Det internationale Event Horizon Telescope (EHT) -konsortium, der sigter mod at fange de første billeder af kanterne af sorte huller, frigav sine første resultater i dag (10. april). Hemmeligheden bag projektets succes er, hvordan det forbinder radioskiver over hele kloden for at skabe et virtuelt teleskop om jordens størrelse.
Sorte huller har tyngdekrafttræk så kraftige, at tidligere tærskler kendt som deres begivenhedshorisonter, intet kan undslippe, ikke engang lys. Selvom dette betyder, at sorte huller simpelthen ser sort ud, sigter forskerne stadig på at fange de bedste fotos, de kan, af objektenes omgivelser, som muligvis lyser med lys. Disse billeder afslører muligvis hemmeligheder om den mystiske struktur af sorte huller, og hvordan de påvirker deres miljøer.
EHT sigter mod image supermassive sorte huller millioner til milliarder gange solens masse. For eksempel er det sorte hul Skytten A *, midt i Mælkevejen, ca. 4,3 millioner gange massen af vores sol, mens det sorte hul i hjertet af M87-galaksen, som det nu har frigivet et billede af, er omkring 6 milliarder solmasser.
EHT jager efter en skygge eller silhuet på en lys baggrund - konturerne af begivenhedshorisonten. Selvom skyggen af Skytten A * er cirka 30 gange solens diameter, ligger dette sorte hul omkring 26.000 lysår fra Jorden, og så fra vores perspektiv er skyggen omtrent den samme størrelse som en orange ville vises på måne. Det sorte hul i hjertet af M87 er omkring 2.000 gange længere væk fra Jorden end Skytten A * og er dermed endnu sværere at se (skønt den er meget større).
Derudover er sorte hulskygger meget svage, når det kommer til at udsende radiosignaler af interesse for EHT. At fange nok energi fra Skytten A * til at tænde en 1-watts lyspære i 1 sekund ville tage en af projektets antenner omkring 250 millioner år.
For at afbilde disse sorte huller har EHT radioteleskoper rundt om i verden, fra De Forenede Stater til Mexico til Chile til Sydpolen, og observerer de samme mål på samme tid. Ved at samle data unisont og sy dem sammen, kan dette netværk fungere som et enkelt stort teleskop, et, der forhåbentlig har tilstrækkelig forstørrelseskraft til at se endnu fjerne, svage objekter.
I 2017 omfattede projektet otte radioobservatorier, og yderligere tre forventes at tilslutte sig inden 2020. "Ved at have så mange observatorier som muligt kan du forbedre billedet," fortalte Avi Loeb, formand for astronomi ved Harvard University, Space. com. (Loeb er ikke medlem af EHT-holdet.)
For at sikre, at radioteleskopene fungerer synkroniseret, stempler hver sin tid sine data ved hjælp af atomur, der fyrer maser (mikrobølgelaser) på brintgas. Atomerne i denne gas vingler med en præcis frekvens, ligesom svingende pendler gør i bedstefarure. Atomurene, der afhænger af disse brintmasker, er ekstraordinært stabile og mister kun ca. 1 sekund hvert 100 millioner år.
Forskere har længe haft netværk med flere teleskoper, der fungerer som enkelt store teleskoper, en teknik kendt som meget lang baseline-interferometri. En vigtig udfordring med at udtænke EHT arbejdede imidlertid med de relativt høyfrekvente radiobølger, der var nødvendige for at afbilde disse sorte huller.
"Den hastighed, hvormed data registreres med Event Horizon Telescope, er i det mindste en størrelsesorden hurtigere end gammel meget lang baseline-interferometri, men med moderne computere blev dette muligt," sagde Loeb.
Imidlertid kan de største udfordringer, som Event Horizon Telescope havde at tackle, ikke have været tekniske, men sociale.
"Jeg vil sige, at det største resultat ved dette projekt er at være i stand til at koordinere forskellige observatorier i forskellige lande rundt om i verden," sagde Loeb. "Astronomer er ret konkurrencedygtige, og at overbevise hundreder af dem om at arbejde sammen og finde ud af, hvem lederen er, hvorfor denne person skal være lederen, og hvordan de alle skal få kredit er ret en udfordring."
- Sort hulquiz: Hvor godt kender du naturens underligste kreationer?
- Astronomer til Peer i et sort hul for første gang med Event Horizon Telescope
- Dette enorme sorte hul roterer med halv lysets hastighed!
