Event Horizon Telescope, planeta měřítka osmi pozemních rádiových dalekohledů vytvořených v rámci mezinárodní spolupráce, zachytil tento obraz supermasivní černé díry a jejího stínu, který je ve středu galaxie M87.
(Obrázek: © EHT Spolupráce)
Teleskop událostí Horizon projekt nespočívá na vavřínech.
V dubnu 2019 spolupráce EHT odhalila vůbec první obrázek černé díry, který zachytil monstrum v srdci galaxie M87. Projekt pracoval v tu chvíli dvě dekády, ale odhalení neznamenalo vyvrcholení ani vyvrcholení. Spíše to byl zlom, otevření okna na ještě zajímavější objevy, které mají přijít, uvedli členové týmu.
"O těchto 20 let se budeme ohlédnout - víte, všichni budeme někde pít deštníkové nápoje - a myslím, že obraz M87 uznáme teprve na začátku," zakládající ředitel EHT Shep Doeleman, astronom z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku (CfA) v Massachusetts, řekl novinářům 10. dubna během webcast události oslavující jednoleté výročí odhalení fotografie.
„Bude to opravdu jen začátek,“ dodal Doeleman. "Myslím, že objev se bude dál rozvíjet."
Ambice velké černé díry
Další velký okamžik by mohl zahrnovat supermasivní galaxii naší Mléčné dráhy Černá díra, která je známá jako Střelec A * nebo zkráceně Sgr A *. Tým EHT pozoroval Sgr A *, ale ještě nebyl schopen vygenerovat obrázek z dat.
Fotografování černé díry je mnohem více zapojeno než pouhé zaměření a střelba. EHT kombinuje data z osmi rádiových dalekohledů z celého světa, které jsou propojeny a vytvářejí virtuální megascope o velikosti Země. Tým vymyslí algoritmy, aby pochopil všechny tyto informace a integroval je, aby vytvořil obrázek zobrazující černé díry horizont události - „bod bez návratu“, za který nemůže uniknout nic, dokonce ani světlo. (Fotografování interiéru černé díry je nemožné, pokud tam nejste sami, což se nedoporučuje.)
Taková práce je pečlivá a časově náročná; například údaje M87, které umožnily loňský obraz, byly shromážděny v roce 2017. A Sgr A * je stále těžší cíl, i když je nám mnohem blíže (26 000 světelných let oproti 55 milionům světelných let pro M87). Sgr A * je relativně lehká superhmotná černá díra, nesoucí hmotu „pouze“ 4,3 milionů sluncí, a proto pracuje v kratších časových úsecích, než monstrum M87 o hmotnosti 6,5 miliard solárních hmot.
„Jednou z výzev pro Střelce A * je to, že se během večera vyvíjí tak rychle,“ řekl Doeleman. "Takže vyvíjíme nové algoritmy, které to mohou konkrétně řešit, abychom do modelování přidali časovou variabilitu. To jen zabere více času."
Přidání Sgr A * do fotoalba je pro členy týmu EHT vysokou prioritou, částečně proto, že se chtějí podívat na objekt tak odlišný než M87 je supermasivní černá díra. Ambice projektu však nekončí. Spolupráce plánuje zdvojnásobit počet základních teleskopů EHT a vytvořit „EHT příští generace“, který posouvá objev na další úroveň.
Upravený megascope „nám poskytne ještě ostřejší výhledy a necháme natočit první filmy černých děr,“ řekl Doeleman.
Příští generace EHT přinese vědcům ještě více černých děr. A mohlo by to dokonce umožnit týmu přiblížit se na „fotonovém prstenci“ černé díry, což je bizarní struktura, která vypadá, že obsahuje nekonečnou, informačně nabitou sekvenci podskupin. Tato hloubková pozorování by „umožnila ultraprecizní testy Einsteinových teorií a dokonce i extrakci rotace,“ řekl Doeleman.
To by bylo opravdu hodně. „Supermasivní černé díry jsou elementární objekty, které jsou popsány pouze svou velikostí a rotací,“ řekl během události 10. dubna člen týmu EHT Michael Johnson, rovněž CfA. Pozorování EHT již umožňují vědcům snižovat množství hmoty, takže i otáčení by umožnilo vědcům, aby skutečně dostali zboží na tyto příšerné monstra.
Příští generace EHT bude poskytovat další výhody také, Doeleman a Johnson řekl. Například by upgradované partnerství mělo umožnit spolupráci získat mnohem lepší porozumění tryskám s černou dírou, paprskům částic, které si příšery vystřelí téměř rychlostí světla.
Spolupráce již zajistila finanční prostředky od Národní vědecké nadace USA, aby se míč posunul na EHT příští generace. Cílem je dosáhnout konečného designu do tří nebo čtyř let a mít vše v provozu před koncem desetiletí, řekl Doeleman. (Mimochodem nová jídla nejsou jediným způsobem, jak posílit EHT. Rozlišení lze zlepšit také pozorováním cílů na více elektromagnetických frekvencích, Doeleman a Johnson uvedli.)
EHT by poté mohl získat další podporu. Rozšíření dosahu megascope do vesmíru by výrazně zvýšilo jeho rozlišovací schopnost a tým hledá způsoby, jak to udělat. Spolupráce prozkoumává možnost začlenění již existujících vesmírných prostředků a také montáž nových, specializovaných misí, řekl Johnson.
Přidání i jediného nástroje na geosynchronní orbitu, více než 22 000 kilometrů nad naší planetou, by znamenalo změnu. "A pak, určitě, jakmile se dostanete ven." měsíc - myslím, že bychom se opravdu dívali na zcela novou vědu, “řekl Johnson Space.com minulý měsíc, když tým EHT oznámil výsledkem je jeho fotonový kroužek. (Tato vzdálenost by byla asi 10krát dále; Měsíc je v průměru 238 855 mil, nebo 384 400 km od Země.)
Náraz na silnici
Pandemie coronavirus učinila cestu k budoucím objevům EHT ještě ohromnější, než by bylo obvyklé: Pozorovací kampaň 2020 byla odvolána protože několik zúčastněných oborů bylo z důvodů ochrany zdraví a bezpečnosti uzavřeno. (Projekt shromažďuje údaje pouze jednou ročně, během okna v březnu a dubnu, kdy počasí bývá dobré na všech svých rozsáhlých pozorovacích místech.)
Zrušení bylo správným krokem, řekl Doeleman. Ale bylo to „srdcervoucí“, dodal, zejména proto, že letošní pozorování by zahrnovala první příspěvky z nástrojů v Grónsku, Arizoně a ve francouzských Alpách. Kampaň do roku 2020 by tedy představovala rozšířený, výkonnější 11-rozsahový EHT.
Tým však stále může udělat spoustu analýz dat a začít položit základy pro pozorování příštího roku, zdůraznil Doeleman. Takže duchové mezi vědci nejsou zdaleka zlomení.
„V rámci spolupráce nyní není tón zoufalství; myslím, že jsme utrpením trochu spojeni,“ řekl Johnson.
"Řešení černé díry bylo odvozeno Karlem Schwarzschildem v zákopech během první světové války," řekl s odkazem na německého fyzika, který přišel s prvním přesným řešením Einsteinovy obecné rovnice relativity. "Věda tedy pokračuje, a myslím si, že hraje důležitou roli i při těchto výzvách."
- Tato obrovská černá díra se točí při poloviční rychlosti světla!
- Tým Horizon Telescope získává průlomovou cenu 3 miliony dolarů za epické snímky černé díry
- 8 záhadných astronomických záhad
