برترین رویداد علمی 2019 اولین عکس از سیاه چاله

در بهار سال 2019 ، ستاره شناسان نخستین عکس را که تاکنون از سیاه چاله گرفته شده بود رونمایی کردند و تلاش های چندین دهه را به نتیجه ای چشمگیر رساندند. این تصویر نخستین نمای جلوه ای از گاز و زباله هایی را که به چرخش می آیند ، نشان می دهد ، نقطه ای که فراتر از آن مواد برای همیشه ناپدید می شوند. 

 

"شپ دوئلمن" مدیر موسسه (EHT) گفت امروز زمانی است که می توانیم به شما گزارش دهیم . این تیم از دانشمندان تحقیقات خود را همزمان در هفت کشور مختلف انجام دادند ، همراه با یک سری مقالات علمی که همزمان در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد. 

موضوع جلسه، عکس سیاه چاله ی کهکشانM87 ، و سیاه چاله فوق العاده آن ، که دارای جرم 6.5 میلیارد برابر خورشید است. علیرغم اندازه آن ، سیاهچاله 55 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، که گرفتن تصویر از آن نیاز به یک تلسکوپ به اندازه سیاره ما دارد! (عملا با یک تلسکوپ به این بزرگی غیر ممکن است)EHT با این شبکه که نزدیک به یک دوجین رصدخانه مستقل در سرتاسر جهان است ، به عنوان یک ردیاب عظیم همکاری می کند. (فقط هشت رصدخانه بخشی از EHT در سال 2017 بود ، هنگامی که محققان ابتدا داده های تصویر را جمع آوری کردند.) دانشمندان سپس دو سال را صرف تجزیه و قالب بندی آن کردند تا بتوانند از تصویر نهایی پرده برداری کنند. 

 

در ابتدا تهیه عکس  از سیاه چاله غیرممکن بود. اشیاء آنقدر انبوه و متراکم هستند که حتی نور نمی تواند از کشش آنها فرار کند. این بدان معناست که یک سیاه چاله به معنای واقعی کلمه سیاه است - هیچ نوری ندارد و نوری منعکس نمی کند. و مطمئناً ، در مرکز تصویر ، سیاه است که ستاره شناسان اغلب آن را سایه می نامند. اما عکس بیش از این نشان می دهد: اطراف سایه ، یک حلقه نور روشن و آتشین وجود دارد.

 

فریال اوزل اخترفیزیکدان دانشگاه آریزونا و همکار EHT است. او می گوید که نور ناشی از چرخش گاز گرم در همان نزدیکی است که در هنگام کشیده شدن آن به داخل سیاه چاله گرم می شود. ازل می گوید: "تلسکوپ های ما قادر به گرفتن نور تا زمانی که از مجاورت سیاه چاله و در خارج از آن ناشی شود، هستند." "هنگامی که نور در افق رویداد سقوط می کند ، آن قسمت تاریک است."

 

این تصویر و داده های حاصل از آن ، به ستاره شناسان کمک کرده است که به طور کلی در مورد سیاه چاله ها اطلاعات بیشتری کسب کنند ، و این به طور خاص ، باعث می شود که دو سال انتظار ارزشس را داشته باشد. بخشی از دلیل تأخیر صرفاً تدارکات جمع آوری مشاهدات زیاد بوده است. هر رصدخانه داده هایی را از طیف باریکی از طول موج جمع می کند و در نتیجه حجم عظیمی از اطلاعات - معادل 5000 سال پرونده های موسیقی mp3 - جمع آوری می شود. محققان در مواردی مجبور بودند راه هایی برای جابجایی فیزیکی آن داده ها پیدا کنند. به عنوان مثال ، برای انتقال اطلاعات از تلسکوپ قطب جنوب ، دانشمندان باید منتظر رسیدن بهار شوند، تا زمان مناسب برای پرواز هواپیماها آغاز شود. 

 

محققان تنها پس از آن می توانند فرایند پیچیده کنار هم گذاشتن داده ها از هشت رصدخانه را آغاز کنند ، روشی که به عنوان تداخل سنجی شناخته می شود. این تیم کار خود را برای آنها انجام داده است: پرونده های خام از هر یک از مکان های مشاهده با زوایای مختلف روی آسمان ، در طول موج های مختلف و در زمان های مختلف مورد مشاهده و بررسی قرار گرفتند.

 

ازل می گوید: "کالیبراسیون و کار با آن ماه ها طول کشید." "و در پایان ما آنرا در یک تصویر واحد ترکیب کردیم." او می گوید ، اما این هنوز پایان کار نیست.شش ماه زمان لازم است تا در مورد همه کارهایی که ممکن است اشتباه باشند و یا باعث نگرانی شوند بررسی کنیم  و بیشتر و بیشتر از خود سؤال کنیم ، تا درنهایت بتوانیم مطمئن باشیم که آنچه داریم واقعی است.

 

سلام ، سیاه چاله ، بگو "Cheese"!

(زمان عکس گرفتن ما می گیم بگو هلو)

چگونه می توان از نزدیک یک سیاه چاله را گرفت؟ با یک تلسکوپ به اندازه سیاره زمین شروع کنید: EHT. ستاره شناسان در هشت سایت در چهار قاره (نهمی ، در گرینلند ، در سال 2018 به آن پیوستند) برای جمع آوری داده ها و پردازش آن در یک تصویر واحد همکاری کردند. در اینجا تلسکوپ هایی که اتفاق افتاده اند:

 

LMT

عکس از تلسکوپ بزرگ میلیمتری "آلفونسو سرانو"

 

در سیرا نگرا ، مکزیک

 

GLT

عکس از تلسکوپ گرینلند

 

در پایگاه هوایی Thule ، گرینلند

 

PV

تلسکوپ IRAM 30 متری 

 

در پیکو ولهتا ، اسپانیا

 

SPT

عکس از تلسکوپ قطب جنوب

 

ایستگاه قطب جنوب

APEX 

Exaciment Atacama Pathfinder

 

در دشت Chajnantor شیلی

 

آلما 

 

در دشت Chajnantor شیلی

 

SMA

 

در Mauna Kea ، هاوایی

 

JCMT

تلسکوپ جیمز کلرک ماکسول

 

در Mauna Kea ، هاوایی

 

عکس: دانشگاه آریزونا ، دیوید هاروی

ARO / SMT 

تلسکوپ Submillimeter رصدخانه رادیو آریزونا

در نزدیکی Safford ، آریزونا

 

و این تصویر واقعی اولین سیاه چاله است که اخترشناسان انتظار دارند EHT تولید کند. هدف اصلی دیگر آرایه جهانی سیاه چاله در مرکز کهکشان راه شیری ، ساکن A * (تلفظ A-star) است. اگرچه 1000 برابر نزدیک تر از M87 است  و  تقریباً 1000 برابر کوچکتر است ، بنابراین به همان میزان قدرت مشاهده را می گیرد. اما از آنجا که کوچکتر است ، ماده در اطراف افق رویداد خود می چرخد ​​که خیلی سریعتر حرکت می کند و هر چند دقیقه یک مدار را تکمیل می کند. برای M87 ، هر چند روز یک بار است.

 

علاوه بر این ، ستاره شناسان با هدف Sagittarius A * باید دیسک کهکشان را جستجو کنند ، این به معنای برخورد با گرد و غبار بیشتر و سایر مواد مداخله گر است. اما آنها هنوز انتظار دارند که در آینده نزدیک تصاویری از سیاهچاله کهکشان راه شیری منتشر شود.

 

تکرار تصاویر M87 و سیاهچاله های دیگر که هنوز به چشم می خورند جالب تر هستند. ستاره شناسان با مشاهده چگونگی تغییر سیاهچاله یا تغییر زمان ، می توانند در مورد ویژگی های پایدار آن بیاموزند و تماشای چگونگی ناپدید شدن مواد در طول افق رویداد را مشاهده کنند.