James Clerk Maxwell Telescope, jeden ze tří dalekohledů, který poskytuje průkopnická data na vzdálené černé díře, sedí na Mauna Kea na Havaji. Foto Nik Szymanek
Konečně nebyl objeven žádný bod návratu. Padesát milionů světelných let od Země, v srdci galaxie Messier 87, černá díra, která je šest miliardkrát hmotnější než Slunce, poskytla vědcům první měření toho, co se nazývá „horizont událostí“, což je bod za kterým je hmota navždy ztracena do černé díry.
"Jakmile objekty propadnou horizontem událostí, jsou navždy ztraceny, " říká Shep Doeleman, výzkumný pracovník v Harvard-Smithsonianově centru pro astrofyziku a hlavní autor na papíru publikovaném v Science Express.
Černé díry jsou nejhustšími předměty ve vesmíru. "Je tu taková intenzivní gravitace, že nejde jen o to, že může překročit horizont události a dostat se do sání do černé díry, ale dokonce i fotonu světla, " říká spoluautor Jonathan Weintroub, také v Harvard-Smithsonianově centru pro astrofyziku. "Je trochu paradoxní tvrdit, že jsme změřili černou díru, protože černé díry jsou černé." Měříme světlo nebo v našem případě radiové vlny “z okolí černé díry, nikoli samotné černé díry.
Dotyčná černá díra je jednou ze dvou největších na obloze, podle dokumentu ze září 2011 s názvem „Velikost oblasti spouštění paprsků v M87“, která nastiňuje, jak lze měřit horizont událostí.
V článku „Tryskové vypouštěcí struktura vyřešená v blízkosti supermasivní černé díry v M87“, jsou tyto trysky vyrobeny z „relativistických částic, které se mohou prodloužit o stovky tisíc světelných let a poskytují důležitý mechanismus pro redistribuci hmoty a energie ve velkých měřítcích, které ovlivňují galaktický vývoj. “Obrázek NASA a Hubble Heritage Team STScI / AURA
Kromě fantastických, neuvěřitelně bizarních, černých děr jsou také užitečné cíle pro studium, vysvětluje Weintroub, zejména deset procent, které projevují tzv. Trysky nebo světelné emise, které se přeměňují na energii, když se masy přibližují k horizontu událostí . Tyto trysky, podporované Einsteinovou obecnou teorií relativity, poskytovaly radiační Weintroubův tým potřebný k měření.
Pomocí kombinovaných dat z rádiových dalekohledů na Havaji, Arizoně a Kalifornii vytvořili vědci „virtuální“ dalekohled schopný zachytit 2 000krát více detailů než Hubbleův vesmírný dalekohled. Na této úrovni detailů dokázali vědci měřit tzv. „Nejvnitřnější stabilní kruhovou oběžnou dráhu“ hmoty mimo černou díru a také horizont událostí M87. Pokud horizont událostí jsou dveře do černé díry, pak je nejvnitřnější stabilní kruhová dráha jako veranda; za tímto bodem se těla začnou točit směrem k horizontu události.
"Doufáme, že přidáme další dalekohledy, " říká Weintroub. "To je opravdu to, co musíme udělat, abychom mohli začít vytvářet nové obrázky a pochopit, co se sakra děje na základně trysky."
Jako objasnění toho, co tým vlastně udělal, Weintroub říká: „Viděl jsem titulky, které říkají, že jsme udělali obrázek černé díry - ve skutečnosti jsme nic neudělali, a pokud jsme udělali obrázek, byl by to vzor záření v bezprostředním sousedství černé díry, protože černá díra je černá. “
Zatímco vzhled černých děr může být snadno popsatelný (jsou černé), jejich chování se rychle stává divným a to je přesně ten scintilační slib, který čeká na horizontu události.
„Černé díry jsou zajímavé, “ říká Weintroub, „protože jedna z věcí, které Einstein předpovídá ve své teorii obecné relativity, je to, že záření ohýbá světlo.“ Po pravdě řečeno, Weintroub pokračuje, Einstein předpokládal, že gravitace masivních objektů (včetně černé díry zahrnuty) ) skutečně ohýbá prostor, kterým světlo prochází.
Jak říká Weintroub: „Gravitace ohýbá samotnou strukturu prostoru a intenzivní gravitace ohýbá strukturu prostoru intenzivně.“
Jak se virtuální dalekohled rozšiřuje na jiná místa v Chile, Evropě, Mexiku, Grónsku a jižním pólu, Weintroub říká, že budou schopni vytvořit stále podrobnější snímky do zhruba pěti let. "Když začneme dělat obrazy, " říká, "uvidíme, zda záření, které připouští černá díra, je" objektiv ", nebo ohnuté, jak předpověděl Einstein.
Mezitím jsou tady v Mléčné dráze věci z různých důvodů stejně vzrušující. Přestože černá díra ve středu naší galaxie je to, co Weintroub nazývá „tichý“ a postrádá proud, letos v září vědci z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku objevili oblak plynu s schopnostmi tvarování planet směřující k černé díře Mléčné dráhy.
