עודכן ב- 11 באפריל בשעה 4:40 בערב. אי.טי.
אתמול, הארקלינגים הביטו לראשונה בדימוי של חור שחור - והפכו את מה שחי רק בדמיונות הקולקטיביים שלנו למציאות קונקרטית.
התמונה מציגה טבעת בצבע כתום בהיר בצורת כתום, המעגלת את צלו הכהה של חור שחור שמזלזל בחומר המרוחק במרחק 55 מיליון שנות אור במרכז הגלקסיה המכונה בתולה א '(מסייר 87).
די במבט ראשון מטושטש זה בכדי לאשר שתורת היחסות של איינשטיין עובדת אפילו בגבול התהום הענקית הזו - מיקום קיצוני בו היו שחשבו כי המשוואות שלו יתפרקו. אבל הדימוי החמקמק הזה מעורר המון שאלות. להלן כמה משאלותיך שנענו.
מה זה חור שחור?
חורים שחורים הם חפצים צפופים במיוחד ששום דבר, אפילו לא אור, לא יכול לברוח. כאשר הם אוכלים חומר סמוך, הם גדלים בגודל. חורים שחורים נוצרים בדרך כלל כאשר כוכב גדול מת ומתמוטט על עצמו.
נחשבים חורים שחורים סופר-מאסיביים, המונים כמיליארדים או מיליארדים של פעמים כמו השמש, שוכנים במרכז כמעט כל גלקסיה, כולל שלנו. שלנו נקרא מזל קשת A *.
מדוע לא ראינו דימוי של חור שחור קודם?
חורים שחורים, אפילו גדולים מסביביים, אינם גדולים כל כך. לדוגמה, צילום תמונה של החור השחור במרכז שביל החלב שלנו, שנחשב כ- 4 מיליון מאסיבי מסביב לשמש, היה כמו לצלם תמונה של DVD על פני הירח, דימיטריוס Psaltis, אסטרופיסיקאי מאוניברסיטת אריזונה, אמר לווקס. כמו כן, חורים שחורים אפופים בדרך כלל על ידי חומר שיכול לטשטש את האור המקיף את החור השחור, כתבו.
לפני הדימוי הזה, איך ידענו שיש חורים שחורים?
תורת היחסות של איינשטיין ניבאה לראשונה שכאשר כוכב מסיבי מת, הוא הותיר אחריו גרעין צפוף. אם גרעין זה היה גדול פי שלושה מאשר השמש, המשוואות שלו הראו שכוח הכובד ייצר חור שחור, כך על פי נאס"א.
אך עד אתמול (10 באפריל), מדענים לא יכלו לצלם או לראות ישירות חורים שחורים. במקום זאת, הם הסתמכו על עדויות עקיפות - התנהגות או אותות המגיעים מחפצים אחרים הסמוכים. לדוגמה, חור שחור מגלג כוכבים שמסתובבים אליו קרוב מדי. תהליך זה מחמם את הכוכבים, וגורם להם לפלוט אותות רנטגן הניתנות לגילוי באמצעות טלסקופים. לפעמים חורים שחורים מפטרים גם הם פרצי ענק של חלקיקים טעונים, וזה שוב ניתן לגלות באמצעות מכשירים שלנו.
מדענים לומדים לפעמים גם את תנועת החפצים - אם נראה שהם נמשכים בצורה מוזרה, חור שחור יכול להיות האשם.
מה אנו רואים בתמונה?
חורים שחורים עצמם פולטים מעט מדי קרינה כדי שיוכלו להבחין בהם, אך כפי שחזה איינשטיין, ניתן לראות את מתאר החור השחור ואת אופק האירועים שלו - הגבול שמעבר אליו איננו יכול להימלט.
מסתבר, זה נכון. המעגל האפל באמצע הוא "הצל" של החור השחור שנחשף על ידי הגז הזוהר שיושב באופק האירועים סביבו. (המשיכה הכבידה הקיצונית של החור השחור מחממת את הגז, וגורמת לו לפלוט קרינה או "זוהר"). אולם הגז באופק האירועים אינו ממש כתום - אלא שהאסטרונומים המעורבים בפרויקט בחרו לצבוע אותות גל רדיו כתום כדי לתאר עד כמה הפליטות בהירות.
הגוונים הצהובים מייצגים את הפליטות העזים ביותר, ואילו אדום מתאר בעצימות נמוכה יותר ושחור מייצג פליטות מועטות או לא. בספקטרום הגלוי, צבע הפליטות נראה ככל הנראה בעין בלתי מזוינת כלבנה, אולי מעט נגועה בכחול או אדום.
אתה יכול לקרוא עוד במאמר זה Live Science.
מדוע התמונה מטושטשת?
עם הטכנולוגיה הנוכחית, זו הרזולוציה הגבוהה ביותר שניתן להשיג. הרזולוציה של טלסקופ אופק האירוע היא בערך 20 מיקרו-שניות. (מיקרו-שניות אחד בערך בגודל של תקופה בסוף משפט אם היית מסתכל עליו מכדור הארץ והתקופה ההיא הייתה בעלון שנשאר על הירח, על פי כתב העת Journal of the Amateur Astronomers Association of New York.)
אם תצלם תמונה רגילה שמכילה מיליוני פיקסלים, תפוצצו אותה כמה אלפי פעמים ותחליקו אותה, תראו בערך אותה רזולוציה שנראית בתמונת החור השחור, כך אומר ג'פרי Crew, סגן יו"ר המשרד טלסקופ אופק אירוע. אבל בהתחשב בכך שהם מצלמים חור שחור המרוחק במרחק 55 מיליון שנות אור, זה מרשים להפליא.
מדוע הטבעת בצורה כל כך לא סדירה?
מדעני המשימה עדיין לא יודעים. "שאלה טובה, ואנחנו מקווים לענות עליה בעתיד", אמר צוות. "כרגע זה מה שהראתה לנו M87."
כיצד תפסו מדענים את הדימוי הזה?
למעלה מ -200 אסטרונומים ברחבי העולם ביצעו את המדידות באמצעות שמונה טלסקופי רדיו מבוססי קרקע המכונים יחד "טלסקופ Event Horizon" (EHT). טלסקופים אלה ממוקמים בדרך כלל באתרים בגובה רב כמו הרי געש בהוואי ומקסיקו, הרים באריזונה וסיירה נוואדה הספרדית, מדבר אטקמה ואנטארקטיקה, על פי הצהרה של הקרן הלאומית למדע.
באפריל 2017, האסטרונומים סנכרנו את כל הטלסקופים כדי לבצע מדידות של גלי רדיו שנפלטים מאופק האירועים של החור השחור, הכל בו זמנית. סנכרון הטלסקופים היה דומה ליצירת טלסקופ בגודל כדור הארץ ברזולוציה מרשימה של 20 מיקרו-שניות - די בכדי לקרוא עיתון בידי ניו יורקר כל הדרך מבית קפה בפריס, על פי ההצהרה. (לשם השוואה, החור השחור שצילמו הוא כ- 42 מיקרו-שניות לרוחב).
לאחר מכן הם לקחו את כל המדידות הגולמיות הללו, ניתחו אותן ושילבו אותן לתמונה שרואים.
מדוע מדדו המדענים גלי רדיו ולא אור גלוי בכדי לצלם את התמונה?
הם יכולים לקבל רזולוציה טובה יותר באמצעות גלי רדיו מאשר אם היו משתמשים באור גלוי. "גלי רדיו מציעים כיום את הרזולוציה הזוויתית הגבוהה ביותר של כל טכניקה כרגע", אמר צוות. רזולוציה זוויתית מתייחסת עד כמה טוב (הזווית הקטנה ביותר) טלסקופ יכול להבחין בין שני עצמים נפרדים.
האם זה צילום בפועל?
לא, לא במובן המסורתי. "קשה ליצור תמונה עם גלי רדיו", אמר צוות. מדעני המשימה מדדו גלי רדיו שנפלטים מאופק האירועים של החור השחור ואז עיבדו את המידע הזה באמצעות מחשב כדי ליצור את התמונה שאתה רואה.
האם דימוי זה מוכיח שוב את תורת היחסות של איינשטיין?
כן. תורת היחסות של איינשטיין ניבאה כי קיימים חורים שחורים ושיש להם אופקי אירועים. המשוואות גם צופות כי אופק האירועים צריך להיות מעט מעגלי והגודל צריך להיות קשור ישירות למסת החור השחור.
תראו והנה: אופק אירועים מעט מעגלי והמסה הנסקרת של החור השחור תואמים הערכות למה עליו להיות מבוסס על תנועת כוכבים הרחוקה ממנו.
תוכלו לקרוא עוד באתר Space.com.
מדוע לא תפסו תמונה של החור השחור של הגלקסיה שלנו, במקום זאת בחרו אחת רחוקה?
M87 היה החוקרים הראשונים שנמדדו כך שניתחו לראשונה את זה, כך אמר שיפ שדלמן, מנהל הטלסקופ של "אופק האירוע", במהלך מסיבת עיתונאים. אבל זה היה גם קל יותר לדמיין בהשוואה למזל קשת A *, היושב במרכז הגלקסיה שלנו, הוסיף. הסיבה לכך היא שהיא כל כך רחוקה שהיא לא "זזה" הרבה במהלך ערב מדידות. מזל קשת A * הרבה יותר קרוב, כך שהוא לא "קבוע" בשמיים. בכל מקרה, "אנחנו מאוד נרגשים לעבוד על Sag A *," אמר דואלמן. "אנחנו לא מבטיחים שום דבר, אבל אנחנו מקווים לקבל את זה בקרוב מאוד."
