Event Horizon teleskops, kas ir planētas mērogā izveidots astoņu uz zemes bāzētu radioteleskopu klāsts, kas izveidots starptautiskas sadarbības rezultātā, iemūžināja šo supermasīvā melnā cauruma attēlu un tā ēnu, kas atrodas galaktikas M87 centrā.
(Attēls: © EHT sadarbība)
Pasākuma horizontālais teleskops projekts neatpūšas uz lauriem.
2019. gada aprīlī EHT sadarbība atklāja Pirmais melnā cauruma attēls, kas iemūžināja behemotu galaktikas M87 centrā. Projekts šajā brīdī darbojās divas desmitgades, bet atklāšana neatzīmēja kulmināciju vai kulmināciju. Drīzāk tas bija pagrieziena punkts, loga atvēršana vēl aizraujošākiem atklājumiem, sacīja komandas locekļi.
"Mēs atskatīsimies uz šiem 20 gadiem, sākot no šī brīža - jūs zināt, mēs visi kaut kur dzersim lietussargu dzērienus - un es domāju, ka M87 attēlu atpazīsim tikai kā sākumu," EHT dibinātājs Sheps Doelemans, astronoms Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrā (CfA) Masačūsetsā, žurnālistiem sacīja 10. aprīlī tīmekļa apraides pasākuma laikā, atzīmējot fotoattēla atklāšanas viena gada gadadienu.
"Tas tiešām būs tikai sākums," piebilda Doelemans. "Es domāju, ka atklājums turpinās mainīties."
Lielas melnā cauruma ambīcijas
Nākamajā lielajā brīdī varētu iesaistīties mūsu pašu Piena Ceļa galaktika melnais caurums, kas ir pazīstams kā Strēlnieks A * vai īsi - Sgr A *. EHT komanda ir novērojusi Sgr A *, bet vēl nav spējusi no datiem ģenerēt attēlu.
Melnā cauruma fotografēšana ir iesaistīta daudz vairāk, nekā tikai norādīšana un fotografēšana. EHT apvieno datus no astoņiem radioteleskopiem visā pasaulē, kas ir savienoti, lai izveidotu virtuālu megaskopu, kas ir Zemes izmērs. Komanda izstrādā algoritmus visa šīs informācijas izpratnei, integrējot to, lai ģenerētu attēlu, kurā attēlots melnais caurums notikumu horizonts - "atgriešanās punkts", no kura nevar izbēgt nekas, pat gaisma. (Melnā cauruma interjera fotografēšana nav iespējama, ja vien pats atrodaties tur, kas nav ieteicams.)
Šāds darbs ir grūts un laikietilpīgs; piemēram, M87 dati, kas ļāva pagājušā gada attēlu, tika apkopoti 2017. gadā. Un Sgr A * joprojām ir grūtāks mērķis, kaut arī tas ir daudz tuvāk mums (26 000 gaismas gadu pretstatā M87 55 miljoniem gaismas gadu). Sgr A * ir salīdzinoši viegls supermasīvs melnais caurums, kas satur "tikai" 4,3 miljonus saules, un tāpēc darbojas īsākā laika posmā nekā 6,5 miljardu saules masas M87 briesmonis.
"Viens no Strēlnieka A * izaicinājumiem ir tas, ka tas tik ātri attīstās vakara gaitā," sacīja Doelemans. "Tātad, mēs izstrādājam jaunus algoritmus, kas to var īpaši risināt, lai modelēšanai pievienotu laika mainīgumu. Tas prasa vairāk laika."
Sgr A * pievienošana fotoalbumam ir augsta prioritāte EHT komandas dalībniekiem, daļēji tāpēc, ka viņi vēlas aplūkot tik atšķirīgu objektu, nevis M87 supermasīvs melnais caurums. Bet projekta ambīcijas nebeidzas ar to. Sadarbībā plānots divkāršot EHT teleskopu skaitu, izveidojot "nākamās paaudzes EHT", kas virzīs atklājumus uz nākamo līmeni.
Modificētais megaskops "mums radīs vēl asāku skatu un ļaus mums izgatavot pirmās filmas no melnajiem caurumiem", sacīja Doelemans.
Nākamā genta EHT pētniekiem parādīs vēl vairāk melno caurumu. Un tas varētu pat ļaut komandai pietuvoties melnā cauruma “fotonu gredzenam”, savādai struktūrai, kas, šķiet, satur bezgalīgu, informāciju saturošu subringu secību. Šādi padziļināti novērojumi ļautu "veikt Einšteina teoriju ārkārtas precizitātes testus un pat iegūt spinu", sacīja Doelemans.
Tas tiešām būtu liels darījums. "Supermasīvie melnie caurumi ir elementāri objekti, kurus raksturo tikai to lielums un rotācija," 10. aprīļa pasākuma laikā sacīja EHT komandas loceklis Maikls Džonsons, arī CfA. EHT novērojumi jau ļauj zinātniekiem noskaidrot masu, tāpēc arī griešanās ļautu zinātniekiem patiešām iegūt preces uz šiem viegli žņaudzošajiem monstriem.
Nākamā paaudzes EHT sniegs arī citus ieguvumus, sacīja Doelemans un Džonsons. Piemēram, uzlabotajai partnerībai vajadzētu ļaut sadarbībai iegūt daudz labāku izpratni par melno caurumu strūklām, daļiņu stariem, kurus behemoti izšauj gandrīz gaismas ātrumā.
Sadarbība jau ir nodrošinājusi ASV Nacionālā zinātnes fonda finansējumu, lai bumba nonāktu nākamā paaudzes EHT. Mērķis ir trīs vai četru gadu laikā panākt galīgo noformējumu un visu sakārtot un darboties pirms desmitgades beigām, sacīja Doelemans. (Starp citu, jaunie ēdieni nav vienīgais veids, kā palielināt EHT. Izšķirtspēju var uzlabot arī, novērojot mērķus vairākās elektromagnētiskās frekvencēs, sacīja Doelemans un Džonsons.)
Pēc tam EHT varētu iegūt vēl vienu stimulu. Paplašinot megaskopa redzamību kosmosā, tas ievērojami palielinātu tā izšķirtspēju, un komanda meklē veidus, kā to izdarīt. Sadarbībā tiek pētīta iespēja iekļaut jau esošos kosmosa resursus, kā arī organizēt jaunas, īpašas misijas, sacīja Džonsons.
Ja pievienotu pat vienu instrumentu ģeosinhronajā orbītā, kas atrodas vairāk nekā 22 000 jūdžu (35 400 kilometru) virs mūsu planētas, tas mainītu situāciju. "Un tad, protams, tiklīdz jūs nokļūsit Mēness - tur es domāju, ka mēs patiešām apskatīsim pilnīgi jaunu zinātni, "Džonsons teica Space.com pagājušajā mēnesī, kad EHT komanda paziņoja tā fotonu gredzena rezultāti. (Šis attālums būtu apmēram 10 reizes tālāk; mēness ir vidēji 238 855 jūdzes jeb 384 400 km no Zemes.)
Līkums ceļā
Koronavīrusa pandēmija ir padarījusi ceļu uz EHT nākotnes atklājumiem drūmāku, nekā tas parasti būtu bijis: Projekta 2020. gada novērošanas kampaņa tika pārtraukta jo vairākas no iesaistītajām jomām tiek slēgtas veselības un drošības apsvērumu dēļ. (Projekts apkopo datus tikai vienu reizi gadā, pa logu martā un aprīlī, kad laika apstākļi mēdz būt labi visās tā plaši izplatītajās novērošanas vietās.)
Atcelšana bija pareizais solis, sacīja Doelemans. Bet tas bija "sirdi plosošs", viņš piebilda, jo īpaši tāpēc, ka šī gada novērojumos būtu bijuši iekļauti pirmo reizi ieguldījumi no instrumentiem Grenlandē, Arizonā un Francijas Alpos. Tātad 2020. gada kampaņā būtu bijis paredzēts paplašināts, jaudīgāks 11 mēroga EHT.
Bet komanda joprojām var veikt daudz datu analīzes un sākt likt pamatus nākamā gada novērojumiem, uzsvēra Doelemans. Tātad, stiprie alkoholiskie dzērieni pētnieku vidū nebūt nav sadalīti.
"Visā sadarbībā tagad nav izmisuma toni; es domāju, ka mūs kaut kā vieno ciešanas," sacīja Džonsons.
"Melnā cauruma risinājumu Kārlis Švarcšilds ieguva tranšejās Pirmā pasaules kara laikā," viņš teica, atsaucoties uz vācu fiziķi, kurš nāca klajā ar pirmo precīzo risinājumu Einšteina vispārējie relativitātes vienādojumi. "Tātad zinātne turpinās, un es domāju, ka tai ir svarīga loma pat šo izaicinājumu laikā."
- Šis milzīgais melnais caurums griežas uz pusi no gaismas ātruma!
- Pasākuma horizontālā teleskopa komanda iegūst 3 miljonu dolāru sasnieguma balvu par episkā melnā cauruma attēliem
- 8 satriecoši astronomijas noslēpumi
