Event Horizon-teleskopet prøver å ta det første bildet av et svart hull

Astronomer orkestrerte radioskålteleskoper over hele verden til et virtuelt kamera i jordstørrelse for et dristig nytt eksperiment som forsøkte å levere det første bildet av et svart hull noensinne. Teleskopsamarbeidet er satt til gjør en stor kunngjøring om resultatene denne uken , og medlemmer beskrev også sin forskningstilnærming ved en tale i mars.

Svarte hull er ekstreme vridninger i romtiden som er så sterke, at deres massive tyngdekraft ikke engang lar lys slippe ut når det kommer nær nok.



Astronomenes idé er å fotografere den sirkulære ugjennomsiktige silhuetten av et svart hull kastet på en lys bakgrunn. Skyggens kant er hendelseshorisonten, et svart hulls punkt uten retur. Et bilde er verdt tusen ord, og et fotografi av et svart hull ville være et viktig verktøy for å forstå astrofysikk, kosmologi og rollen som sorte hull i universet.

I slekt: 'Banebrytende resultat' kommer fra Black-Hole Hunting Event Horizon Telescope

En stillbilde av en videosimulering som viser hvordan en svart hullskygge kan se ut. Animasjonen ble omtalt i en kortfilm om Event Horizon Telescope (EHT) -prosjektet, produsert av Peter Galison og Chyld King. Se en livestreamet kunngjøring av Event Horizon Telescope

En stillbilde av en videosimulering som viser hvordan en svart hullskygge kan se ut. Animasjonen ble omtalt i en kortfilm om prosjektet Event Horizon Telescope (EHT), produsert av Peter Galison og Chyld King. Se en livestreamet kunngjøring av Event Horizon Telescope's første resultater 10. april 2019 kl. 9 EDT her .(Bildekreditt: EHT Outreach/ Youtube )

Hvis en astronaut la en appelsin på overflaten av månen, ville sitrusfruen være veldig vanskelig å se fra jorden. Svarte hull er like vanskelig å få øye på, sa Sheperd Doeleman, prosjektdirektør for et ambisiøst nytt prosjekt kalt Event Horizon Telescope.

Doeleman delte denne anekdoten med et publikum på et panel på South by Southwest (SXSW) festivalen i Austin, Texas, forrige måned. Doeleman og andre medarbeidere Sera Markoff, Peter Galison og Dimitrios Psaltis belyste hvordan prosjektet fungerer under SXSW -arrangementet, ' EHT: Et planetarisk forsøk på å fotografere et svart hull . '

Svarte hull er massive strukturer sammenlignet med planeter og mennesker. Men det som virker stort for oss, er i galaktisk skala teeny-tiny. Så det å fotografere et svart hulls hendelseshorisont er komplisert.

Denne artisten

Denne kunstnerens inntrykk viser et raskt spinnende supermassivt svart hull omgitt av en opptaksdisk. Denne tynne skiven av roterende materiale består av restene av en sollignende stjerne som ble revet fra hverandre av tidevannskreftene i det sorte hullet. Støt i de kolliderende ruskene samt varmen som genereres under tilvekst, førte til et lysutbrudd som lignet en supernova -eksplosjon.(Bildekreditt: ESO, ESA / Hubble, M. Kornmesser / N. Bartmann)

'Et av EHT -målene er omtrent 10 prosent av størrelsen på vårt solsystem,' sa Sera Markoff, en astrofysiker fra University of Amsterdam, under panelet. Det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien, kalt Skytten A* , er omtrent på størrelse med kvikksølvbanen, la Doeleman til.

Hvis et romskip kunne glide astronomer ut av Melkeveien, som er omtrent 50 milliarder ganger større enn Skytten A*, ifølge Markoff, ville det være ganske vanskelig å oppdage dette sorte hullet blant milliarder av andre stjerner og planeter i galaksen.

For å observere det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien, eller for å se et annet av prosjektets mål - det supermassive sorte hullet i kjernen av den supergigant elliptiske galaksen Messier 87 - måtte EHT -teamet gjøre Jorden til et virtuelt teleskop plattform. Det er fordi et teleskops kraft til å løse bilder er begrenset til størrelsen på fatet, og ved å bruke en rekke instrumenter over hele verden, bryter teamet effektivt opp parabolen og sprer brikkene globalt for å lage et stort romøye.

I slekt: Dette enorme svarte hullet snurrer med halv lyshastighet!

Sydpolsteleskopet belyst av Melkeveien og Aurora Australis (sørlys). Se en livestreamet kunngjøring av Event Horizon Telescope

Sydpolsteleskopet belyst av Melkeveien og Aurora Australis (sørlys). Se en livestreamet kunngjøring av Event Horizon Telescope's første resultater 10. april 2019 kl. 9 EDT her .(Bildekreditt: Daniel Michalik/South Pole Telescope)

Radioteleskopobservatoriene som var involvert i EHTs 2017 -observasjoner var ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile; APEX (Atacama Pathfinder Experiment) i Chile; IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) i Spania; LMT (Large Millimeter Telescope) i Mexico; SMT (Submillimeter Telescope) i Arizona; JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) på Hawaii; SMA (SubMillimeter Array) i Hawaii; og SPT (South Pole Telescope) i Antarktis.

Det ble også gjort koordinerte observasjoner i røntgen- og gammastrålebåndene.

Skytten A* er sovende, noe som betyr at den ikke aktivt bruker mye stjerner og gass i nærheten, og frigjør stråling. Et aktivt svart hull lurer inne i Messier 87. For å se det supermassive sorte hullet i nabolaget og det som slynger seg lengre unna, må teleskopene observere 'hele området for det elektromagnetiske spekteret, fra radioen til gammastrålene,' sa Markoff.

Event Horizon Telescope -nettverket, kartlagt på GoogleMaps med data fra NASA og TerraMetrics. Se en livestreamet kunngjøring av Event Horizon Telescope

Event Horizon Telescope -nettverket, kartlagt på GoogleMaps med data fra NASA og TerraMetrics. Se en livestreamet kunngjøring av Event Horizon Telescope's første resultater 10. april 2019 kl. 9 EDT her .(Bildekreditt: Event Horizon Telescope)

Var Einstein 100% rett?

I kjernen av prosjektet ønsker de 200 forskerne å svare på to spørsmål, ifølge Psaltis, en astronom og fysiker ved University of Arizona. Det første er ganske enkelt hvis det er mulig å fotografere et svart hull. Men det andre viktige de spør er om Einstein hadde 100 prosent rett om hvordan sorte hull oppfører seg.

Einstein fortalte oss for 100 år siden nøyaktig hva størrelsen og formen på [det svarte hullets] skygge skulle være. Hvis vi kunne legge en linjal over den skyggen, ville vi kunne teste Einsteins teori om grensen for det sorte hullet, sa Doeleman.

Teamet ønsket også å bygge modeller som ville beskrive sorte hull under forskjellige omstendigheter, som deretter vil bli sammenlignet med EHT -observasjoner.

Denne infografikken viser en simulering av utstrømningen (knallrød) fra et svart hull og akkresjonsdisken rundt det, med simulerte bilder av de tre potensielle formene til hendelseshorisonten

Denne infografikken viser en simulering av utstrømningen (knallrød) fra et svart hull og akkresjonsdisken rundt det, med simulerte bilder av de tre potensielle formene til hendelseshorisontens skygge.(Bildekreditt: ESO/N. Bartmann/A. Broderick/C.K. Chan/D. Psaltis/F. Ozel)

I arbeidet som ble beskrevet på SXSW, brukte teamet grafikkbehandlingsenheter (GPUer), som de som ble brukt i dine favorittspillkonsoller eller datamaskinen din, for å modellere alle de hypotetiske variantene av et svart hullsmiljø. De produserte hundrevis av gigabyte 3D -volumdata for å modellere mulighetene. Psaltis sa at fotoner, plasma, gass og magnetfelt alle er beskrevet i prognosen for et svart hull.

Når de får en, kan teamet sammenligne et bilde av et svart hulls skygge med de forskjellige scenariene som behandles av GPU -ene for å gjøre den mest realistiske simuleringen av hvordan et svart hull oppfører seg, basert på vår nåværende forståelse av fysikk.

'Hva svart hullbilde kan gjøre for oss, hvis vi kan få det, ville være å ta noe som er den mest ekstreme, den merkeligste spådommen om generell relativitet, en av de store prestasjonene i menneskesinnet, [og] kombinere det med den mest avanserte elektronikken med et planetarisk samarbeid med de mest avanserte statistikkene [og] nye bildeteknikker, sa Galison, professor ved Harvard University, under panelet. 'Det er som å lage et nytt kamera med en ny type film, en ny type objektiv, kombinere det med andre kameraer på en gang, og hvis det kunne skje, hvis vi faktisk kunne komme inn og se helt nær horisonten . '

Galison la til at det første bildet av et svart hull ville bevise, uten tvil om en tvil - ordspill ment - at disse gigantiske, mektige og unnvikende strukturene eksisterer.

Følg Doris Elin Salazar på Twitter @salazar_elin . Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .