Астрономы организовали радиоприемник с телескопом по всему миру в виртуальную камеру размером с Землю для смелого нового эксперимента, нацеленного на получение первого в мире изображения черной дыры. Сотрудничество телескопа настроено на сделать большое объявление о результатах на этой неделе, и участники также описали свой исследовательский подход в беседе в марте.
Черные дыры - это экстремальные деформации в пространстве-времени, которые настолько сильны, что их массивная гравитация даже не дает свету исчезнуть, когда он подойдет достаточно близко.
Идея астрономов состоит в том, чтобы сфотографировать круговой непрозрачный силуэт черной дыры снимали на ярком фоне. Край тени - это горизонт событий, точка черной дыры, откуда нет возврата. Фотография стоит тысячи слов, а фотография черной дыры станет важным инструментом для понимания астрофизики, космологии и роли черных дыр во вселенной.
Если астронавт положит апельсин на поверхность луны, цитрусовые будет очень трудно увидеть с Земли. Черные дыры так же трудно обнаружить, сказал Шеперд Доулман, директор проекта амбициозного нового проекта под названием Event Horizon Telescope.
Доулман поделился этим анекдотом с аудиторией в прошлом месяце на фестивале «South by Southwest» (SXSW) в Остине, штат Техас. Doeleman и коллеги по работе Сера Маркофф, Питер Галисон и Димитриос Псалтис осветили, как проект работает во время мероприятия SXSW ",EHT: планетарное усилие сфотографировать черную дыру."
Черные дыры - это массивные структуры по сравнению с планетами и людьми. Но то, что нам кажется большим, в галактическом масштабе крошечное. Поэтому фотографировать горизонт событий черной дыры сложно.
«Одна из целей EHT составляет около 10 процентов от размера нашей солнечной системы», - сказала Сера Маркофф, астрофизик из Университета Амстердама, на панели. Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, называемая Стрелец А *«Это размер орбиты Меркурия», - добавил Доулман.
По словам Маркоффа, если космический корабль сможет вытолкнуть астрономов из Млечного Пути, который примерно в 50 миллиардов раз больше, чем Стрелец А *, то найти эту черную дыру среди миллиардов других звезд и планет в галактике будет довольно сложно.
Чтобы наблюдать сверхмассивную черную дыру в центре галактики Млечный путь или просматривать другую цель проекта - сверхмассивную черную дыру в ядре сверхгигантской эллиптической галактики Мессье 87 - команде EHT пришлось превратить Землю в виртуальный телескоп Платформа. Это потому, что способность телескопа разрешать изображения ограничена размером его тарелки, и, используя множество инструментов по всему миру, команда эффективно разбивает тарелку и разбрасывает куски по всему миру, чтобы сделать один большой космический глаз.
Обсерваториями радиотелескопов, участвовавших в наблюдениях EHT в 2017 году, были ALMA (Большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Atacama в Чили; APEX (Эксперимент по поиску следов Atacama) в Чили; IRAM 30 м (Институт радиоастрономии миллиметров) в Испании; LMT (Большой миллиметровый метр); SMT (Submillimeter Telescope) в Аризоне, JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) на Гавайях, SMA (SubMillimeter Array) на Гавайях и SPT (Южный полюсный телескоп) в Антарктике.
Скоординированные наблюдения проводились также в рентгеновском и гамма-диапазонах.
Стрелец A * находится в состоянии покоя, что означает, что он не потребляет активно много соседних звезд и газа, испуская излучение. Активная черная дыра скрывается внутри Мессье 87. Чтобы увидеть соседнюю сверхмассивную черную дыру и ту, которая движется дальше, телескопы должны наблюдать «весь спектр электромагнитного спектра, от радио до гамма-лучей», сказал Маркофф.
Был ли Эйнштейн на 100% прав?
По словам астронома и физика из Университета Аризоны Псалтиса, в основе проекта лежат 200 его ученых. Первый просто, если фотографировать черную дыру возможно. Но вторая важная вещь, которую они спрашивают, заключается в том, был ли Эйнштейн на 100 процентов прав насчет поведения черных дыр.
«Эйнштейн рассказал нам 100 лет назад точно, каким должен быть размер и форма тени [черной дыры]. Если бы мы могли провести линейку через эту тень, мы смогли бы проверить теорию Эйнштейна о границе черной дыры». Доулман сказал.
Команда также хотела построить модели, которые описывали бы черные дыры при различных обстоятельствах, которые затем будут сравниваться с наблюдениями EHT.
В работе, описанной в SXSW, команда использовала графические процессоры (GPU), подобные тем, которые используются в ваших любимых игровых консолях или вашем компьютере, для моделирования всех гипотетических разновидностей среды черной дыры. Они создали сотни гигабайт объемных данных 3D для моделирования возможностей. Псалтис сказал, что фотоны, плазма, газ и магнитные поля описаны в прогнозе черной дыры.
Как только они получат один, команда может сравнить изображение тени черной дыры с различными сценариями, обработанными графическими процессорами, чтобы сделать наиболее реалистичное моделирование поведения черной дыры, основываясь на нашем текущем понимании физики.
«То, что изображение черной дыры могло бы сделать для нас, если бы мы могли его получить, это взять что-то, что является самым экстремальным, самым странным предсказанием общей теории относительности, одним из величайших достижений человеческого разума, и объединить его. с самой передовой электроникой в планетарном масштабе и с самыми передовыми статистическими данными [и] новыми методами визуализации », - сказал Галисон, профессор Гарвардского университета. «Это все равно, что сделать новую камеру с новым видом пленки, новый тип объектива, объединить его с другими камерами одновременно, и если бы это могло произойти, если бы мы действительно могли войти и увидеть прямо до горизонта «.
Галисон добавил, что первая картина черной дыры, вне тени сомнения - каламбур, - докажет, что эти гигантские, могучие и неуловимые структуры действительно существуют.
- Таинственный взрыв "коровы" в космосе может показать рождение черной дыры
- Это Trippy Simulation показывает, как черные дыры монстра светятся, прежде чем они сталкиваются
- Редко увиденная звезда Gobbles в черной дыре в среднем весе
