ремиксирано от любезното изображение на CC-BY-SA ESO (чрез Wikimedia Commons)

Фотография на черна дупка

Или как да направите телескоп, голям колкото света

Това е то. Първото изображение, което някога е направено от всяка черна дупка.

И може би в началото не изглежда грандиозно, но помислете за това: не само че тази черна дупка е на около 55 милиона светлинни години от нас, но черните дупки са невидими по своята същност! (Това е така, защото тяхното гравитационно дърпане е толкова силно, че дори и светлината не може да ги избяга.)

Ето защо в продължение на много години астрономите смятали, че изображение на черна дупка ще бъде невъзможно да се получи.

Те сбъркаха.

На теория не можем да направим снимка на черна дупка, защото просто не е възможно да се направи изображение на нещо, което не излъчва или отразява светлина.

Погледнете обаче по-отблизо. Това, което виждате на снимката, не е самата черна дупка, а диск около нея. Ще видите черно пространство, огнен пръстен, а след това и по-черно отвътре.

Това е черната дупка.

На тази снимка черната дупка не се вижда - и не трябва да бъде, ако нашите закони на физиката са правилни.

Самият пръстен съществува поради феномен, при който звезда се приближава твърде близо до черната дупка и се всмуква в нея.

Поради огромното количество гравитационна сила, упражнена от черната дупка, звездата се вмъква, докато остава само пръстенът. Пръстенът се нарича диск за аккреция и това е най-очевидната част от направеното изображение.

Но няма да го има завинаги: черната дупка продължава да упражнява издърпването си и след известно време този пръстен също ще бъде изяден.

Историята започва с малък екип от иноватори и завършва с телескоп, който е за разлика от всичко, което света някога е виждал.

Въпреки че напоследък има голям напредък в телескопната технология, няма нито един телескоп на земята, който да направи снимка на черна дупка. Те са просто твърде малки, за да го направят!

На теория, за да имате такава резолюция, ще ви е необходим телескоп с размерите на планетата Земя и очевидно това не е възможно. За да разрешат този проблем, те се натъкнаха на идея, която беше наистина иновативна: ако един телескоп не би могъл да свърши работата, тогава може би много биха.

Както се оказва, те бяха прави.

Екипът използва глобална мрежа от чинии, за да симулира телескоп с такъв размер. Дванадесет радио-телескопи, разположени в различни точки по света, бяха поддържани в синхрон с мощни атомни часовници. Всеки телескоп събира и записва радиовълни, идващи от близо до черната дупка. След това тези данни бяха комбинирани с помощта на суперкомпютри за създаване на изображението на черната дупка.

Тази програма включваше поддръжката на много страни и беше обявена за телескоп за хоризонт на събитията или EHT.

Тази черна дупка всъщност се нарича супермасивна черна дупка, която живее в центъра на галактиката Messier 87. Това е около 7 милиарда пъти по-масивно от нашето Слънце. Това е колосално в сравнение дори с други супермасивни черни дупки.

Най-важната част от тази снимка е там, където няма светлина, онзи тъмен кръг в центъра, който е с размери около 25 милиарда мили. Това е истинската черна дупка.

А в края му е мястото, известно като хоризонт на събитията, точката на връщане назад. След като пресечете хоризонта на събитията, гравитацията на черната дупка е толкова силна, че не можете да избягате. Не ти, не най-бързият космически кораб, дори и най-бързото нещо във Вселената: светлина.

Много, много неща бяха нужни, за да заснемем това изображение, достатъчно, за да може да се счита за чудо. Светлината пътува за около 55 милиона светлинни години, без да се абсорбира от газ или частици. Само малка част от радиовълните, които удрят външната атмосфера, всъщност стигат до повърхността, тъй като повечето от тях се абсорбират или отразяват. И за да получат тези вълни от EHT, времето трябваше да бъде добро и ясно във всеки един от 12-те телескопа, включително този в Антарктида.

Това е първата снимка на черна дупка, правена някога, но със сигурност не е последната.

Както след този първи успех, екипът на учени от EHT започна да изследва други черни дупки с надеждата да разшири нашите разбирания относно черните дупки.

Екипът вече обърна гигантската камера към друга черна дупка, наречена Стрелец А *. Тази черна дупка е тази, която присъства в центъра на нашата собствена галактика, Млечния път. Вярваме, че изображенията му ще бъдат пуснати скоро.

С тези изображения на черни дупки можем да разберем повече за техните свойства и да отговорим на въпроси, които не отговарят в момента като:

Защо присъстват в центъра на галактиките? Защо повръщат огромни потоци от субатомни частици в космоса? Как точно влияят върху пространството и времето плат около тях?

И какъв ефект могат да имат един ден върху нас?

Искате да пишете с нас? За да разнообразим съдържанието си, търсим нови автори да пишат в Snipette. Това означава, че вие! Аспектиращи писатели: ще ви помогнем да оформите вашето парче. Утвърдени писатели: Щракнете тук, за да започнете.

Имате въпроси? Нека ги обсъдим по-долу. Елате и поздравете!