Remiksēts no attēla laipna CC-BY-SA ESO (izmantojot Wikimedia Commons)

Melno caurumu fotogrāfija

Vai kā padarīt teleskopu tik lielu, cik tas ir pasaulē

Tas būs īstais. Pirmais jebkad uzņemtais melnā cauruma attēls.

Un varbūt sākotnēji tas neizskatās iespaidīgi, bet ņem vērā: ne tikai tas, ka šis melnais caurums atrodas apmēram 55 miljonu gaismas gadu attālumā no mums, bet arī melnie caurumi pēc savas būtības nav redzami! (Tas ir tāpēc, ka viņu gravitācijas vilkme ir tik spēcīga, ka pat gaisma no tām nevar izbēgt.)

Tāpēc astronomi daudzus gadus domāja, ka melnā cauruma attēlu nav iespējams iegūt.

Viņi bija nepareizi.

Teorētiski mēs nevaram nofotografēt melno caurumu, jo vienkārši nav iespējams nofotografēt kaut ko tādu, kas neizstaro un neatspoguļo gaismu.

Tomēr apskatiet to tuvāk. Tas, ko redzat attēlā, nav pats melnais caurums, bet gan disks ap to. Jūs redzēsit melnu vietu, uguns gredzenu un pēc tam vēl melnu.

Tas ir melnais caurums.

Šajā attēlā melnais caurums nav redzams - un tam nevajadzētu būt, ja mūsu fizikas likumi ir pareizi.

Pats gredzens pastāv tādas parādības dēļ, kad zvaigzne nonāk pārāk tuvu melnajam caurumam un tajā iesūcas.

Sakarā ar milzīgo gravitācijas spēka daudzumu, ko rada melnais caurums, zvaigzne tiek ievilkta, līdz paliek tikai gredzens. Gredzenu sauc par akrācijas disku, un tā ir acīmredzamākā uzņemtā attēla daļa.

Bet tas nenotiks mūžīgi: melnais caurums turpina pievilkt, un arī pēc laika šis gredzens tiks apēsts.

Stāsts sākas ar nelielu novatoru komandu un beidzas ar teleskopu, kas ir atšķirībā no visa, ko pasaule jebkad ir redzējusi.

Lai arī pēdējā laikā teleskopu tehnoloģijā ir panākts liels progress, uz zemes nav neviena teleskopa, kas varētu nofotografēt melno caurumu. Viņi ir pārāk mazi, lai to izdarītu!

Teorētiski, lai būtu šāda veida izšķirtspēja, jums būs nepieciešams teleskops, kas ir planētas Zeme izmērs, un tas acīmredzot nav iespējams. Lai atrisinātu šo problēmu, viņi izvirzīja ideju, kas bija patiesi novatoriska: ja viens teleskops nevarētu paveikt darbu, iespējams, daudzi to darītu.

Kā izrādās, viņiem bija taisnība.

Komanda izmantoja globālo trauku tīklu, lai simulētu šāda izmēra teleskopu. Divpadsmit radioteleskopi, kas izvietoti dažādās pasaules vietās, tika turēti sinhronā ar jaudīgiem atomu pulksteņiem. Katrs teleskops vāca un ierakstīja radioviļņus, kas nāk no melnā cauruma. Pēc tam šie dati tika apvienoti, izmantojot superdatorus, lai izveidotu melnā cauruma attēlu.

Šī programma ietvēra daudzu valstu atbalstu un tika nosaukta par notikumu horizontālo teleskopu jeb EHT.

Šis melnais caurums patiesībā tiek dēvēts par supermasīvo melno caurumu, kas atrodas Mesjē 87 galaktikas centrā. Tas ir apmēram 7 miljardus reižu masīvāks nekā mūsu saule. Tas ir kolosāli, salīdzinot ar citiem supermasīvajiem melnajiem caurumiem.

Vissvarīgākā šī foto daļa ir tā, kur nav gaismas, tas tumšais aplis centrā, kura izmērs ir aptuveni 25 miljardi jūdžu. Tas ir faktiskais melnais caurums.

Un tās malā ir vieta, kas pazīstama kā notikumu horizonts, punkts, kurā nav atgriešanās. Kad esat šķērsojis notikuma horizontu, melnā cauruma gravitācija ir tik spēcīga, ka jūs nevarat aizbēgt. Ne tu, ne ātrākais kosmosa kuģis, pat ne visātrākā lieta Visumā: gaisma.

Lai uzņemtu šo attēlu, daudzām un daudzām lietām bija jābūt pareizām, lai to varētu uzskatīt par brīnumu. Gaisma ceļoja apmēram 55 miljonus gaismas gadu, neuzsūcoties ar gāzi vai daļiņām. Tikai neliela daļa no radioviļņiem, kas skar ārējo atmosfēru, faktiski nonāk virspusē, jo vairums no tiem absorbējas vai atstarojas. Un, lai šos viļņus saņemtu EHT, laikapstākļiem bija jābūt labiem un skaidriem katrā no 12 teleskopiem, ieskaitot to, kas atrodas Antarktīdā.

Šis ir pirmais melnā cauruma attēls, kas jebkad uzņemts, taču tas noteikti nav pēdējais.

Tāpat kā pēc šiem pirmajiem panākumiem EHT zinātnieku komanda ir sākusi pārbaudīt citus melnos caurumus, cerot paplašināt mūsu izpratni par melnajiem caurumiem.

Tagad komanda ir pagriezusi milzu kameru pret citu melno caurumu ar nosaukumu Strēlnieks A *. Šis melnais caurums atrodas mūsu galaktikas, Piena ceļa centrā. Mēs ticam, ka tā attēli drīz tiks izlaisti.

Izmantojot šos melno caurumu attēlus, mēs varam saprast vairāk par to īpašībām un atbildēt uz šobrīd neatbildētiem jautājumiem, piemēram:

Kāpēc viņi atrodas galaktiku centrā? Kāpēc viņi vemj masīvas subatomisko daļiņu plūsmas kosmosā? Kā tieši tie ietekmē telpas-laika audumu ap tiem?

Kādu iespaidu viņi kādu dienu varētu atstāt uz mums?

Vai vēlaties rakstīt kopā ar mums? Lai dažādotu mūsu saturu, mēs meklējam jaunus autorus, kuri rakstītu vietnē Snipette. Tas nozīmē, ka jūs! Rakstnieku cerības: mēs palīdzēsim jums izveidot jūsu darbu. Izveidoti rakstnieki: noklikšķiniet, lai sāktu.

Vai jums ir jautājumi? Apspriedīsim tos zemāk. Nāc un pasaki sveiks!