prima imagine a unei găuri negre este lansată astăzi. Această realizare monumentală a fost posibilă, în parte, prin conducerea cheie și finanțarea de la Centrul pentru Astrofizică | Harvard & Smithsonian (CfA).
Event Horizon Telescope, sau EHT, este o gamă globală de telescoape radio care implică zeci de instituții și sute de oameni de știință. Descoperirea descoperirii de către EHT este o imagine a găurii negre supermasive a lui Messier 87 (M87) din Centrul clusterului galaxiei Virgo, la 55 de milioane de ani lumină distanță. Această gaură neagră conține de 6,5 miliarde de ori masa Soarelui Pământului.
șase lucrări sunt publicate astăzi în Astrophysical Journal Letters pentru a descrie acest rezultat revoluționar.
situat în Cambridge, Massachusetts, CFA (fostul centru Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică) este o colaborare între Observatorul Astrofizic Smithsonian (Sao) și Observatorul Colegiului Harvard.
„acest lucru ne îndeplinește visul de a face prima fotografie a unei găuri negre”, a spus Sheperd (Shep) S. Doeleman, directorul EHT la CfA. „Acum avem acces la un laborator cosmic de gravitație extremă, unde putem testa teoria relativității generale a lui Einstein și putem contesta ipotezele noastre fundamentale despre spațiu și timp.”
găurile negre sunt obiecte cosmice extrem de comprimate care conțin cantități extraordinare de masă într-o regiune minusculă. Această masă este învăluită de un orizont de evenimente, adică de limita dincolo de care nimic—nici măcar lumina—nu poate scăpa de atracția gravitațională puternică a găurii negre.
prezența acestor obiecte afectează împrejurimile lor în moduri extreme, inclusiv deformarea spațiu-timpului și încălzirea materialului înconjurător la sute de miliarde de grade. Relativitatea generală prezice că o gaură neagră va arunca o umbră circulară asupra acestui material strălucitor și strălucitor. Imaginea recent lansată a lui M87 de la EHT dezvăluie această umbră.
„de zeci de ani, am studiat modul în care găurile negre înghit material și alimentează inimile galaxiilor”, a spus Ramesh Narayan, profesor la Universitatea Harvard și lider în teoria EHT. „A vedea în sfârșit o gaură neagră în acțiune, îndoind lumina din apropiere într-un inel strălucitor, este o confirmare uluitoare că găurile negre supermasive există și se potrivesc cu aspectul așteptat de la simulările noastre.”
în timp ce astronomii au studiat găurile negre de mai mulți ani, realizarea unei imagini necesită un nou telescop cu rezoluție fără precedent, astfel încât să poată detecta detalii fine. Pentru a crea acest lucru, EHT combină semnalele dintr-o serie de opt Telescoape existente în întreaga lume, inclusiv matricea Submilimetrică (Sma), situată pe Maunakea în Hawai ‘ i. după cum explică inginerul CFA, Jonathan Weintroub: „rezoluția EHT depinde de separarea dintre telescoape, denumită linia de bază, precum și de lungimile de undă radio scurte de milimetru observate. Cea mai bună rezoluție din EHT provine de la cea mai lungă linie de bază, care pentru M87 se întinde de la Hawai ‘ i la Spania. Weintroub, care co-coordonează grupul de dezvoltare a instrumentelor EHT, a adăugat: „pentru a optimiza sensibilitatea de bază lungă, făcând posibile detectările, am dezvoltat un sistem specializat care adaugă semnalele de la toate vasele SMA disponibile pe Maunakea. În acest mod, SMA acționează ca o singură stație EHT.”
după înregistrarea separată a semnalelor la toate cele opt Telescoape, datele sunt transportate într-o singură locație pentru a fi combinate computațional în ceea ce ar fi măsurat de un telescop de dimensiunea Pământului. „EHT înregistrează milioane de gigabytes de date de la multe telescoape care nu au fost concepute inițial pentru a lucra împreună”, a spus Lindy Blackburn, care a condus echipa EHT pentru procesarea și calibrarea datelor. „Am dezvoltat mai multe căi de procesare și calibrare a datelor, folosind noi algoritmi pentru a stabiliza computațional atmosfera Pământului și pentru a alinia cu precizie semnalele de la toate site-urile în trilioane de secundă.”
transformarea datelor EHT într-o imagine a necesitat dezvoltarea de noi metode și proceduri. „Nu am fost pregătiți să publicăm imaginile noastre decât după ce am încercat să le distrugem în orice mod posibil”, a spus Andrew Chael, student absolvent la Harvard la CFA, care a dezvoltat o nouă bibliotecă de software de imagistică pentru EHT. „Pentru a confirma rezultatele noastre, am comparat imaginile între patru grupuri independente de oameni de știință folosind trei metode imagistice diferite.”Aceste teste au fost proiectate și conduse de Katie Bouman, un postdoc CfA care și-a luat doctoratul în inginerie electrică și Informatică. Bouman a spus: „Suntem un creuzet de astronomi, fizicieni, matematicieni și ingineri, și de asta a fost nevoie pentru a realiza ceva Considerat cândva imposibil.”
Michael Johnson, un astrofizician CfA care conduce eforturile locale de știință și imagistică EHT, este încântat de viitor. „Imaginea noastră arată că această gaură neagră enormă—suficient de mare pentru a înghiți sistemul solar—ancorează un jet care se întinde pe zeci de mii de ani-lumină. Extinderea EHT poate permite filme care dezvăluie dinamica acestui sistem viu, arătând modul în care jetul își atrage energia din gaura neagră.”
pe lângă cele enumerate mai sus, mulți alții de la CfA au contribuit în nenumărate și neprețuite moduri. Următorii oameni de știință și ingineri CfA sunt coautori ai tuturor celor șase lucrări: De asemenea, este important să se țină cont de faptul că, în cazul în care nu există nici un motiv să se ia în considerare acest lucru, este necesar să se ia în considerare faptul că, în cazul în care nu există nici un motiv să se ia în considerare acest lucru, este necesar să se ia în considerare faptul că, în cazul în care nu există nici un motiv să se ia în considerare.
pentru o listă de biografii pentru oamenii de știință CfA care lucrează la EHT, vizitați https://www.cfa.harvard.edu/news/fe2019-01.
EHT și mulți dintre oamenii săi de știință cheie sunt finanțați de un amestec de public (adică., contribuabil) surse precum Fundația Națională pentru științe (NSF) și Smithsonian, precum și generozitatea entităților private, inclusiv Fundația Templeton și Fundația Gordon și Betty Moore (GBMF). NSF a finanțat avansarea constantă a EHT de peste un deceniu, iar Smithsonian, administrat prin SAO, a oferit finanțare timp de șapte ani. Doeleman are granturi de la NSF și, de asemenea, de la GBMF și Fundația John Templeton. GBMF a finanțat dezvoltări tehnice cheie începând cu 2012 și a fost fundamental în construirea grupului SAO.
SAO este unul dintre cele 13 institute ale părților interesate pentru Consiliul EHT, iar CfA găzduiește Centrul de operațiuni Array pentru observații EHT. SMA este un proiect comun între Smithsonian și Academia Sinica Institutul de astronomie și astrofizică (ASIAA) din Taiwan. Telescopul Groenlandei, finanțat de ASIAA și SAO, s-a alăturat EHT pentru a doua sa alergare de observare în aprilie 2018.
pentru mai multe informații despre EHT și acest rezultat revoluționar, vizitați eventhorizontelescope.org și urmați @ehtelescope pe social media. Site-ul pentru CfA, care este organizat în șase divizii de cercetare pentru a studia originea, evoluția și soarta finală a universului, este cfa.harvard.edu.
cele șase lucrări care raportează aceste rezultate în Astrophysical Journal Letters sunt:
hârtia I: Umbra găurii negre supermasive
hârtia II: matrice și instrumente
hârtia III: prelucrarea și calibrarea datelor
hârtia IV: imagistica găurii negre supermasive centrale
hârtia V: originea fizică a inelului asimetric
hârtie vi: Umbra și masa găurii negre centrale
