Pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury!

czwartek, 11 kwietnia 2019 (09:10) • Adrianna Raszyk

To pierwsze takie zdjęcie w historii! 10 kwietnia astronomowie opublikowali obraz czarnej dziury, uzyskany w ramach obserwacji z pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (Event Horizon Telescope - EHT), sieci ośmiu radioteleskopów rozmieszczonych dookoła świata. Obserwacje, które pozwoliły na otrzymanie tego obrazu przeprowadzono dwa lata temu. Ich wyniki opublikowano dziś w kilku artykułach na łamach czasopisma "The Astrophysical Journal Letters". Ze względu na fakt, że czarna dziura nie emituje żadnego światła, nie ma możliwości zobaczenia jej i sfotografowania bezpośrednio. Dlatego astronomowie pokazują jej cień.

Naukowcy pokazali, jak wygląda czarna dziura

Jak informuje jedna z zaangażowanych w badania instytucji, Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), obraz pokazuje czarną dziurę w centrum masywnej galaktyki Messier 87 w gwiazdozbiorze Panny. Obiekt znajduje się w odległości 55 milionów lat świetlnych od Ziemi, jego masa jest 6,5 miliarda razy większa niż masa Słońca. Widoczny na obrazie cień czarnej dziury to najbliższy obszar, jaki jesteśmy w stanie zaobserować, 2,5 raza większy, niż rzeczywisty horyzont zdarzeń, rejon spoza którego nie jest w stanie uciec nawet światło. Sam horyzont zdarzeń ma średnicę sięgającą 40 miliardom kilometrów, ale z tej odległości pozostaje niezmiernie mały. Na niebie widocznym z Ziemi pierścień ma zaledwie 40 mikrosekund łuku średnicy. Autorzy pracy porównują to z obrazem karty kredytowej, leżącej na powierzchni Księżyca.

Pierwsze takie zdjęcie w historii

Uzyskanie takiego obrazu było możliwe dzięki projektowi EHT (Teleskop Horyzontu Zdarzeń) - wykorzystującemu sieć radioteleskopów i synchronizującego je w wyjątkowo precyzyjny sposób. To umożliwiło stworzenie wirtualnego teleskopu o rozmiarach Ziemi, który mógł zapewnić odpowiednią rozdzielczość. Astronomowie nie ukrywają, że umieszczenie radioteleskopu na orbicie Ziemi mogłoby te możliwości jeszcze zwiększyć. EHT było wielkim wyzwaniem, wymagało modernizacji i połączenia obiektów zbudowanych wcześniej w różnorodnych miejscach, na Hawajach, w Arizonie, w Meksyku, w górach Sierra Nevada w Hiszpanii, na chilijskiej pustyni Atakama oraz na Antarktydzie. W eksperymentach nuczestniczyły teleskopy ALMA, APEX, IRAM, James Clerk Maxwell Telescope, Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter Telescope i South Pole Telescope.

Gigantyczny teleskop

Jak informuje ESO, obserwacje EHT opierają się na technice tak zwanej interferometrii wielkobazowej (VLBI), która synchronizuje teleskopy na całym świecie i wykorzystuje rotację naszej planety do utworzenia gigantycznego teleskopu, obserwującego na długości fali 1,33 mm. To technika VLBI pozwala EHT na osiągnięcie kątowej zdolności rozdzielczej 20 mikrosekund łuku - wystarczającej by z Paryża czytać gazetę znajdująca się w Nowym Jorku. Mimo iż teleskopy nie są fizycznie połączone, są w stanie synchronizować zebrane dane przy pomocy zegarów atomowych - maserów wodorowych - które precyzyjnie wskazują czas obserwacji. W czasie kampanii obserwacyjnej w 2017 roku każdy z teleskopów EHT zbierał niezmiernie duże ilości danych – prawie 350 terabajtów dziennie. Opracowywano je z pomocą superkomputerów w Max Planck Institute for Radio Astronomy oraz MIT Haystack Observatory.

Opracowanie: Grzegorz Jasiński/RMF 24