צוות בינלאומי של אסטרונומי רדיו הודיע היום (10 באפריל) על תמונת התקריב הראשונה של חור שחור.
זהו חור שחור סופר-מסיבי במרכז הגלקסיה בתולה A (נקרא גם מסייר 87 או M87), והוא כל כך גדול - רחב ככל מערכת השמש שלנו - שאפילו 53 מיליון שנות אור משם, הוא נראה גדול בשמיים. כמזל קשת A *, החור השחור הקטן אך עדיין די סופר-מסיבי במרכז הגלקסיה שלנו. הכרזה זו היא תוצאה ראשונה ממאמץ שהחל באפריל 2017, שכלל כל טלסקופ רדיו מרכזי בכדור הארץ - כונה באופן קולקטיבי טלסקופ Event Horizon.
אם כן, אם החפצים הללו כה גדולים והטלסקופים כבר היו שם, מדוע מדענים הבינו כיצד לדמיין אותם רק לאחרונה? וברגע שהבינו זאת, מדוע לקח שנתיים לייצר דימוי?
כדי לענות על השאלה הראשונה בפשטות: חורים שחורים בגודל זה נדירים ביותר. כל גלקסיה גדולה נחשבת למרכזה רק אחת. הם בדרך כלל כהים למדי, אפופים בעננים של חומר צפוף וכוכבים. ואפילו הקרובה ביותר, בגלקסיה שלנו, נמצאת 26,000 שנות אור מכדור הארץ.
אולם הדימוי החדש אינו חושף את האור הראשון שבני האדם זיהו מחור שחור. (והתמונה לא נוצרת מאור כפי שאנחנו מדמיינים אותה בדרך כלל; הגלים האלקטרומגנטיים שאיתם הטלסקופ הם גלי רדיו ארוכים מאוד. אם היית קרוב יותר לחור השחור, היית רואה גם צל אור נראה).
עוד משנת 1931, לפי מצפה הכוכבים והפלנטריום של ארמה, הבחין הפיזיקאי קארל ג'נסקי כי יש נקודת אור של פעילות באורך הגל ברדיו בלב שביל החלב. כעת חושדים פיזיקאים כי נקודה זו היא חור שחור-מסיבי. מאז אותה גילוי, פיזיקאים זיהו זה מכבר חורים שחורים אחרים על ידי חתימות הרדיו שלהם.
מה שחדש כאן הוא שהטלסקופ של אופקי האירועים צילם את הצל שהחור השחור יוצר כנגד החומר הזוהר סביבו של דיסק ההקרבה של האובייקט (החומר החם נופל במהירות לעבר אופק האירועים של החור השחור). הדבר מרגש את הפיזיקאים מכיוון שהוא מאשר כמה רעיונות חשובים לגבי נראות הצל הזה, מה שמאשר את מה שמדענים כבר האמינו לגבי חורים שחורים.
כדי להציג את הצל, אסטרופיסיקאים נאלצו לאתר את גלי הרדיו בפרטים חסרי תקדים. אף טלסקופ רדיו בודד לא יכול היה לעשות זאת. אולם הפיזיקאים הבינו כיצד לרשת את כולם, מסביב לכדור הארץ, יחד כדי לפעול כטלסקופ ענק אחד, כפי שאמר שפרד דואלמן, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת הרווארד ומנהל הטלסקופ Event Horizon.
כל טלסקופ רדיו תפס כמות עצומה של פוטוני רדיו נכנסים, אך ללא שום פרט מספיק מספיק כדי להבחין בצל החור השחור המוקף בדיסק ההטבעה שלו. אבל נקודת המבט של כל טלסקופ על התמונה הייתה קצת שונה. אז, המדענים שילבו בדקדקנות את מערכי הנתונים השונים במקצת ובעזרת שעונים אטומיים, בהשוואה כאשר פוטוני הרדיו הגיעו למכשירים השונים. בדרך זו הצליחו הפיזיקאים להקניט את האות של החור השחור מהרעש.
הטלסקופים אספו את הנתונים בפועל ששימשו לייצור התמונה במהלך שלושה ימים בלבד באפריל 2017. מדובר בסכום של יותר מחמישה פטה-בייט בסך הכל, כמידע רב ככל ספריית הקונגרס כולה. זה אוחסן על אוסף עצום של כוננים קשיחים שנמדדו יחד בטונות, אמר דן מררון, אסטרופיזיקאי ואחד משתפי הפעולה בפרויקט.
זה כל כך הרבה נתונים שלשלוחם דרך האינטרנט היה די בלתי אפשרי, אמר. במקום זאת, הפיזיקאים אספו את המידע במקום אחד על ידי משלוח פיזית של הכוננים הקשיחים.
החוקרים בילו בשנה הבאה בשימוש במחשבים בכדי לעדן ולפרש את הנתונים עד להופעת תמונה זו, אמר מארון. השנה לאחר מכן בילו בבדיקת תוצאותיהם ובכתיבת מאמרים. מים באטמוספרה, פוטוני רדיו תועים ממקורות אחרים ואפילו שגיאות זעירות בנתוני הטלסקופ, קשרו כולם כדי לטשטש את הנתונים. עיקר עבודתו של הפרויקט, איפוא, כללה מתמטיקה מדוקדקת כדי להסביר את כל אותן השגיאות והרעש בנתונים, כאשר העבודה חשפה אט-אט את התמונה המסתתרת מאחורי הנושאים הללו.
אז מבחינה מסוימת, צילום של חור שחור קורה די מהר. זה מפתח את זה שנמשך זמן רב מאוד.
