O echipă internațională de radioastronomi a anunțat astăzi (10 aprilie) prima imagine în prim plan a unei găuri negre.
Este o gaură neagră super-masivă din centrul galaxiei Fecioara A (numită și Messier 87 sau M87) și este atât de mare - la fel de mare ca întregul nostru sistem solar - încât chiar și la 53 de milioane de ani lumină, pare la fel de mare pe cer. ca Sagetator A *, gaura neagră mai mică, dar totuși destul de super-masivă din centrul propriei noastre galaxii. Acest anunț este primul rezultat dintr-un efort care a început în aprilie 2017, implicând fiecare radio-telescop major de pe Pământ - denumit în mod colectiv Telescopul Orizontului evenimentului.
Deci, dacă aceste obiecte sunt atât de uriașe și telescoapele erau deja acolo, de ce oamenii de știință și-au dat seama cum să le imagineze de curând? Și după ce și-au dat seama, de ce a fost nevoie de doi ani pentru a produce o imagine?
Pentru a răspunde la prima întrebare pur și simplu: Găurile negre de această dimensiune sunt foarte rare. Fiecare galaxie mare se crede că are doar una în centrul ei. De obicei sunt destul de întunecate, învăluite în nori de materie densă și stele. Și chiar cea mai apropiată, în propria noastră galaxie, se află la 26.000 de ani lumină de Pământ.
Dar noua imagine nu dezvăluie primele lumini pe care oamenii le-au detectat dintr-o gaură neagră. (Și imaginea nu este realizată din lumină așa cum ne imaginăm de obicei; undele electromagnetice pe care le observă telescopul sunt unde radio foarte lungi. Dacă ai fi mai aproape de gaura neagră, vei vedea și o umbră de lumină vizibilă.)
Încă din 1931, conform Observatorului Armagh și Planetariului, fizicianul Karl Jansky a observat că în centrul Căii Lactee a existat un punct luminos al activității radio-lungimii de undă. Fizicienii suspectează acum că acest punct este o gaură neagră super-masivă. De la acea descoperire, fizicienii au depistat mult timp alte găuri negre prin semnăturile lor radio.
Ce este nou aici este că Telescopul Orizonturilor evenimentului a imaginat umbra pe care o creează gaura neagră împotriva discului înconjurător, strălucitor al discului de acreție al obiectului (materia fierbinte căzând repede spre orizontul evenimentului găurii negre). Acest lucru este interesant pentru fizicieni, deoarece confirmă câteva idei importante despre cum ar trebui să arate acea umbră, care la rândul său confirmă ceea ce oamenii de știință credeau deja despre găurile negre.
Pentru a imagina umbra, astrofizicienii au fost nevoiți să detecteze undele radio cu detalii fără precedent. Niciun singur telescop radio nu ar putea face acest lucru. Însă fizicienii și-au dat seama cum să le conecteze pe toți, de pe tot pământul, pentru a acționa ca un singur telescop uriaș, așa cum a spus Sheperd Doeleman, astrofizician al Universității Harvard și director al evenimentului Horizon Telescope, la o conferință de presă a National Science Foundation.
Fiecare telescop radio a capturat o mare cantitate de fotoni radio de intrare, dar cu detalii nicăieri aproape suficiente pentru a observa umbra găurii negre înconjurată de discul său de acumulare. Dar perspectiva fiecărui telescop asupra imaginii era puțin diferită. Deci, oamenii de știință au combinat cu atenție seturile de date ușor diferite și, cu ajutorul ceasurilor atomice, în comparație cu momentul în care fotonii radio au ajuns la diferite instrumente. În acest fel, fizicienii au reușit să șteargă semnalul găurii negre din zgomot.
Telescoapele au colectat datele reale utilizate pentru producerea imaginii pe parcursul a doar trei zile din aprilie 2017. Acestea au însumat peste 5 petabytes în total, cam la fel de multe informații ca întreaga Bibliotecă a Congresului. Acesta a fost stocat pe o vastă colecție de hard disk-uri care au măsurat împreună în tone, a declarat Dan Marrone, astrofizician și unul dintre colaboratorii proiectului, în conferința de presă.
Acestea sunt atât de multe, încât trimiterea pe internet a fost aproape imposibilă, a spus el. În schimb, fizicienii au adunat informațiile toate într-un singur loc prin expedierea fizică a hard disk-urilor.
Cercetătorii au petrecut anul următor folosind calculatoarele pentru a perfecționa și interpreta aceste date până la apariția acestei imagini, a spus Marrone. Au petrecut anul după aceea verificându-și rezultatele și redactând lucrări. Apă în atmosferă, scapă fotoni radio din alte surse și chiar erori minuscule din datele telescopului au conspirat pentru a împiedica datele. Prin urmare, cea mai mare parte a activității proiectului a constat în matematica atentă pentru a da seama de toate acele erori și zgomotul din date, lucrările descoperind încet imaginea care se ascunde în spatele acestor probleme.
Deci, într-un anumit aspect, realizarea unei fotografii cu o gaură neagră se întâmplă destul de repede. O dezvoltă foarte mult timp.
