa nazýva ďalekohľad Event Horizon.
Takže, ak sú tieto objekty také obrovské a teleskopy tam už boli, prečo vedci prišli na to, ako si ich môžu predstaviť len nedávno? A keď na to prišli, prečo to trvalo dva roky, kým sa vytvoril obraz?
Jednoducho odpovedať na prvú otázku: Čierne diery tejto veľkosti sú veľmi zriedkavé. Každá veľká galaxia má vo svojom strede iba jednu. Zvyčajne sú dosť tmavé, zahalené v oblakoch hustej hmoty a hviezd. A aj ten najbližší v našej galaxii je vzdialený 26 000 svetelných rokov od Zeme.
Nový obrázok však neodhaľuje prvé svetlo, ktoré ľudia zistili z čiernej diery. (A obraz nie je vyrobený zo svetla, ako si to zvyčajne predstavujeme; elektromagnetické vlny, ktoré si všimol ďalekohľad, sú veľmi dlhé rádiové vlny. Keby ste boli bližšie k čiernej diere, videli by ste aj tieň viditeľného svetla.)
Už v roku 1931, podľa Observatória a planetária Armagh, fyzik Karl Jansky si všimol, že v centre Mliečnej dráhy je jasný bod činnosti rádiových vlnových dĺžok. Fyzici v súčasnosti silne predpokladajú, že tento bod je supermasívna čierna diera. Od tohto objavu fyzici už dávno našli rádiové podpisy ďalšie čierne diery.
Novinkou je, že teleskop ďalekohľadov zobrazoval tieň, ktorý čierna diera vytvára proti okolitému žiariacemu materiálu akréčného disku objektu (horúca hmota rýchlo klesá smerom k horizontu udalostí čiernej diery). To je pre fyzikov vzrušujúce, pretože potvrdzuje niektoré dôležité predstavy o tom, ako by mal tento tieň vyzerať, čo zase potvrdzuje to, čo vedci už uverili o čiernych dierach.
Na zobrazenie tieňa museli astrofyzici detekovať tieto rádiové vlny v nebývalých detailoch. Žiadny rádioteleskop nemohol urobiť. Fyzici však prišli na to, ako ich všetky prepojiť na celom svete, aby pôsobili ako jeden obrovský ďalekohľad, ako uviedol na tlačovej konferencii Národnej vedeckej nadácie Sheperd Doeleman, astronóm Harvardskej univerzity a riaditeľ podujatia Horizon Telescope.
Každý rádioteleskop zachytil obrovské množstvo prichádzajúcich rádiových fotónov, ale nikde s dostatočným množstvom detailov, aby si všimol tieň čiernej diery obklopenej jej narastajúcim diskom. Ale perspektíva každého ďalekohľadu na obrázku bola trochu iná. Vedci tak starostlivo kombinovali trochu odlišné súbory údajov a pomocou atómových hodín porovnávali, keď rádiové fotóny dorazili k rôznym nástrojom. Týmto spôsobom boli fyzici schopní dráždiť signál čiernej diery z množstva hluku.
Teleskopy zhromaždili skutočné údaje použité na vytvorenie obrazu v priebehu iba troch dní v apríli 2017. Celkovo to bolo spolu viac ako 5 petabytov, čo je o toľko informácií ako celá Kongresová knižnica. Bola uložená na rozsiahlej zbierke pevných diskov, ktoré spolu merali v tonách, uviedol na tlačovej konferencii Dan Marrone, astrofyzik a jeden zo spolupracovníkov projektu.
To je toľko údajov, že ich odoslanie cez internet bolo takmer nemožné. Namiesto toho fyzici zhromaždili informácie na jednom mieste fyzickým odoslaním pevných diskov.
Vedci strávili budúci rok pomocou počítačov na spresnenie a interpretáciu týchto údajov, kým sa neobjavil tento obraz, uviedla Marrone. Rok potom strávili kontrolou svojich výsledkov a písaním dokumentov. Voda v atmosfére, bludné rádiové fotóny z iných zdrojov a dokonca aj drobné chyby v údajoch ďalekohľadu sa všetky sprisahali, aby sa údaje zahladili. Väčšinu práce na projekte preto tvorila starostlivá matematika, ktorá zohľadňovala všetky tieto chyby a hluk v údajoch, pričom práca pomaly odkrývala obraz, ktorý sa skrýval za týmito problémami.
Takže v určitom ohľade sa snímanie čiernej diery stáva veľmi rýchlo. Vyvíja to veľmi dlho.
