Promatranje okoline supermasivnih crnih rupa jedan je od najvećih izazova moderne astronomije. Ekstremna gravitacija crnih rupa savija svjetlost i zamagljuje detalje horizonta događaja, područja najbližeg crnoj rupi. Međutim, znanstvenici koji koriste teleskop Event Horizon (EHT) postigli su značajan napredak u prevladavanju ovih poteškoća. Nedavni testovi usmjereni su na poboljšanje jasnoće tih promatranja, čineći ih oštrijima nego ikad prije.
EHT tim je, u suradnji s Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i drugim opservatorijima, proveo testna promatranja usmjerena na postizanje veće rezolucije. Antene su detektirale svjetlost iz središta udaljenih galaksija na radijskoj frekvenciji od 354 GHz, što odgovara valnoj duljini od 0,87 mm. Rezultat ovih eksperimenata je postizanje nevjerojatno visoke razlučivosti od 19 mikrosekundi luka, što je najviša rezolucija ikada postignuta s površine Zemlje. Iako iz ovih testova još nema fotografija, zabilježeni su snažni svjetlosni signali iz nekoliko udaljenih galaksija, koristeći samo mali broj antena. Kada je cijeli EHT sustav usmjeren na ciljeve, postignuta je rezolucija od 13 mikrosekundi luka – usporedivo s gledanjem čepa boce na Mjesecu, gledano s površine Zemlje.
Što donose poboljšanja Event Horizon teleskopa?
Ovaj iskorak znači da znanstvenici sada mogu stvarati fotografije crnih rupa koje su do 50% oštrije od prethodnih. Prve fotografije crnih rupa u galaksiji M87 i Sagittariusa A* u našoj galaksiji, snimljene prije nekoliko godina na valnoj duljini od 1,33 mm, bile su revolucionarne, ali znanstvenici su težili još većoj preciznosti.
“Promatranjem crnih rupa pomoću teleskopa Event Horizon na valnoj duljini od 1,3 mm, po prvi put smo vidjeli njihove slike, no svijetli prsten, formiran savijanjem svjetlosti u gravitacijskom polju crne rupe, još uvijek je bio mutan,” izjavio je Alexander Raymond iz Jet Propulsion Laboratory. “S valnom duljinom od 0,87 mm, naše slike će biti jasnije i detaljnije, otkrivajući nove karakteristike crnih rupa, kako one koje smo očekivali, tako i one koje nismo.”
Sheperd “Shep” Doeleman, osnivač EHT-a i astrofizičar sa Centra za astrofiziku (CfA), naglasio je da će ova poboljšanja omogućiti bolji uvid u supermasivnu crnu rupu u središtu naše galaksije, ali i u druge crne rupe.
“Promjene u okolnom plinu, promatrane na različitim valnim duljinama, pomoći će nam da razjasnimo kako crne rupe privlače i akretiraju materiju, te kako lansiraju snažne mlazove koji se protežu kroz galaksije,” rekao je Doeleman. Osim toga, nova tehnika omogućit će otkrivanje još većeg broja udaljenih i tamnih crnih rupa nego što je to EHT dosad uspijevao.
Stvaranje globalnog radijskog teleskopa za proučavanje crnih rupa
Event Horizon teleskop djeluje kao virtualni radijski teleskop veličine Zemlje. Umjesto jedne masivne antene, ovaj sustav povezuje radijske antene diljem svijeta, koristeći tehniku nazvanu “vrlo duga bazna interferometrija” (VLBI). Svaka opservatorija šalje podatke u središnji procesni centar.
U ovom testu korišteno je šest opservatorija, uključujući Atacama niz, a eksperiment je proširio raspon valnih duljina EHT-a. Obično bi za postizanje veće rezolucije astronomi morali graditi veće teleskope, no s obzirom na to da je EHT već ‘veličine Zemlje’, jedina opcija bila je promjena frekvencije valnih duljina.
Testna promatranja na većoj rezoluciji označila su prvi uspješan pokušaj korištenja VLBI tehnike na valnoj duljini od 0,87 mm. Ovo je bio izazovan zadatak jer vodena para u atmosferi apsorbira više valova na toj valnoj duljini nego na 1,3 mm, stoga su astronomi radili na poboljšanju EHT-ove rezolucije povećanjem širine pojasa instrumenata. Promatranje je zahtijevalo i idealne uvjete na svim mjestima promatranja.
Ova poboljšanja trebala bi omogućiti astronomima snimanje visokokvalitetnih ‘video zapisa’ horizonta događaja oko crnih rupa. Također, planiraju se daljnje nadogradnje EHT-a, uključujući nove antene, detektore i ostale instrumente. Konačni cilj je stvoriti spektakularne slike i animacije materijala zarobljenog u ekstremnom gravitacijskom polju crnih rupa.
Povratak na prethodno istražene crne rupe
Buduća promatranja uključivat će ponovna istraživanja supermasivnih crnih rupa u galaksiji M87 i u srcu Mliječne staze. Ove crne rupe okružene su akrecijskim diskovima materijala koji se vrti prema crnoj rupi. Kada materijal prijeđe horizont događaja – točku bez povratka – zauvijek nestaje. Zato je iznimno važno pratiti takvu aktivnost, a tu EHT igra ključnu ulogu.
Sheperd Doeleman naglašava da će rezultati biti fascinantni: “Zamislite dodatne detalje koje dobivate prelaskom s crno-bijelih fotografija na fotografije u boji. Ova nova ‘vizija u boji’ omogućit će nam da razlikujemo učinke gravitacije od vrućeg plina i magnetskih polja koja hrane crne rupe i pokreću snažne mlazove kroz galaksije.”
Suradnja EHT-a sada s nestrpljenjem iščekuje ponovna promatranja M87* i Sgr A* na obje valne duljine, 1,3 mm i 0,87 mm. Cilj je preciznije izmjeriti veličine i oblike ovih crnih rupa, što će pomoći u procjeni brzine rotacije i orijentacije crnih rupa na nebu. Ako sve bude išlo prema planu, konzorcij od 400 članova EHT-a ostvarit će svoju glavnu misiju – pružiti najdetaljnije radijske slike crnih rupa koje su ikada snimljene, otkrivajući tajne ovih misterioznih objekata u srcima većine galaksija.
Trudimo se biti točni, ali ako mislite da smo u ovom članku napravili grešku, javite nam se. Također, ne zaboravite pratiti naš ekskluzivni kanal: https://t.me/s/kozmoshr.
