טלסקופ אירוע אופק מנסה לצלם את התמונה הראשונה של חור שחור

אסטרונומים תכננו טלסקופים של רדיו ברחבי העולם למצלמה וירטואלית בגודל כדור הארץ לניסוי חדש ונועז שניסה להציג את התמונה הראשונה של חור שחור. שיתוף הפעולה של הטלסקופ מוגדר ל פרסמו הודעה גדולה על התוצאות השבוע , וחברים גם תיארו את גישת המחקר שלהם בשיחה במרץ.

חורים שחורים הם עיוותים קיצוניים בזמן החלל שהם כה חזקים, כוח הכבידה המאסיבי שלהם אפילו לא נותן לאור לברוח ברגע שהוא מתקרב מספיק.

הרעיון של האסטרונומים הוא לצלם את הצללית האטומה של חור שחור יצוק על רקע בהיר. קצה הצל הוא אופק האירוע, נקודת אל חזור של חור שחור. תמונה שווה אלף מילים, ותצלום של חור שחור יהיה כלי חשוב להבנת אסטרופיזיקה, קוסמולוגיה ותפקיד החורים השחורים ביקום.

קָשׁוּר: 'תוצאה פורצת דרך' המגיעה מטלסקופ אופק אירועי ציד חור שחור

צילום סטילס של סימולציית וידיאו שמראה כיצד עשוי להיראות צל של חור שחור. האנימציה הוצגה בסרט קצר על פרויקט טלסקופ אירוע אופק (EHT), שהופק על ידי פיטר גליסון וצ

צילום סטילס של סימולציית וידיאו שמראה כיצד עשוי להיראות צל של חור שחור. האנימציה הוצגה בסרט קצר על פרויקט טלסקופ אירוע אופק (EHT), שהופק על ידי פיטר גליסון וצ'ילד קינג. צפה בהודעה בשידור חי על התוצאות הראשונות של טלסקופ אירוע אופק האופק ב -10 באפריל 2019 בשעה 9 בבוקר EDT פה .(אשראי תמונה: EHT Outreach/ יוטיוב )

אם אסטרונאוט הניח תפוז על פני הירח, פרי ההדרים יהיה קשה מאוד לצפייה מכדור הארץ. חורים שחורים קשה לא פחות לאתר, אמר שפרד דואלמן, מנהל הפרויקט של פרויקט חדש שאפתני בשם טלסקופ אופק האירוע.

דואלמן שיתף את האנקדוטה הזו עם קהל בפאנל בפסטיבל South by Southwest (SXSW) באוסטין, טקסס, בחודש שעבר. Doeleman וחברי שיתוף הפעולה סרה מרקוף, פיטר גליסון ודימיטריוס פסאלטיס האירו כיצד פועל הפרויקט במהלך אירוע SXSW, ' EHT: מאמץ פלנטרי לצלם חור שחור . '

חורים שחורים הם מבנים מסיביים בהשוואה לכוכבי לכת ובני אדם. אבל מה שנראה לנו גדול הוא בקנה מידה גלקטי זעיר. אז צילום אופק האירועים של חור שחור מסובך.

האמן הזה

התרשמותו של אמן זה מתארת חור שחור סופר -מסיבי שמסתובב במהירות מוקף בדיסק צבירה. הדיסק הדק הזה של חומר מסתובב מורכב משאריות של כוכב דמוי שמש אשר נקרע על ידי כוחות הגאות של החור השחור. זעזועים בפסולת המתנגשת וכן בחום שנוצר בהצטברות הובילו להתפרצות אור, הדומה לפיצוץ סופרנובה.(אשראי תמונה: ESO, ESA / האבל, מ 'קורנמסר / נ' ברטמן)

'אחד ממטרות ה- EHT הוא כ -10 אחוזים מהגודל של מערכת השמש שלנו', אמרה סרה מרקוף, אסטרופיזיקאית מאוניברסיטת אמסטרדם, במהלך הפאנל. החור השחור העל -מסיבי במרכז שביל החלב, נקרא מזל קשת A* , בערך בגודל מסלולו של מרקורי, הוסיף דואלמן.

אם ספינת חלל תוכל להוציא אסטרונומים משביל החלב, שהוא גדול פי 50 מיליארד מקשת A*, לפי מרקוף, אז זה יהיה די מסובך לזהות את החור השחור הזה בין מיליארדי כוכבים וכוכבי לכת אחרים בגלקסיה.

כדי לצפות בחור השחור העל -מסיבי במרכז גלקסיה של שביל החלב, או בכדי לצפות בעוד אחד ממטרות הפרויקט - החור השחור העל -מסיבי שבליבה של הגלקסיה האליפטית הענקית מסייר 87 - צוות EHT היה צריך להפוך את כדור הארץ לטלסקופ וירטואלי. פּלַטפוֹרמָה. הסיבה לכך היא שכוחו של טלסקופ לפתור תמונות מוגבל לגודל המנה שלו, ועל ידי שימוש במערך מכשירים ברחבי העולם, הצוות מפרק למעשה את המנה ומפזר את החלקים ברחבי העולם כדי ליצור עין חלל אחת גדולה.

קָשׁוּר: החור השחור הענק הזה מסתובב בחצי ממהירות האור!

טלסקופ הקוטב הדרומי מואר על ידי שביל החלב והאורורה אוסטרליס (אורות דרום). צפו בהודעה בהודעת שידור חי של טלסקופ אירוע אופק

טלסקופ הקוטב הדרומי מואר על ידי שביל החלב והאורורה אוסטרליס (אורות דרום). צפה בהודעה בשידור חי על התוצאות הראשונות של טלסקופ אירוע אופק האופק ב -10 באפריל 2019 בשעה 9 בבוקר EDT פה .(קרדיט תמונה: דניאל מיכליק/טלסקופ הקוטב הדרומי)

מצפות טלסקופ הרדיו המעורבות בתצפיות של EHT לשנת 2017 היו ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array בצ'ילה; APEX (ניסוי Atacama Pathfinder) בצ'ילה; IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) בספרד; LMT (טלסקופ מילימטר גדול) במקסיקו; SMT (טלסקופ תת מילימטר) באריזונה; JCMT (טלסקופ מקסוול ג'יימס) בהוואי; SMA (מערך תת מילימטר) בהוואי; ו- SPT (טלסקופ הקוטב הדרומי) באנטארקטיקה.

התבוננות מתואמת נעשתה גם ברצועות הרנטגן ובקרני הגמא.

קשת A* רדומה, מה שאומר שהיא לא צורכת באופן פעיל הרבה כוכבים וגזים סמוכים ומשחררת קרינה. חור שחור פעיל אורב בתוך מסייר 87. כדי לראות את החור השחור המאסיבי השכונתי ואת זה המתפתל רחוק יותר, הטלסקופים צריכים להתבונן 'בכל הטווח של הספקטרום האלקטרומגנטי, מהרדיו ועד קרני הגמא', אמר מרקוף.

רשת הטלסקופ אירוע אופק, ממופה ב- GoogleMaps עם נתונים של נאס

רשת הטלסקופ אירוע אופק, ממופה ב- GoogleMaps עם נתונים של נאס'א וטראמטריקס. צפה בהודעה בשידור חי על התוצאות הראשונות של טלסקופ אירוע אופק האופק ב -10 באפריל 2019 בשעה 9 בבוקר EDT פה .(קרדיט תמונה: טלסקופ אירוע אופק)

האם איינשטיין צדק במאה אחוז?

בבסיס הפרויקט, 200 המדענים שלו רוצים לענות על שתי שאלות, לדברי פסאלטיס, אסטרונום ופיזיקאי מאוניברסיטת אריזונה. הראשון הוא אם אפשר לצלם חור שחור. אבל הדבר השני החשוב שהם שואלים הוא אם איינשטיין צדק במאת האחוזים לגבי ההתנהגות של חורים שחורים.

'איינשטיין אמר לנו לפני 100 שנה בדיוק מה הגודל והצורה של הצל [החור השחור] הזה צריך להיות. אם נוכל להניח סרגל על הצל הזה, נוכל לבדוק את התיאוריה של איינשטיין לגבי גבול החור השחור ', אמר דואלמן.

הצוות רצה גם לבנות מודלים שיתארו חורים שחורים בנסיבות שונות, אשר יושוו לאחר מכן לתצפיות EHT.

אינפוגרפיקה זו מציגה הדמיה של היציאה (אדום בוהק) מחור שחור ודיסק ההצטברות סביבו, עם תמונות מדומות של שלוש הצורות הפוטנציאליות של אופק האירוע.

אינפוגרפיקה זו מציגה הדמיה של היציאה (אדום בוהק) מחור שחור ודיסק ההצטברות סביבו, עם תמונות מדומות של שלוש הצורות הפוטנציאליות של צל אופק האירוע.(קרדיט תמונה: ESO/N. Bartmann/A. Broderick/C.K. Chan/D. Psaltis/F. Ozel)

בעבודה המתוארת ב- SXSW, הצוות השתמש ביחידות עיבוד גרפי (GPUs), כמו אלה המשמשות בקונסולות משחקי הווידאו האהובות עליך או במחשב שלך, כדי לדגמן את כל הזנים ההיפותטיים של סביבת חורים שחורים. הם ייצרו מאות ג'יגה -בייט של נתוני נפח תלת -ממד כדי לדגמן את האפשרויות. פסאלטיס אמר כי פוטונים, פלזמה, גז ושדות מגנטיים מתוארים כולם בתחזית של חור שחור.

ברגע שהם מקבלים אחד, הצוות יכול להשוות תמונה של צל של חור שחור לתרחישים השונים שעובדים על ידי ה- GPU על מנת לבצע את הסימולציה המציאותית ביותר של התנהגותו של חור שחור, בהתבסס על ההבנה הנוכחית שלנו בפיזיקה.

'מה שתמונת החור השחור יכול לעשות עבורנו, אם נצליח להשיג זאת, תהיה לקחת משהו שהוא הקיצוני ביותר, החיזוי המוזר ביותר של תורת היחסות הכללית, אחד ההישגים הגדולים של המוח האנושי, [ול] לשלב אותו עם האלקטרוניקה המתקדמת ביותר עם שיתוף פעולה בקנה מידה פלנטרי עם הסטטיסטיקה המתקדמת ביותר [ו] טכניקות הדמיה חדשות ', אמר גליסון, פרופסור מאוניברסיטת הרווארד, במהלך הפאנל. 'זה כמו ליצור מצלמה חדשה עם סרט חדש, עדשה מסוג חדש, לשלב אותה עם מצלמות אחרות, בבת אחת, ואם זה יכול לקרות, אם באמת היינו יכולים להיכנס ולראות ממש קרוב לאופק. . '

גליסון הוסיף כי התמונה הראשונה של חור שחור תוכיח, מעבר לכל צל של ספק - משחק מילים - כי אכן קיימים מבנים ענקיים, אדירים וחמקמקים אלה.