Atnaujinta balandžio 11 d., 16:40. ET.
Vakar Earthlings pirmą kartą atkreipė dėmesį į tikrąjį juodosios skylės atvaizdą - tai, kas gyvavo tik mūsų kolektyvinėse vaizduotėse, pavertė konkrečia tikrove.
Paveikslėlyje pavaizduotas oranžinio atspalvio žiedas, apjuosiantis tamsų juodos skylės šešėlį, kuris gaubia materiją, esančią 55 milijonų šviesmečių atstumu galaktikos, vadinamos Mergelė A (Mesjė 87), centre.
Šio neryškaus pirmo žvilgsnio pakanka patvirtinti, kad Einšteino reliatyvumo teorija veikia net ties šia milžiniška bedugnės riba - kraštutine vieta, kur kai kurie manė, kad jo lygtys suirs. Tačiau šis nemandagus vaizdas kelia daug klausimų. Čia yra keletas jūsų atsakytų klausimų.
Kas yra juodoji skylė?
Juodosios skylės yra ypač tankūs objektai, iš kurių nieko, net ir šviesos, neišeis. Valgydami šalia esančią medžiagą, jos auga. Juodosios skylės paprastai susidaro, kai didelė žvaigždė miršta ir griūna ant savęs.
Manoma, kad milžiniškos juodosios skylės, milijonų ar milijardų kartų masyvesnės už saulę, yra beveik kiekvienos galaktikos centre, įskaitant ir mūsų pačių. Mūsų vardas yra Šaulys A *.
Kodėl anksčiau nematėme juodosios skylės vaizdo?
Juodosios skylės, net supermasyvios, nėra tokios didelės. Pavyzdžiui, fotografuoti juodąją skylę mūsų Pieno kelio centre, kuri, manoma, yra maždaug 4 milijonus kartų didesnė už saulę, būtų kaip nusifotografuoti DVD Mėnulio paviršiuje, „Dimitrios“. „Vox“ pasakojo Arizonos universiteto astrofizikas Psaltis. Be to, juodosios skylės paprastai yra uždengtos medžiaga, galinčia užtemdyti juodąją skylę supančią šviesą, rašė jie.
Prieš žinodami, kaip mes žinojome, kad egzistuoja juodosios skylės?
Einsteino reliatyvumo teorija pirmiausia numatė, kad mirus masinei žvaigždei ji paliko tankų branduolį. Jei ši šerdis buvo daugiau nei tris kartus masyvesnė už saulę, jo lygtys parodė, kad gravitacijos jėga sukūrė juodąją skylę, teigia NASA.
Tačiau iki vakar (balandžio 10 d.) Mokslininkai negalėjo fotografuoti ar tiesiogiai stebėti juodųjų skylių. Jie veikiau rėmėsi netiesioginiais įrodymais - elgesiu ar signalais, sklindančiais iš kitų šalia esančių objektų. Pavyzdžiui, juodoji skylė užgožia žvaigždes, kurios vejasi per arti. Šis procesas šildo žvaigždes, todėl jos skleidžia rentgeno signalus, kuriuos galima aptikti teleskopais. Kartais juodosios skylės taip pat išspjauna milžiniškus įkrovusių dalelių plyšius, kuriuos vėl galima aptikti mūsų instrumentais.
Mokslininkai taip pat kartais tiria objektų judėjimą - jei atrodo, kad jie keistai traukiami, kaltininkė gali būti juodoji skylė.
Ką mes matome paveikslėlyje?
Pačios juodosios skylės skleidžia per mažai spinduliuotės, kad jas būtų galima aptikti, tačiau, kaip numatė Einšteinas, galima pamatyti juodosios skylės kontūrą ir jos įvykių horizontą - ribą, per kurią šviesa negali išeiti.
Pasirodo, tai tiesa. Tamsus ratas viduryje yra juodosios skylės „šešėlis“, kurį atskleidžia žėrinčios dujos, sėdinčios įvykio horizonte aplink jį. (Ypatingas juodos skylės gravitacinis traukimas perkaitina dujas, sukeldamas jų spinduliavimą arba „švytėjimą“). Tačiau įvykio horizonte esančios dujos nėra iš tikrųjų oranžinės spalvos - projekte dalyvaujantys astronomai pasirinko nuspalvinti radijo bangų signalus oranžine spalva, kad būtų parodyta, kaip ryškiai išsiskiria spinduliuotė.
Geltoni tonai rodo intensyviausią išmetimą, o raudoni - mažesnį intensyvumą, o juodi - mažai arba visai neišmeta. Matomame spektre spinduliuotės spalva greičiausiai būtų matoma plika akimi kaip balta, galbūt šiek tiek sugadinta mėlyna arba raudona.
Daugiau galite perskaityti šiame „Live Science“ straipsnyje.
Kodėl vaizdas neryškus?
Naudojant dabartines technologijas, tai yra aukščiausia įmanoma skiriamoji geba. „Event Horizon“ teleskopo skiriamoji geba yra apie 20 mikrosekundžių. (Vienas Niujorko mėgėjų astronomų asociacijos žurnalas rodo, kad sakinio pabaigoje yra maždaug mikrosekundė, jei žiūrėtumėte į ją iš Žemės, o periodas buvo lapelyje, paliktame mėnulyje.)
Jei fotografuosite paprastą nuotrauką, kurioje yra milijonai taškų, kelis tūkstančius kartų išpūskite ją ir išlyginkite, pamatysite maždaug tokią pat skiriamąją gebą kaip ir juodosios skylės atvaizde, sako Geoffrey Crew, Komisijos pirmininko pavaduotojas. Renginio horizonto teleskopas. Bet atsižvelgiant į tai, kad jie vaizduoja juodąją skylę, esančią 55 milijonų šviesmečių atstumu, tai yra nepaprastai įspūdinga.
Kodėl žiedas yra tokios netaisyklingos formos?
Misijos mokslininkai dar nežino. „Geras klausimas, į kurį tikimės atsakyti ateityje“, - sakė įgula. "Kol kas tai yra tai, ką mums parodė M87."
Kaip mokslininkai užfiksavo šį vaizdą?
Aštuoni antžeminiai radijo teleskopai, bendrai vadinami „Event Horizon Telescope“ (EHT), matavimus atliko daugiau nei 200 astronomų visame pasaulyje. Šie teleskopai paprastai yra aukštikalnėse, tokiose kaip ugnikalniai Havajuose ir Meksikoje, Arizonos kalnuose ir Ispanijos Siera Nevadoje, Atakamos dykumoje ir Antarktidoje, teigiama Nacionalinio mokslo fondo pranešime.
2017 m. Balandžio mėn. Astronomai sinchronizavo visus teleskopus, kad galėtų išmatuoti radijo bangas, skleidžiamas iš juodosios skylės įvykio horizonto, tuo pačiu metu. Teleskopų sinchronizavimas buvo panašus į Žemės dydžio teleskopo, turinčio įspūdingą 20 mikroatsekundų skiriamąją gebą, sukūrimą - to užtenka, norint perskaityti laikraštį „New Yorker“ rankose iš kavinės Paryžiuje, teigiama pranešime. (Palyginimui, juodoji skylė, kurią jie nufotografavo, yra apie 42 mikrosekundės).
Tada jie paėmė visus šiuos neapdorotus matavimus, išanalizavo juos ir sujungė į vaizdą, kurį matote.
Kodėl mokslininkai matavo radijo bangas, o ne matomą šviesą, kad užfiksuotų vaizdą?
Jie galėtų gauti geresnę skiriamąją gebą naudodami radijo bangas, nei naudodami matomą šviesą. „Radijo bangos šiuo metu siūlo aukščiausią kampinę bet kurios technikos skiriamąją gebą“, - teigė įgula. Kampinė skiriamoji geba nurodo, kaip gerai (mažiausią kampą) teleskopas gali atskirti tarp dviejų atskirų objektų.
Ar tai tikra nuotrauka?
Ne, ne tradicine prasme. „Sunku padaryti vaizdą radijo bangomis“, - teigė įgula. Misijos mokslininkai išmatavo radijo bangas, skleidžiamas iš juodosios skylės įvykio horizonto, ir tada apdorojo šią informaciją kompiuteriu, kad būtų padarytas jūsų vaizdas.
Ar šis vaizdas dar kartą įrodo Einšteino reliatyvumo teoriją?
Taip. Einšteino reliatyvumo teorija numatė, kad juodosios skylės egzistuoja ir kad jos turi įvykių horizontą. Lygtys taip pat numato, kad įvykio horizontas turėtų būti šiek tiek apskritas, o dydis turėtų būti tiesiogiai susijęs su juodosios skylės mase.
Žiūrėkite: šiek tiek apskrito įvykio horizonto ir numanomos juodosios skylės masės sutampa su įvertinimais, kuo ji turėtų būti grindžiama žvaigždžių judėjimu toliau nuo jo.
Daugiau galite perskaityti svetainėje Space.com.
Kodėl jie neužfiksavo mūsų pačių galaktikos juodosios skylės vaizdo, užuot pasirinkę vieną iš toli?
„M87“ buvo pirmieji juodosios skylės tyrėjai, išmatuoti, todėl jie pirmiausia išanalizavo, - per spaudos konferenciją sakė „Event Horizon“ teleskopo direktorius Shepas Doelemanas. Jis taip pat buvo lengviau atvaizduoti, palyginti su Šauliu A *, kuris yra mūsų galaktikos centre, pridūrė jis. Taip yra todėl, kad jis taip toli, kad per vakarą matuojant jis daug „nejuda“. Šaulys A * yra daug arčiau, todėl jis nėra toks „fiksuotas“ danguje. Bet kokiu atveju, "mes labai džiaugiamės galėdami dirbti su Sag A *", sakė Doelemanas. "Mes nieko nežadame, bet tikimės, kad tai sulauksime labai greitai."
