Международният консорциум за телескоп на хоризонта (EHT), който има за цел да заснеме първите изображения на краищата на черните дупки, публикува първите си резултати днес (10 април). Тайната на успеха на проекта е как той свързва радио чинии по целия свят, за да създаде виртуален телескоп за размера на Земята.
Черните дупки имат толкова мощни гравитационни издърпвания, че минали прагове, известни като техните хоризонти на събитията, нищо не може да избяга, дори и светлината. Въпреки че това означава, че черните дупки просто изглеждат черни, изследователите все още се стремят да заснемат най-добрите снимки, които могат от обкръжението на обектите, които могат да светят със светлина. Тези изображения могат да разкрият тайни за мистериозната структура на черните дупки и как те влияят върху средата им.
EHT цели да представи супермасивни черни дупки милиони до милиарди пъти повече от масата на слънцето. Например, черната дупка Стрелец А *, в центъра на Млечния път, е около 4,3 милиона пъти по-голяма от масата на нашето слънце, докато черната дупка в сърцето на галактиката M87, на която сега е пуснала изображение, е около 6 милиарда слънчеви маси.
EHT търси нюанс или силует на ярък фон - контурите на хоризонта на събитията. Въпреки че сянката на Стрелец А * е около 30 пъти по-голяма от диаметъра на Слънцето, тази черна дупка се намира на около 26 000 светлинни години от Земята и затова, от наша гледна точка, сянката е приблизително със същия размер, колкото оранжев би се появил на луна. Черната дупка в сърцето на M87 е на около 2000 пъти по-далеч от Земята, отколкото Стрелец A * и по този начин е още по-трудно да се види (макар че е много по-голям).
Освен това сенките на черната дупка са много неясни, когато става въпрос за излъчване на радиосигнали, представляващи интерес за EHT. Улавянето на достатъчно енергия от Стрелец А * за запалване на 1-ватова електрическа крушка за 1 секунда би отнело една от антените на проекта около 250 милиона години.
За да изобрази тези черни дупки, EHT разполага с радиотелескопи по целия свят, от Съединените щати до Мексико до Чили до Южния полюс, като същевременно наблюдават едни и същи цели. Като събира данни в унисон и ги зашива заедно, тази мрежа може да действа като един голям телескоп, който, да се надяваме, има достатъчно увеличаваща сила, за да забележи дори далечни, мрачни обекти.
През 2017 г. проектът включва осем радиаторни обсерватории, а още три се очаква да се присъединят до 2020 г. "Като разполагате с възможно най-много обсерватории, можете да подобрите имиджа", каза пред Space за Avi Loeb, председателят на астрономията в Харвардския университет. МС. (Льоб не е член на екипа на EHT.)
За да сте сигурни, че радиотелескопите действат синхронно, всеки един път отпечатва своите данни с помощта на атомни часовници, които огън мазер (микровълнов лазер) лъчи на водороден газ. Атомите в този газов колебаят с точна честота, подобно на въртящите се махала в часовниците на дядо. Атомните часовници, които зависят от тези водородни мазери, са изключително стабилни, губят само около 1 секунда на всеки 100 милиона години.
Учените отдавна имат мрежи от множество телескопи да действат като единични големи телескопи, техника, известна като много дълга интерферометрия на изходните стойности. Ключово предизвикателство за създаването на EHT обаче беше работата с относително високочестотните радиовълни, необходими за изобразяването на тези черни дупки.
„Скоростта, с която се записват данните с телескопа на Event Horizon, е поне по-бърза от старата много дълга базова интерферометрия, но при съвременните компютри това стана възможно“, каза Льоб.
Най-големите предизвикателства, с които телескопът Horizon Event трябваше да се справя, обаче може би не са технически, а социални.
"Бих казал, че най-голямото постижение на този проект е да може да координира различни обсерватории в различни страни по света", каза Льоб. "Астрономите са доста конкурентни. Убеждаването на стотици от тях да работят заедно и да разберат кой е лидерът, защо този човек трябва да бъде лидерът и как всички те трябва да получат кредит е доста предизвикателство."
- Тест за черна дупка: колко добре познавате най-странните творения на природата?
- Астрономите надникват в черна дупка за първи път с телескоп за хоризонт на събитията
- Тази огромна черна дупка се върти с половината скорост на светлината!
