טלסקופ אופק האירועים מנסה לצלם את התצלום הראשון של חור שחור

Send

אסטרונומים תיכננו טלסקופים של צלחות רדיו ברחבי העולם למצלמה וירטואלית בגודל כדור הארץ לצורך ניסוי חדש ונועז לנסות לספק את הדימוי הראשון של חור שחור. שיתוף הפעולה של הטלסקופ מוגדר תודיע השבוע על תוצאות גדולות, והחברים גם תיארו את גישתם המחקרית בשיחה במרץ.

חורים שחורים הם עיוותים קיצוניים בזמן המרחב שהם כה חזקים, כוח המשיכה העצום שלהם אפילו לא נותן לאור לברוח ברגע שהוא מתקרב מספיק.

הרעיון של האסטרונומים הוא לעשות זאת צלמו את הצללית האטומה המעגלית של חור שחור להטיל על רקע בהיר. שולי הצל הם אופק האירועים, נקודת האל-חזור של חור שחור. תמונה שווה אלף מילים, ותצלום של חור שחור יהיה כלי חשוב להבנת האסטרופיזיקה, הקוסמולוגיה ותפקיד החורים השחורים ביקום.

אם אסטרונאוט הניח תפוז על פני הירח, יהיה קשה לראות את פרי ההדרים מכדור הארץ. קשה לאבחן חורים שחורים באותה מידה, אמר שפרד דואלמן, מנהל הפרויקט של פרויקט חדש ושאפתני בשם טלסקופ Event Horizon.

דואלמן שיתף את האנקדוטה הזו עם קהל בפאנל בפסטיבל South by Southwest (SXSW) באוסטין, טקסס, בחודש שעבר. דואלמן ועמיתיהם משתפי הפעולה סרה מרקוף, פיטר גליסון ודימיטריוס פסלטיס האירו כיצד עובד הפרויקט במהלך אירוע SXSW, "EHT: מאמץ פלנטרי לצילום חור שחור."

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

סרה מרקוף, אסטרופיסיקאי מאוניברסיטת אמסטרדם, אמרה במהלך ההרכב כי "אחד ממטרות ה- EHT הוא כעשרה אחוזים מגודל מערכת השמש שלנו". נקרא החור השחור העל-מסיבי במרכז שביל החלב קשת A *, הוא בערך בגודל מסלולו של מרקורי, הוסיף דואלמן.

אם חללית יכולה לסטות אסטרונומים מדרך החלב, שהיא גדולה פי 50 מיליארד ממזל קשת A *, לפי מרקוף, אז הבחירה בחור השחור הזה בין מיליארדי הכוכבים והפלנטות האחרים בגלקסיה הייתה די טריקית.

כדי להתבונן בחור השחור העל-מסיבי במרכז גלקסיית שביל החלב, או לצפות במטרות אחרות של הפרויקט - החור השחור העל-מסיבי בליבת הגלקסיה האליפטית העל-מסי מסיר 87 - צוות EHT היה צריך להפוך את כדור הארץ לטלסקופ וירטואלי. פלטפורמה. הסיבה לכך היא שכוחו של טלסקופ לפתרון תמונות מוגבל לגודל המנה שלו, ועל ידי שימוש במערך מכשירים ברחבי העולם, הצוות מפרק ביעילות את המנה ומפזר את החלקים ברחבי העולם בכדי ליצור עין חלל אחת גדולה.

מצפי הטלסקופ הרדיו שהשתתפו בתצפיות של EHT לשנת 2017 היו ALMA (אטקמה מערך מילימטר / תת-מילימטר גדול בצ'ילה; APEX (ניסוי אטקמה נתיב) בצ'ילה; IRAM 30 מ '(Institut de RadioAstronomie Millimétrique) בספרד; LMT (טלסקופ מילימטר גדול) במקסיקו; SMT (Telmope Telescope) באריזונה; JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) בהוואי; SMA (SubMillimeter Array) בהוואי; ו- SPT (טלסקופ הקוטב הדרומי) באנטארקטיקה.

תצפיות מתואמות בוצעו גם ברצועות הרנטגן וקרני הגמא.

מזל קשת A * הוא רדום, מה שאומר שהוא לא צורך באופן פעיל הרבה כוכבים וגז סמוכים ומשחרר קרינה. חור שחור פעיל אורב בתוך מסייר 87. כדי לראות את החור השחור העל-מסיבי של השכונה ואת זה שנרחק הרחק יותר, הטלסקופים צריכים לצפות "בכל מגוון הספקטרום האלקטרומגנטי, מהרדיו ועד לקרני הגמא", אמר מרקוף.

האם איינשטיין צדק במאת האחוזים?

בבסיס הפרויקט, 200 מדעניו רוצים לענות על שתי שאלות, על פי פסלטיס, אסטרונום ופיזיקאי מאוניברסיטת אריזונה. הראשון הוא פשוט אם ניתן לצלם חור שחור. אך הדבר החשוב השני שהם שואלים הוא אם איינשטיין צדק במאה אחוז ביחס להתנהגותם של חורים שחורים.

"איינשטיין אמר לנו לפני מאה שנה בדיוק מה צריך להיות הגודל והצורה של הצל הזה [של החור השחור]. אם נוכל להניח שליט על אותו צל, היינו יכולים לבחון את התיאוריה של איינשטיין על גבול החור השחור," אמר דואלמן.

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

בעבודה שתוארה ב- SXSW, הצוות השתמש ביחידות עיבוד גרפי (GPUs), כמו אלה ששימשו בקונסולות משחק הווידאו המועדפות עליך או במחשב שלך, כדי לדגמן את כל הזנים ההיפותטיים של סביבת חור שחור. הם ייצרו מאות ג'יגה-בייט של נתוני נפח תלת-ממדי כדי לדגמן את האפשרויות. מפלטיס אמר כי פוטונים, פלזמה, גז ושדות מגנטיים כולם מתוארים בתחזית של חור שחור.

ברגע שהם יקבלו אחד כזה, הצוות יכול להשוות דימוי של צל של חור שחור לתרחישים השונים שעובדו על ידי ה- GPUs על מנת לבצע את ההדמיה המציאותית ביותר של אופן התנהגות חור שחור, על סמך ההבנה הנוכחית שלנו בפיזיקה.

"מה שתמונת החור השחור יכולה לעשות עבורנו, אם נוכל להשיג את זה, הייתה לקחת משהו שהוא הקיצוני ביותר. התחזית המוזרה ביותר של תורת היחסות הכללית, אחת ההישגים הגדולים של המוח האנושי, [ו] משלבת אותו עם האלקטרוניקה המתקדמת ביותר עם שיתוף פעולה בקנה מידה פלנטרי עם הסטטיסטיקה המתקדמת ביותר [ו] טכניקות הדמיה חדשות ", אמרה גליסון, פרופסור מאוניברסיטת הרווארד, במהלך הפאנל. "זה כמו להכין מצלמה חדשה עם סרט מסוג חדש, עדשה מסוג חדש, לשלב אותה עם מצלמות אחרות, בבת אחת. אם זה יכול לקרות, אם באמת נוכל להיכנס ולראות ממש קרוב לאופק . "

גליסון הוסיפה שהתמונה הראשונה של חור שחור תוכיח, מעבר לכל צל של ספק - כוונות משחק - שהמבנים הגרגנטיים, האדירים והחמקמקים הללו אכן קיימים.