Frissítve április 11-én, 16: 40-kor. ET.
Tegnap a Earthlings először a fekete lyuk tényleges képére nézett - konkrét valósággá változtatva azt, ami csak a kollektív képzeletünkben él.
A kép egy narancssárga árnyalatú, egyoldalú gyűrűt ábrázol, amely egy fekete lyuk sötét árnyékát körözi, amely 55 millió fényév távolságban fekszik a Szűz A néven ismert galaxis központjában (Messier 87).
Ez a homályos első pillantás elegendő annak megerősítéséhez, hogy Einstein relativitáselmélete még ezen az óriási szakadék határán is működik - egy extrém helyen, ahol egyesek szerint az egyenletei bomlanak. De ez a megfoghatatlan kép sok kérdést vet fel. Íme néhány megválaszolt kérdése.
Mi a fekete lyuk?
A fekete lyukak rendkívül sűrű tárgyak, amelyekből semmi, még fény sem, nem tud menekülni. Ahogy közeli anyagot esznek, méretük növekszik. A fekete lyukak általában akkor keletkeznek, amikor egy nagy csillag meghal és önmagára összeomlik.
A szupermasszív fekete lyukak, amelyek millióit vagy milliárdszor tömegesek, mint a nap, szinte minden galaxis központjában fekszenek, beleértve a sajátunkat is. A mi jeleink Nyilas A *.
Miért nem látott egy fekete lyuk képét korábban?
A fekete lyukak, még a szupermasszív is, nem olyan nagyok. Például, ha képet készítünk a Tejút közepén található fekete lyukról, amelyről úgy gondoljuk, hogy körülbelül 4 millió alkalommal olyan hatalmas, mint a nap, olyan lenne, mint egy DVD-t fényképezni a hold felszínén, Dimitrios Psaltis, az arizonai egyetem asztrofizikusa elmondta a Vox-nak. Emellett a fekete lyukakat általában olyan anyag borítja, amelyek eltakarhatják a fekete lyuk körüli fényt - írták.
A kép elõtt hogyan tudtuk, hogy léteznek-e fekete lyukak?
Einstein relativitáselmélete először azt jósolta, hogy amikor egy hatalmas csillag meghalt, egy sűrű magot hagyott hátra. Ha ez a mag több mint háromszor hatalmasabb volt, mint a nap, egyenletei azt mutatták, hogy a gravitációs erő fekete lyukat hozott létre a NASA szerint.
De tegnapig (április 10.) a tudósok nem tudtak fényképezni vagy közvetlenül megfigyelni a fekete lyukakat. Inkább közvetett bizonyítékokra támaszkodtak - viselkedésre vagy a közelben lévő más tárgyak jeleire. Például egy fekete lyuk olyan csillagokat burkol fel, amelyek túl közel állnak hozzá. Ez a folyamat melegíti a csillagokat, és röntgen jeleket bocsát ki, amelyek távcsövekkel érzékelhetők. A fekete lyukak néha kiürítik a töltött részecskék óriási robbantását is, amit a műszereink is felfedezhetnek.
A tudósok néha a tárgyak mozgását is tanulmányozzák - ha úgy tűnik, hogy furcsa módon húzzák őket, a fekete lyuk lehet a tettes.
Mit látunk a képen?
A fekete lyukak túl kevés sugárzást bocsátanak ki ahhoz, hogy észlelhetők legyenek, de ahogy Einstein jósolta, egy fekete lyuk körvonala és annak eseményhorizontja - az a határ, amelyen túl a fény nem tud menekülni - látható.
Kiderült, hogy ez igaz. A közepén lévő sötét kör a fekete lyuk "árnyéka", amelyet a körülötte lévő eseményhorizonton ülő izzó gáz tár fel. (A fekete lyuk szélsőséges gravitációs vonzása melegíti fel a gázt, és sugárzást vagy "fényt" okoz.) Az eseményhorizontban a gáz azonban nem igazán narancssárga - inkább a projektben részt vevő csillagászok úgy döntöttek, hogy a rádióhullámú jeleket narancssárgára színezik, hogy ábrázolják, mennyire fényesek a kibocsátások.
A sárga hangok a legintenzívebb kibocsátást képviselik, míg a piros alacsonyabb intenzitást, a fekete pedig kevés vagy egyáltalán nem jelent kibocsátást. A látható spektrumban a kibocsátások színe valószínűleg szabad szemmel fehér lesz, talán enyhén kék vagy vörös.
Bővebben ebben a Live Science cikkben olvashat.
Miért homályos a kép?
A jelenlegi technológiával ez a lehető legnagyobb felbontás. Az Event Horizon teleszkóp felbontása körülbelül 20 mikro-másodperc. (Egy mikroarcsecond körülbelül egy mondat végén található egy pontmérettel, ha a Földről néztük, és ez a periódus a Holdon maradt szórólapban volt - írja a New York-i Amatőrcsillagok Szövetsége.)
Ha készít egy átlagos képet, amely több millió pixelt tartalmaz, fújja fel néhány ezer alkalommal, és simítsa ki, akkor nagyjából ugyanaz a felbontás fog megjelenni, mint a fekete lyuk képén - állítja Geoffrey Crew, a Esemény Horizon távcső. De ha figyelembe vesszük, hogy egy 55 millió fényév távolságban lévő fekete lyukat képeznek, ez hihetetlenül lenyűgöző.
Miért olyan gyűrűs alakú?
A misszió tudósai még nem tudják. "Jó kérdés, és egyre azt várjuk, hogy a jövőben megválaszoljuk" - mondta Crew. "Egyelőre ezt mutatta meg az M87."
Hogyan rögzítették ezt a képet a tudósok?
A világon több mint 200 csillagász végezte a méréseket nyolc földi rádióteleszkóppal, együttesen Event Horizon Telescope (EHT) néven. Ezek a távcsövek általában magas tengerszint feletti magasságban helyezkednek el, például a vulkánok Hawaiiban és Mexikóban, az arizonai hegyekben és a spanyol Sierra Nevada, az Atacama-sivatag és az Antarktisz - a Nemzeti Tudományos Alapítvány nyilatkozata szerint.
2017 áprilisában a csillagászok szinkronizálták az összes távcsövet, hogy egyszerre mérjék a fekete lyuk eseményhorizontja által kibocsátott rádióhullámokat. A távcsövek szinkronizálása olyan volt, mint egy Föld méretű teleszkóp létrehozása, amelynek lenyűgöző felbontása 20 mikrotávperc volt - elegendő ahhoz, hogy újságot olvashassanak egy New Yorker kezében egy párizsi kávézóból, a nyilatkozat szerint. (Összehasonlításképpen: az általuk ábrázolt fekete lyuk körülbelül 42 mikroarcsekundumot mutat).
Ezután elvégezték ezeket a nyers méréseket, elemezték őket és egyesítették őket a látható képpel.
Miért a tudósok a látható kép helyett a rádióhullámokat mérték?
Rádióhullámok használatával jobb felbontást kaphatnak, mint ha látható fényt használnának. "A rádióhullámok jelenleg a technika legnagyobb szögfelbontását nyújtják" - mondta Crew. A szögfelbontás azt jelzi, hogy a távcső milyen jól (a legkisebb szöget) képes megkülönböztetni két különálló tárgy között.
Valódi fénykép?
Nem, nem a hagyományos értelemben. "Nehéz képet készíteni rádióhullámokkal" - mondta Crew. A misszió tudósai megmérték a fekete lyuk eseményhorizontja által kibocsátott rádióhullámokat, majd számítógépen dolgozták fel ezeket az információkat, hogy elkészítsék a látott képet.
Ez a kép ismét bizonyítja-e Einstein relativitáselméletét?
Igen. Einstein relativitáselmélete azt jósolta, hogy léteznek fekete lyukak és vannak eseményhorizontjuk. Az egyenletek azt is megjósolják, hogy az eseményhorizontnak kissé kör alakúnak kell lennie, és a méretének közvetlenül kapcsolódnia kell a fekete lyuk tömegéhez.
Lásd és íme: egy kissé kör alakú eseményhorizont és a fekete lyuk következtetett tömege megegyezik a becslésekkel arra, hogy mire kell alapulni a távolról fekvő csillagok mozgásakor.
További információt a Space.com oldalon találhat.
Miért nem kaptunk képet a saját galaxisunk fekete lyukáról, ahelyett, hogy távolról választottak volna?
Az M87 volt az első fekete lyuk kutatója, így először elemezték ezt - mondta Shep Doeleman, az Event Horizon Telescope igazgatója egy sajtótájékoztatón. De ez is könnyebb volt a képre összehasonlítva a Nyilas A * -val, amely a galaxisunk középpontjában található - tette hozzá. Ennek oka az, hogy olyan messze van, hogy nem "mozog" sokkal a mérési este során. A Nyilas A * sokkal közelebb van, tehát nem olyan "rögzített" az égen. Mindenesetre "nagyon izgatottak vagyunk, hogy dolgozzunk a Sag A * -nál" - mondta Doeleman. "Nem ígérünk semmit, de reméljük, hogy ezt hamarosan megkapjuk."
