McGoris #108 - Uzyskano pierwsze, bezpośrednie zdjęcie czarnej dziury!

Astronomowie pokazali wczoraj pierwszy obraz czarnej dziury (a tak naprawdę jej cienia). Udało się to osiągnąć przy obserwacjach supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki M87. Udział w odkryciu brali również Polacy.

Za pomocą sieci radioteleskopów z różnych części świata o nazwie Event Horizon Telescope (EHT) udało się po raz pierwszy uzyskać bezpośrednie zdjęcie czarnej dziury, a dokładnie - jej cienia.

Globalna sieć teleskopów z prawie całego świata. Źródło: NRAO.

EHT łączy radioteleskopy i sieci radioteleskopów z różnych miejsc na Ziemi, by przeprowadzić obserwacje za pomocą tzw. interferometrii wielkobazowej (VLBI) i utworzyć wirtualny teleskop o wielkości naszej planety. Rozdzielczość takiego "wielkiego teleskopu" pozwoli na przeczytanie numeru karty kredytowej, położonej na Księżycu.

W ten sposób w przypadku supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87 udało się uzyskać kątową zdolność rozdzielczą 20 mikrosekund łuku.

Łącznie przy projekcie EHT pracuje ponad 200 naukowców z Europy, Afryki, Ameryki Południowej, Ameryki Północnej, Azji. W składzie konsorcjum EHT znajduje się 13 instytucji.


Z kolei zaangażowane w obserwacje teleskopy to:

-ALMA,
-APEX,
-IRAM 30-meter Telescope,
-IRAM NOEMA Observatory,
-James Clerk Maxwell Telescope (JCMT),
-Large Millimeter Telescope (LMT),
-Submillimeter Array (SMA),
-Submillimeter Telescope (SMT),
-South Pole Telescope (SPT),
-Kitt Peak Telescope,
-Greenland Telescope (GLT).

Obserwacje prowadzono za pomocą fali o długości 1,3 mm. Udało się uzyskać obraz cienia czarnej dziury oraz wyznaczyć jej masę w sposób niezależny od wyznaczeń masy na podstawie dynamiki gwiazd w M87. Wyznaczona masa to 6,5 miliardów mas Słońca. Z kolei odległość do czarnej dziury wynosi 55 milionów lat świetlnych. Sam cień czarnej dziury mierzy nie więcej niż 40 miliardów kilometrów, a horyzont zdarzeń jest od niego około 2,5 razy mniejszy. Oto końcowe zdjęcie:

Cień czarnej dziury, rzucany na gęstą, otaczającą centrum galaktyki materię. Źródło: EHT Collaboration.

Dlaczego akurat wybrano galaktykę M87 w Pannie? Odległą o 55 milionów lat świetlnych?

Najpierw wieloktrotnie obserwowano strukturę w kształcie pierścienia w sercu galaktyki M87. Wewnątrz tej struktury znajduje się ciemny obszar. Po upewnieniu się, że wszystkie elementy występują w kolejnych obserwacjach EHT zaczęto sprawdzać wyniki obserwacji z przewidywaniami modeli teoretycznych, takich które uwzględniają uwzględniającymi fizykę zakrzywionej przestrzeni, supergrzanie materii i silne pola magnetyczne. Okazało się, że obserwacje zgadają się z przewidywaniami teoretycznymi. Ten ciemny obszar w środku to cień czarnej dziury!


W projekcie Teleskopu Horyzontu Zdarzeń bierze udział dwóch Polaków:


-prof. Monika Mościbrodzka z Radboud University w Nijmegen w Holandii,
-dr Maciek Wielgus z Black Hole Initiative na Harvard University w USA. 


Prof. Mościbrodzka kieruje grupą badawczą zajmującą się polaryzacją, była też w gronie naukowców referujących uzyskane wyniki podczas konferencji prasowej w Brukseli. Z kolei dr Wielgus kieruje statystyczną weryfikacją danych oraz badaniem czasowej zmienności obserwowanych źródeł.

To zdjęcie jest przełomowe w dziejach nauki. Osiągnięto to, co jeszcze te 10-20 lat temu było prawie niemożliwe. To zdjęcie pokazuje nam, że czarne dziury to nie są wymysły, a naprawdę istnieją!

Źródło: https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/uzyskano-pierwsze-w-historii-zdjecie-czarnej-dziury