Starptautiskais Event Horizon Telescope (EHT) konsorcijs, kura mērķis ir iemūžināt pirmos melno caurumu malu attēlus, šodien (10. aprīlī) publiskoja savus pirmos rezultātus. Projekta panākumu noslēpums ir tas, kā tas sasaista radio traukus visā pasaulē, lai izveidotu virtuālu teleskopu par Zemes lielumu.
Melnajiem caurumiem ir tik spēcīga gravitācijas vilkme, ka iepriekšējie sliekšņi, kas pazīstami kā viņu notikumu horizonts, nekas nevar aizbēgt, pat ne gaisma. Lai gan tas nozīmē, ka melnie caurumi vienkārši parādās melni, pētnieku mērķis joprojām ir uzņemt labākos iespējamos fotoattēlus no objektu apkārtnes, kas var kvēlot ar gaismu. Šie attēli var atklāt noslēpumus par melno caurumu noslēpumaino struktūru un to, kā tie ietekmē viņu vidi.
EHT mērķis ir attēlot supermasīvie melnie caurumi miljoniem līdz miljardiem reižu pārsniedz saules masu. Piemēram, melnais caurums Strēlnieks A *, kas atrodas Piena ceļa centrā, ir apmēram 4,3 miljoni reižu lielāks nekā mūsu saules masa, savukārt melnais caurums M87 galaktikas centrā, no kura tas tagad ir izlaidis attēlu, ir aptuveni 6 miljardi saules masu.
EHT medī ēnu vai siluetu uz gaiša fona - notikuma horizonta kontūrām. Lai arī Strēlnieka A * ēna ir aptuveni 30 reizes lielāka par saules diametru, šis melnais caurums atrodas apmēram 26 000 gaismas gadu attālumā no Zemes, un tāpēc, no mūsu viedokļa raugoties, ēna ir aptuveni tāda paša izmēra, kā oranžs parādītos uz Zemes. mēness. Melnais caurums M87 centrā atrodas apmēram 2000 reizes tālāk no Zemes nekā Strēlnieks A * un tādējādi to ir vēl grūtāk redzēt (lai gan tas ir daudz lielāks).
Turklāt melno caurumu ēnas ir ļoti blāvas, kad runa ir par EHT interesējošo radio signālu izstarošanu. Pietiekamas enerģijas iegūšana no Strēlnieka A *, lai 1 sekundes spuldzīti apgaismotu ar 1 vatu spuldzi, aizņems vienu no projekta antenām aptuveni 250 miljonu gadu laikā.
Lai parādītu šos melnos caurumus, EHT ir radioteleskopi visā pasaulē, sākot no Amerikas Savienotajām Valstīm līdz Meksikai līdz Čīlei un beidzot ar Dienvidpolu, vienlaikus novērojot tos pašus mērķus. Apkopojot datus vienveidīgi un saliekot tos kopā, šis tīkls var darboties kā viens liels teleskops, viens, kuram, cerams, ir pietiekami palielinoša jauda, lai pamanītu pat attālus, blāvus objektus.
2017. gadā projektā bija iekļautas astoņas radio observatorijas, un paredzams, ka līdz 2020. gadam pievienosies vēl trīs. "Ja jums ir pēc iespējas vairāk observatoriju, jūs varat uzlabot tēlu," Kosmosam stāstīja Avi Loeb, Hārvarda universitātes astronomijas priekšsēdētājs. com. (Loebs nav EHT komandas loceklis.)
Lai pārliecinātos, ka radioteleskopi darbojas sinhronizēti, katrs reizi ar savu atomu pulksteņu palīdzību apzīmogo savus datus ar atomu pulksteņu palīdzību, kas apstaro (mikroviļņu lāzeru) staro pie ūdeņraža gāzes. Šīs gāzes atomi viļņo noteiktā frekvencē, līdzīgi kā to dara vectēva pulksteņi. Atomu pulksteņi, kas ir atkarīgi no šiem ūdeņraža lāzeriem, ir ārkārtīgi stabili, zaudējot tikai apmēram 1 sekundi ik pēc 100 miljoniem gadu.
Zinātniekiem jau sen ir bijis, ka vairāku teleskopu tīkli darbojas kā vienoti lieli teleskopi, paņēmiens, kas pazīstams kā ļoti gara sākotnējā interferometrija. Tomēr galvenais izaicinājums, izstrādājot EHT, bija darbība ar relatīvi augstfrekvences radioviļņiem, kas nepieciešami šo melno caurumu attēlošanai.
"Ātrums, ar kādu dati tiek reģistrēti ar notikuma horizontālo teleskopu, ir vismaz par vienu pakāpi ātrāks nekā vecais ļoti garš bāzes līnijas interferometrija, bet ar moderniem datoriem tas kļuva iespējams," sacīja Loebs.
Tomēr lielākie izaicinājumi, ar kuriem bija jāsaskaras Event Horizon teleskopam, varētu būt bijuši nevis tehniski, bet gan sociāli.
"Es teiktu, ka lielākais šī projekta sasniegums ir spēja koordinēt dažādus novērošanas centrus dažādās pasaules valstīs," sacīja Loebs. "Astronomi ir diezgan konkurētspējīgi, un pārliecināt simtiem no viņiem strādāt kopā un izdomāt, kurš ir vadītājs, kāpēc šai personai vajadzētu būt vadītājai un kā viņiem visiem vajadzētu saņemt kredītus, ir diezgan izaicinājums."
- Melno caurumu viktorīna: cik labi jūs zināt dabas visdīvainākos darbus?
- Astronomi, lai pirmo reizi iesaistītos melnajā caurumā, izmantojot notikuma horizonta teleskopu
- Šis milzīgais melnais caurums griežas uz pusi no gaismas ātruma!
