Ζήστε τη μαύρη τρύπα του M87 από κοντά! Στις 10 Απριλίου, η ανθρωπότητα μπόρεσε να δει μια φωτογραφία μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας για πρώτη φορά. Είναι ένα επίτευγμα που έφερε μαζί του πολλούς υπερυπολογιστές, οκτώ τηλεσκόπια, εκατοντάδες ερευνητές και τεράστιο όγκο δεδομένων. Τα αποτελέσματα του έργου Τηλεσκόπιο Horizon Event (EHT) έχει τον διαχειριστή έργου Sheperd Doeleman σε κοινή συνέντευξη Τύπου Ζωντανή μετάδοση ανακοινώθηκε σε όλο τον κόσμο. Τα αποτελέσματα δεν παρείχαν μόνο μια εικόνα που πολύ σύντομα θα ενσωματωθεί σε διδακτικό υλικό σε όλο τον κόσμο. Για άλλη μια φορά επιβεβαίωσαν τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν και έδωσαν στους αστροφυσικούς ένα πρωτοφανές κοντινό πλάνο αυτών των μυστηριωδών ουράνιων φαινομένων.
Μαύρη τρύπα από τον Μεσιέ 87
Η εικόνα δείχνει τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γιγαντιαίου γαλαξία Μεσιέ 87 στον αστερισμό της Παρθένου. Αυτός ο γαλαξίας βρίσκεται περίπου 53,5 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Η μαύρη τρύπα έχει μάζα σχεδόν 6,5 δισεκατομμύρια φορές αυτή του ήλιου μας. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ένα τέτοιο μέγεθος! Ωστόσο, αυτό δεν είναι το μεγαλύτερο που έχουμε γνωρίσει ποτέ.
Αυτός ο τίτλος αρπάζεται από μια μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία NGC 1277 στον αστερισμό του Περσέα. Έχει μάζα ισοδύναμη με 17 δισεκατομμύρια ήλιους!
Ο Μεσιέ 87 είναι ένας από τους μεγαλύτερους και πιο φωτεινούς γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν
Μαύρη τρύπα φωτογραφημένη στο κέντρο του M87, αλλά πώς?
Το τηλεσκόπιο Event Horizon δεν είναι ένα παραδοσιακό τηλεσκόπιο. Το όνομα αναφέρεται σε μια ομάδα οκτώ ραδιοτηλεσκοπίων που σταθμεύουν σε πέντε ηπείρους, και όλα αυτά παρατηρούσαν την ίδια περιοχή του διαστήματος για εννέα ημέρες τον Απρίλιο του 2017.
Εκ των υστέρων, χρειάστηκαν δύο ολόκληρα χρόνια για να αποσυσκευάσουν και να αναλύσουν όλα τα δεδομένα από τα παρατηρητήρια. Justταν πολύ μεγάλοι για να μεταδοθούν ψηφιακά. Οι σκληροί δίσκοι έπρεπε να γεφυρωθούν φυσικά ώστε οι επιστήμονες να μπορούν να τα επεξεργαστούν σε πολλούς υπερυπολογιστές.
Χρειάστηκαν οκτώ τηλεσκόπια στους ερευνητές για να βγάλουν την πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας
Η θρυλική εικόνα συμπιέστηκε εκατομμύρια φορές από όγκους δεδομένων 5.000 πεταμπάιτ. Ένα petabyte ισοδυναμεί με περίπου 5.000 χρόνια αρχείων MP3 ή ολόκληρη τη συλλογή selfie 40.000 ατόμων κατά τη διάρκεια της ζωής τους, ανέφερε η ομάδα. Ωστόσο, η πικάντικη δεν φαίνεται να είναι αυτή που περιμέναμε. Η ποιότητα θα μπορούσε να βελτιωθεί μέσω διαφόρων μελλοντικών προσεγγίσεων, δηλαδή μέσω της χρήσης νέων αλγορίθμων και της εγκατάστασης πρόσθετων τηλεσκοπίων με υψηλότερες συχνότητες. Οι αστροφυσικοί είναι εξοικειωμένοι με αυτές τις προσεγγίσεις. Για παράδειγμα, η πρώτη φωτογραφία του νάνου πλανήτη Πλούτωνα ήταν ένα απόλυτο χάος με τα σημερινά πρότυπα. Χρειάστηκαν 85 χρόνια για να πετάξει Νέοι ορίζοντες, ώστε να μπορέσουμε επιτέλους να δούμε τη μουντή ατμόσφαιρα, τους σχηματισμούς βράχων και τα χρώματα της επιφάνειας.
Ο Πλούτωνας πριν και μετά την ιστορική πτήση
Μέχρι σήμερα, ήταν σχεδόν αδύνατο να τραβήξετε μια φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας. Δεν είναι μόνο επειδή είναι τόσο μακριά. Μάλλον, συμβαίνει επειδή η βαρύτητα που ασκείται από μια μαύρη τρύπα είναι τόσο ισχυρή που ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από αυτήν. Ωστόσο, οι μαύρες τρύπες έχουν αυτό που είναι γνωστό ως ορίζοντας γεγονότων – ένα όριο που σηματοδοτεί το σημείο χωρίς επιστροφή. Το φως και η ύλη που διασχίζουν αυτό το κατώφλι δεν μπορούν πλέον να ξεφύγουν από τη μαύρη τρύπα. Ο χωροχρόνος είναι τόσο παραμορφωμένος στον ορίζοντα γεγονότων που δημιουργείται ένας φωτεινός κύκλος προσθετικής ύλης. Δημιουργεί ένα είδος σιλουέτας του αντικειμένου και αυτό ακριβώς απαθανάτισε το EHT.
Αυτός ο φλογερός κύκλος φωτός και ύλης είναι γνωστός ως ορίζοντας γεγονότων
Οι στόχοι του έργου τηλεσκόπιο Event Horizon
Το έργο Event Horizon Telescope είχε αρχικά τέσσερις βασικούς επιστημονικούς στόχους. Το πρώτο ήταν αρκετά απλό – φωτογραφίστε μια μαύρη τρύπα. Τα άλλα τρία ήταν πιο περίπλοκα. Οι ερευνητές ήθελαν να μάθουν περισσότερα για το πώς αυτά τα ουράνια φαινόμενα αναπτύσσονται και τι προκαλεί την ύλη να πέσει τελικά σε αυτά. Οι ερευνητές ήθελαν επίσης να πάρουν μια καλύτερη ιδέα για το γιατί οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες φαίνεται να συνέβαλαν στην οδήγηση γιγαντιαίων ροών υποατομικών σωματιδίων από τον γαλαξία στο ευρύτερο σύμπαν.
Τελικά, οι ερευνητές ήθελαν να είναι σε θέση να συγκρίνουν το έργο του Αϊνστάιν με το παρόν. Η γενική θεωρία της σχετικότητας του διάσημου επιστήμονα είναι πάνω από 100 χρόνια και έχει αποδειχθεί πολύ καλά τον περασμένο αιώνα. Ο Αϊνστάιν προέβλεψε την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων πολύ πριν η ανθρωπότητα έχει τα μέσα να τα ανακαλύψει. Η θεωρία του προέβλεψε επίσης ότι η σιλουέτα ή η «σκιά» μιας μαύρης τρύπας θα φαινόταν κυκλική.
Υπεύθυνος έργου Sheperd Doeleman στην κοινή συνέντευξη Τύπου
Η ομάδα EHT θα έχει έντεκα τηλεσκόπια έως το 2020. Ο Doeleman και οι συνεργάτες του εξέφρασαν επίσης την επιθυμία να εκτοξεύσουν τελικά ένα τηλεσκόπιο στο διάστημα για να συνεχίσουν τις προσπάθειές τους. «Η φύση έχει συνωμοτήσει για να μας αφήσει να δούμε κάτι που πιστεύαμε ότι ήταν αόρατο».
Προσομοιωμένη εικόνα μιας μαύρης τρύπας
