remixovaný z obrazu s láskavým dovolením CC-BY-SA ESO (prostredníctvom Wikimedia Commons)

Fotografovanie čiernych dier

Alebo ako vyrobiť ďalekohľad tak veľký ako svet

To je všetko. Prvý obrázok, ktorý bol kedy zhotovený z akejkoľvek čiernej diery.

A možno to na prvý pohľad nevyzerá veľkolepo, ale zvážte toto: Nielenže je táto čierna diera vzdialená asi 55 miliónov svetelných rokov, ale čierne diery sú už svojou podstatou neviditeľné! (Je to tak preto, že ich gravitačná sila je taká silná, že im nemôže uniknúť ani svetlo.)

Preto sa astronómovia po mnoho rokov domnievali, že obraz čiernej diery by nebolo možné získať.

Mýlili sa.

Teoreticky nemôžeme vyfotiť čiernu dieru, pretože jednoducho nie je možné vyfotiť niečo, čo nevyžaruje alebo neodráža svetlo.

Pozrime sa však bližšie. Na obrázku nie je čierna diera, ale disk okolo nej. Uvidíte čierny priestor, ohnivý kruh a vo vnútri viac čierny.

To je čierna diera.

Na tomto obrázku nie je čierna diera viditeľná - a nemala by byť, ak sú naše fyzikálne zákony správne.

Samotný prsteň existuje kvôli javu, keď hviezda príde príliš blízko k čiernej diere a dostane sa do nej.

Kvôli obrovskému množstvu gravitačnej sily vyvíjanej čiernou dierou sa hviezda vtiahne dovnútra, kým nezostane iba prsteň. Krúžok sa nazýva narastací disk a je to najzreteľnejšia časť nasnímaného obrázka.

Ale nebude to navždy: čierna diera pokračuje v ťahu a po určitom čase sa tento prsteň zožerie.

Príbeh začína malým tímom novátorov a končí ďalekohľadom, ktorý je na rozdiel od všetkého, čo kedy svet videl.

Aj keď v poslednej dobe došlo k veľkému pokroku v technológii ďalekohľadov, na Zemi neexistuje jediný ďalekohľad, ktorý by dokázal zachytiť čiernu dieru. Sú príliš malé na to!

Teoreticky, aby ste mali taký druh rozlíšenia, by ste potrebovali teleskop veľkosti planéty Zem, a samozrejme to nie je možné. Na vyriešenie tohto problému narazili na nápad, ktorý bol skutočne inovatívny: ak jeden ďalekohľad nedokáže svoju prácu, potom by to mnohí mohli.

Ako sa ukázalo, mali pravdu.

Tím simuloval ďalekohľad tejto veľkosti pomocou globálnej siete misiek. Dvanásť rádioteleskopov umiestnených na rôznych miestach po celom svete bolo udržiavaných v synchronizácii s výkonnými atómovými hodinami. Každý ďalekohľad zhromažďoval a zaznamenával rádiové vlny prichádzajúce z blízkosti čiernej diery. Tieto údaje boli potom kombinované pomocou superpočítačov na vytvorenie obrazu čiernej diery.

Tento program zahŕňal podporu mnohých krajín a bol pomenovaný Event Horizon Telescope alebo EHT.

Táto čierna diera je vlastne to, čo sa nazýva supermasívna čierna diera, ktorá žije v strede galaxie Messier 87. Je to asi 7 miliárd krát väčšie ako naše Slnko. To je obrovské v porovnaní s inými superhmotnými čiernymi dierami.

Najdôležitejšou časťou tejto fotografie je miesto, kde nie je svetlo, tmavý kruh v strede, ktorý meria asi 25 miliárd kilometrov. To je skutočná čierna diera.

A na jeho okraji je miesto známe ako horizont udalostí, bod bez návratu. Akonáhle prekročíte horizont udalostí, gravitácia čiernej diery je taká silná, že nemôžete utiecť. Nie vy, ani najrýchlejšia kozmická loď, ani najrýchlejšia vec vo vesmíre: svetlo.

Aby bolo možné zachytiť tento obraz, muselo byť veľa správnych vecí dosť, aby sa mohol považovať za zázrak. Svetlo prešlo asi 55 miliónov svetelných rokov bez toho, aby sa absorbovalo plynom alebo časticami. Iba malá časť rádiových vĺn, ktoré zasiahli vonkajšiu atmosféru, sa nakoniec dostane na povrch, pretože väčšina z nich sa absorbuje alebo odráža. A aby tieto vlny mohli byť prijaté EHT, počasie muselo byť dobré a jasné na každom z 12 ďalekohľadov, vrátane Antarktídy.

Toto je prvý obrázok čiernej diery, ktorý sa kedy urobil, ale rozhodne to nie je posledná.

Ako po tomto prvom úspechu, tím vedcov spoločnosti EHT začal skúmať ďalšie čierne diery, v nádeji na ďalšie porozumenie týchto čiernych dier.

Tím teraz otočil obrovskú kameru smerom k ďalšej čiernej diere s názvom Strelec A *. Táto čierna diera je tá, ktorá je v strede našej vlastnej galaxie, Mliečnej dráhy. Veríme, že jeho obrázky budú zverejnené čoskoro.

S týmito obrázkami čiernych dier môžeme porozumieť viac o ich vlastnostiach a odpovedať na aktuálne nezodpovedané otázky, ako napríklad:

Prečo sú prítomné v strede galaxií? Prečo zvracajú masívne prúdy subatomárnych častíc do vesmíru? Ako presne ovplyvňujú časopriestorovú štruktúru okolo nich?

Aký vplyv by na nás jedného dňa mohli mať?

Chceš s nami písať? Aby sme diverzifikovali náš obsah, hľadáme nových autorov, ktorí píšu na Snipette. To znamená, že! Usilujúci spisovatelia: pomôžeme vám s tvarom vášho dielu. Zavedení autori: Kliknite sem a začnite.

Máte otázky? Poďme ich diskutovať nižšie. Poďte a pozdravte!