Astronomi visā pasaulē orķesēja radio trauku teleskopus Zemes izmēra virtuālajā kamerā, lai veiktu drosmīgu jaunu eksperimentu, mēģinot parādīt pirmo reizi redzēto melnā cauruma attēlu. Teleskopa sadarbība ir iestatīta uz paziņojiet par rezultātiem šonedēļ, un dalībnieki arī aprakstīja savu pētījumu pieeju sarunā martā.
Melnie caurumi ir ārkārtīgi ļoti apjomīgi deformācijas telpā laikā, kas ir tik spēcīgi, ka to masīvais smagums pat neļauj gaismai izkļūt, tiklīdz tā ir pietuvojusies pietiekami tuvu.
Astronomu ideja ir nofotografējiet melnā cauruma apļveida necaurspīdīgo siluetu cast uz gaiša fona. Ēnas mala ir notikumu horizonts, melnā cauruma punkts, kurā neatgriezties. Attēls ir tūkstoš vārdu vērts, un melnā cauruma fotogrāfija būtu svarīgs instruments astrofizikas, kosmoloģijas un melno caurumu lomas izpratnei Visumā.
Ja astronauts uz Mēness virsmas uzliktu apelsīnu, citrusaugļus no Zemes būtu ļoti grūti apskatīt. Melnos caurumus ir tikpat grūti pamanīt, sacīja Šeperds Doelemans, vērienīgā jaunā projekta Event Horizon teleskops projekta direktors.
Doelemans padalījās ar šo anekdoti ar auditoriju paneļa laikā South South Southwest (SXSW) festivālā Austinā, Teksasā, pagājušajā mēnesī. Doelemens un citi līdzstrādnieki Sera Markoff, Pīters Galisons un Dimitrios Psaltis izgaismoja, kā projekts darbojas SXSW pasākuma laikā "EHT: planētu centieni nofotografēt melnu caurumu."
Melnie caurumi ir masīvas struktūras, salīdzinot ar planētām un cilvēkiem. Bet tas, kas mums šķiet liels, galaktiskā mērogā ir maziņš. Tātad melnā cauruma notikumu horizonta fotografēšana ir sarežģīta.
"Viens no EHT mērķiem ir apmēram 10 procenti no mūsu Saules sistēmas lieluma," paneļa laikā sacīja Amsterdamas Universitātes astrofiziķis Sera Markofs. Supermasīvs melnais caurums Piena ceļa centrā, ko sauca Strēlnieks A *, ir aptuveni Merkura orbītas lielumā, piebilda Doelemans.
Ja kosmosa kuģis varētu novirzīt astronomus no Piena ceļa, kas ir aptuveni 50 miljardus reižu lielāks nekā Strēlnieks A *, pēc Markefa teiktā, tad šī melnā cauruma pamanīšana starp miljardiem citu zvaigžņu un planētu galaktikā būtu diezgan sarežģīta.
Lai novērotu supermasīvo melno caurumu Piena Ceļa galaktikas centrā vai apskatītu citu no projekta mērķiem - supermasīvo melno caurumu supernāģiskās eliptiskās galaktikas Messier 87 kodolā -, EHT komandai bija jāpārvērš Zeme par virtuālu teleskopu platforma. Tas ir tāpēc, ka teleskopa spēks attēlu izšķirtspējai ir ierobežots ar trauka lielumu, un, izmantojot visā pasaulē pieejamu instrumentu klāstu, komanda efektīvi sadala trauku un izkliedē gabalus visā pasaulē, lai izveidotu vienu lielu kosmosa aci.
Radioteleskopa observatorijas, kas iesaistītas EHT 2017. gada novērojumos, bija ALMA (Atacama liela milimetru / submilimetru masīvs Čīlē; APEX (Atacama Pathfinder Experiment) Čīlē; IRAM 30 m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) Spānijā; LMT (Liela milimetra teleskops) Meksikā; SMT (Submillimeter Telescope) Arizonā; JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) Havaju salās; SMA (SubMillimeter Array) Havaju salās un SPT (South Pole Telescope) Antarktīdā.
Koordinēti novērojumi tika veikti arī rentgena un gamma staru joslās.
Strēlnieks A * neaktīvs, kas nozīmē, ka tas aktīvi neizmanto daudz tuvumā esošo zvaigžņu un gāzi, izdalot starojumu. Mesjē 87 iekšpusē slēpjas aktīvs melnais caurums. Lai apskatītu apkārtnes supermasīvo melno caurumu un tālo, kurš slīd tālāk, teleskopiem jānovēro "viss elektromagnētiskā spektra diapazons, sākot ar radio un beidzot ar gamma stariem," sacīja Markofs.
Vai Einšteinam bija 100% taisnība?
Pēc Arizonas universitātes astronoma un fiziķa Psaltisa teiktā, projekta pamatā ir tā 200 zinātnieki, kuri vēlas atbildēt uz diviem jautājumiem. Pirmais ir tikai tad, ja ir iespējams nofotografēt melno caurumu. Bet otra būtiska lieta, ko viņi jautā, ir, vai Einšteinam bija simtprocentīgi taisnība par to, kā uzvedas melnie caurumi.
"Einšteins mums pirms 100 gadiem pateica, kādam tieši jābūt šīs [melnā cauruma] ēnas lielumam un formai. Ja mēs varētu novietot lineālu pāri šai ēnai, mēs varētu pārbaudīt Einšteina teoriju par melnā cauruma robežu," Doelemans teica.
Komanda arī vēlējās izveidot modeļus, kas dažādos apstākļos aprakstītu melnos caurumus, kurus pēc tam salīdzinās ar EHT novērojumiem.
SXSW aprakstītajā darbā komanda izmantoja grafiskās apstrādes vienības (GPU), piemēram, tās, kuras izmantoja jūsu iecienītākajās videospēļu konsolēs vai datorā, lai modelētu visas melnā cauruma vides hipotētiskās iespējas. Viņi saražoja simtiem gigabaitu 3D apjoma datu, lai modelētu iespējas. Psaltis sacīja, ka fotoni, plazma, gāze un magnētiskie lauki ir aprakstīti melnā cauruma prognozē.
Kad viņi to iegūst, komanda var salīdzināt melnā cauruma ēnas attēlu ar dažādiem GPU apstrādātajiem scenārijiem, lai pēc iespējas reālāk modelētu melnā cauruma izturēšanos, balstoties uz mūsu pašreizējo fizikas izpratni.
"Tas, ko melnā cauruma attēls varētu darīt mūsu labā, ja mēs to varam iegūt, būtu ņemt kaut ko ekstrēmāko, visdīvaināko vispārējās relativitātes prognozi, kas ir viens no cilvēka prāta lieliskajiem sasniegumiem, un apvienot to ar vismodernāko elektroniku un planētu mēroga sadarbību ar vismodernākajām statistikas [un] jaunajām attēlveidošanas metodēm, "paneļa laikā sacīja Hārvarda universitātes profesors Galisons. "Tas ir tāpat kā izgatavot jaunu kameru ar jauna veida filmu, jauna veida objektīvu, apvienojot to ar citām kamerām, visu uzreiz, un, ja tas varētu notikt, ja mēs tiešām varētu iekļūt un redzēt tieši tuvu horizontam . "
Galisons piebilda, ka pirmais melnā cauruma attēls, bez šaubu ēnas - ir paredzēts - pierādīs, ka šīs greznās, varenās un nenotveramās struktūras patiešām pastāv.
- Noslēpumainā “govs” sprādziens kosmosā var atklāt melna cauruma rašanos
- Šī trīskāršā simulācija parāda, kā briesmoņu melnie caurumi mirdz, pirms tie saduras
- Reti redzēta vidējā svara melno caurumu goblu zvaigzne
