Астрономи організували радіотелескопи телескопа у всьому світі у віртуальну камеру розміру Землі для нового сміливого експерименту, який намагався створити перше в історії зображення чорної діри. Налагоджена співпраця телескопа оприлюднити великі результати цього тижня, і члени також описали свій дослідницький підхід на бесіді в березні.
Чорні діри - це надзвичайно сильні космос у просторі та часі, їх масивна сила тяжіння навіть не дозволяє світлу вийти, як тільки він наблизиться досить близько.
Ідея астрономів - це сфотографуйте круговий непрозорий силует чорної діри ролях на світлому фоні. Краї тіні - це горизонт подій, точка чорної діри, яка не повертається. Малюнок вартує тисячі слів, а фотографія чорної діри була б важливим інструментом для розуміння астрофізики, космології та ролі чорних дір у Всесвіті.
Якби космонавт поклав апельсин на поверхню Місяця, цитрусові було б дуже важко побачити з Землі. Чорні діри так само важко помітити, - сказав Шеперд Доельман, директор проекту амбітного нового проекту, який називається телескоп Event Horizon.
Доеліман поділився цим анекдотом з аудиторією на панелі на фестивалі South by Southwest (SXSW) в Остіні, Техас, минулого місяця. Доельман та його співробітники Сера Маркофф, Пітер Галісон та Димитріос Псалтіс висвітлили, як працює проект під час заходу SXSW ",EHT: Планетні зусилля, щоб сфотографувати чорну дірку."
Чорні діри - це масивні структури в порівнянні з планетами та людьми. Але те, що нам здається великим, - це в галактичному масштабі підлітковий-крихітний. Тож фотографувати горизонт подій чорної діри складно.
"Одна з цілей EHT - це приблизно 10 відсотків розміру нашої Сонячної системи", - сказала під час панелі астрофізик з Амстердамського університету Сера Маркофф. Надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху, названа Стрілець А *, - це приблизно розмір орбіти Меркурія, додав Доельман.
За словами Маркова, космічний корабель міг би зібрати астрономів з Чумацького Шляху, який приблизно в 50 мільярдів разів більший за Стрільця А *, то помітити цю чорну діру серед мільярдів інших зірок та планет у галактиці було б досить складно.
Щоб спостерігати надмасивну чорну діру в центрі галактики Чумацький Шлях або переглянути іншу ціль проекту - надмасивну чорну діру в ядрі надгігантської еліптичної галактики Мессьє 87 - команді EHT довелося перетворити Землю у віртуальний телескоп платформа. Це тому, що сила телескопа для вирішення зображень обмежена розміром його посуду, і, використовуючи безліч інструментів по всьому світу, команда ефективно розбиває посуд і розсипає шматки в усьому світі, щоб зробити одне велике космічне око.
Обсерваторіями радіотелескопів, що беруть участь у спостереженнях EHT за 2017 рік, були ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array у Чилі; APEX (Atacama Pathfinder Experiment) в Чилі; IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) в Іспанії; LMT (великий міліметровий телескоп) у Мексиці; SMT (субміліметровий телескоп) в Арізоні; JCMT (телескоп Джеймса Клерка Максвелла) на Гаваях; SMA (масив субміліметра) на Гаваях і SPT (телескоп Південного полюса) в Антарктиді.
Узгоджені спостереження проводились також у рентгенівських та гамма-діапазонах.
Стрілець A * уві сні, а це означає, що він не споживає активно багато сусідніх зірок та газу, викидаючи радіацію. Всередині Мессьє 87 стоїть активна чорна діра. Для перегляду сусідньої надмасивної чорної діри та тієї, що вибивається далі, телескопам потрібно спостерігати за «всім спектром електромагнітного спектру, від радіо до гамма-променів», - сказав Маркофф.
Чи був Ейнштейн на 100% прав?
За основою проекту, його 200 вчених хочуть відповісти на два питання, за словами Псалтіса, астронома та фізика з університету Арізони. Перший - це просто, якщо можливо фотографування чорної діри. Але друга важлива річ, яку вони запитують, - чи був Ейнштейн на 100 відсотків прав щодо того, як поводяться чорні діри.
"Ейнштейн розповів нам 100 років тому, яким саме розміром і формою має бути тінь [чорної діри]. Якби ми могли встановити лінійку по тіні, ми могли б перевірити теорію Ейнштейна про межу чорної діри". - сказав Доельман.
Команда також хотіла побудувати моделі, які б описували чорні діри за різних обставин, які потім порівнюватимуться зі спостереженнями EHT.
У роботі, описаній на SXSW, для моделювання всіх гіпотетичних різновидів середовища чорної діри команда використовувала блоки обробки графіки (GPU), як і ті, які використовуються у ваших улюблених консолях відеоігор чи на вашому комп’ютері. Вони створили сотні гігабайт даних об'єму 3D для моделювання можливостей. Псалтіс сказав, що фотони, плазма, газ та магнітні поля описані в прогнозі чорної діри.
Після їх отримання команда може порівняти зображення тіні чорної діри з різними сценаріями, обробленими графічними процесорами, щоб зробити найбільш реалістичне моделювання поведінки чорної діри, виходячи з сучасного розуміння фізики.
"Те, що може зробити для нас зображення чорної діри, якщо ми зможемо її отримати, - це взяти щось найекстремальне, найдивніше передбачення загальної відносності, одне з великих досягнень людського розуму, [і] поєднати його з найдосконалішою електронікою із планетарною співпрацею з найсучаснішими статистичними [та] новими методами візуалізації зображень ", - сказав Галісон, професор Гарвардського університету. "Це як зробити нову камеру з новим видом плівки, новий вид об'єктива, поєднувати її з іншими камерами, все відразу, і якщо це могло трапитися, якби ми насправді могли ввійти і побачити прямо біля горизонту . "
Галісон додав, що перша картина чорної діри виявить, поза тінню сумніву - каламбур, - що ці гаргантуальні, могутні та невловимі структури існують.
- Таємничий вибух корови в космосі може виявити народження чорної діри
- Ця трипільна імітація показує, як чорні отвори монстра світяться перед тим, як зіткнутися
- Рідко помічена зірка серед чорного отвору середньої ваги
