Opdateret den 11. april kl. 04:40 ET.
I går lå Earthlings først øje på et faktisk billede af et sort hul - og omdannede det, der kun levede i vores kollektive fantasi til konkret virkelighed.
Billedet afbilder en orange tonet, skæv ring, der omkranser den mørke skygge af et sort hul, der slynger op sagen 55 millioner lysår væk i midten af en galakse, der kaldes Jomfru A (Messier 87).
Dette slørede første blik er nok til at bekræfte, at Einsteins relativitetsteori fungerer selv ved grænsen til denne gigantiske afgrund - et ekstremt sted, hvor nogle troede, at hans ligninger ville bryde sammen. Men dette undvigende billede rejser mange spørgsmål. Her er nogle af dine spørgsmål besvaret.
Hvad er et sort hul?
Sorte huller er ekstremt tætte genstande, som intet, ikke engang lys, kan undslippe. Når de spiser nærliggende stof, vokser de i størrelse. Sorte huller dannes normalt, når en stor stjerne dør og kollapser på sig selv.
Supermassive sorte huller, som er millioner eller milliarder gange så massive som solen, menes at ligge i midten af næsten enhver galakse, inklusive vores egen. Vores kaldes Skytten A *.
Hvorfor har vi ikke set et billede af et sort hul før?
Sorte huller, selv supermassive, er ikke så store. For eksempel at tage et billede af det sorte hul midt i vores Mælkeveje, som menes at være omkring 4 millioner gange så massivt som solen, ville det være som at tage et billede af en DVD på månens overflade, Dimitrios Psaltis, en astrofysiker ved University of Arizona, fortalte Vox. Også sorte huller er typisk indhyllet af materiale, der kan skjule lyset omkring det sorte hul, skrev de.
Hvordan vidste vi inden dette billede, at der eksisterede sorte huller?
Einsteins relativitetsteori forudsagde først, at når en massiv stjerne døde, efterlod den en tæt kerne. Hvis denne kerne var over tre gange så massiv som solen, viste hans ligninger, at tyngdekraften producerede et sort hul, ifølge NASA.
Men indtil i går (10. april) kunne forskere ikke fotografere eller direkte observere sorte huller. Snarere er de afhængige af indirekte bevis - opførsel eller signaler fra andre objekter i nærheden. For eksempel klynger et sort hul stjerner op, der svinger for tæt på det. Denne proces opvarmer stjernerne, hvilket får dem til at udsende røntgenstrålesignaler, der kan påvises ved teleskoper. Nogle gange spytter sorte huller også kæmpe bursts af ladede partikler, som igen er detekterbare med vores instrumenter.
Forskere studerer også undertiden bevægelse af genstande - hvis de ser ud til at blive trukket underligt, kan et sort hul være den skyldige.
Hvad ser vi på billedet?
Sorte huller udsender i sig selv for lidt stråling til at blive detekteret, men som Einstein forudsagde kan man se et sort huls kontur og dens begivenhedshorisont - grænsen, som lys ikke kan undslippe af.
Det viser sig, det er sandt. Den mørke cirkel i midten er "skyggen" af det sorte hul, der afsløres af den glødende gas, der sidder ved begivenhedshorisonten omkring det. (Det sorte huls ekstreme tyngdekraft overopheder gassen, hvilket får den til at udsende stråling eller "glød"). Men gassen i begivenhedshorisonten er ikke rigtig orange - snarere valgte astronomerne, der var involveret i projektet, at farve radiobølgesignaler orange for at skildre, hvor lyse emissionerne er.
De gule toner repræsenterer de mest intense emissioner, mens røde viser lavere intensitet, og sort repræsenterer ringe eller ingen emissioner. I det synlige spektrum vil farven på emissionerne sandsynligvis blive set med det blotte øje som hvidt, måske let inficeret med blå eller rød.
Du kan læse mere i denne Live Science-artikel.
Hvorfor er billedet sløret?
Med den nuværende teknologi er det den højeste opnåelige opløsning. Opløsningen af Event Horizon Telescope er omkring 20 mikroarcsekunder. (Et mikroarcsekund er omtrent på størrelse med en periode i slutningen af en sætning, hvis du kiggede på det fra Jorden, og den periode lå i en indlægsseddel tilbage på månen, ifølge Journal of the Amateur Astronomers Association of New York.)
Hvis du tager et almindeligt foto, der indeholder millioner af pixels, sprænger det et par tusind gange og udjævner det, ser du omtrent den samme opløsning, som det ses i det sorte hulbillede, ifølge Geoffrey Crew, næstformand for Event Horizon Telescope. Men i betragtning af at de tegner et sort hul 55 millioner lysår væk, er det utroligt imponerende.
Hvorfor er ringen så uregelmæssig i form?
Missionsforskerne ved endnu ikke. ”Godt spørgsmål, og et, som vi håber at kunne svare på i fremtiden,” sagde Crew. "For øjeblikket er det, hvad M87 har vist os."
Hvordan fangede forskere dette billede?
Over 200 astronomer overalt i verden foretog målingerne ved hjælp af otte jordbaserede radioteleskoper, samlet kendt som Event Horizon Telescope (EHT). Disse teleskoper er typisk placeret på steder i højde såsom vulkaner i Hawaii og Mexico, bjerge i Arizona og den spanske Sierra Nevada, Atacama-ørkenen og Antarktis, ifølge en erklæring fra National Science Foundation.
I april 2017 synkroniserede astronomerne alle teleskoper for at foretage målinger af radiobølger, der udsendes fra begivenhedshorisonten for det sorte hul, alle på samme tid. Synkronisering af teleskoper svarede til at skabe et jordskiftteleskop med en imponerende opløsning på 20 mikroarekunder - nok til at læse en avis i hænderne på en New Yorker helt fra en café i Paris, ifølge erklæringen. (Til sammenligning er det sorte hul, de afbildede, ca. 42 mikroarcsekunder på tværs).
De tog derefter alle disse rå målinger, analyserede dem og kombinerede dem til det billede, du ser.
Hvorfor målte forskerne radiobølger snarere end synligt lys for at fange billedet?
De kunne få bedre opløsning ved hjælp af radiobølger, end hvis de brugte synligt lys. "Radiobølger tilbyder i øjeblikket den højeste vinkelopløsning af enhver teknik på nuværende tidspunkt," sagde Crew. Vinkelopløsning henviser til, hvor godt (den mindste vinkel) et teleskop kan skelne mellem to separate objekter.
Er dette et faktisk fotografi?
Nej, ikke i traditionel forstand. ”Det er vanskeligt at lave et billede med radiobølger,” sagde Crew. Missionsforskerne målte radiobølger, der udsendes fra det sorte huls begivenhedshorisont og behandlede derefter disse oplysninger med en computer for at skabe det billede, du ser.
Beviser dette billede endnu en gang Einsteins relativitetsteori?
Yep. Einsteins relativitetsteori forudsagde, at sorte huller findes, og at de har begivenhedshorisonter. Ligningerne forudsiger også, at begivenhedshorisonten skal være noget cirkulær, og størrelsen skal være direkte relateret til det sorte huls masse.
Se og se: en noget cirkulær begivenhedshorisont og det sorte huls udledte masse stemmer overens med skøn over, hvad det skal være baseret på bevægelsen af stjerner længere væk fra det.
Du kan læse mere på Space.com.
Hvorfor fangede de ikke et billede af vores egen galakas sorte hul i stedet for at vælge et langt væk?
M87 var den første forsker i sort hul, som de målte, så de først analyserede det, sagde Shep Doeleman, direktøren for Event Horizon Telescope, under en nyhedskonference. Men det var også en lettere at forestille sig i sammenligning med Skytten A *, der sidder i midten af vores galakse, tilføjede han. Det er fordi det er så langt væk, at det ikke "bevæger sig" meget i løbet af en aften med målinger. Skytten A * er meget tættere, så det er ikke så "fast" på himlen. Under alle omstændigheder "er vi meget glade for at arbejde på Sag A *," sagde Doeleman. "Vi lover ikke noget, men vi håber at få det meget snart."
