W zeszłym roku naukowcy po raz pierwszy „usłyszeli” czarne dziury, wykrywając fale grawitacyjne dwóch zderzających się takich obiektów. Teraz chcą zobaczyć na własne oczy czarną dziurę, a przynajmniej jej sylwetkę.
W przyszłym miesiącu astronomowie mają za pomocą radioteleskopów na całym świecie stworzyć odpowiednik pojedynczego instrumentu „planetarnego”, który pozwoli im uchwycić obrazy czarnych dziur poprzez oświetlenie ogromnego obłoku gazu i materii gwiazdowej, który je orbituje. Ich celem jest supermasywna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej, znana jako Sagittarius A * (Sgr A *), a także jeszcze bardziej masywny obiekt w pobliskiej galaktyce M87.
Wcześniejsze obserwacje przy użyciu teleskopu Event Horizon Telescope (EHT) dały bardzo intrygujące wyniki, ale w miejscu, w którym powinny znajdować się czarne dziury, pozostały bez twarzy plamki. Po raz pierwszy w tym roku EHT otrzyma wsparcie od laboratoriów w Chile i na Antarktydzie, a ta dodatkowa moc pomoże poprawić rozdzielczość obrazu. Astronomowie mają nadzieję, że czarne dziury zbierają unoszący się wokół nich gaz w gęste struktury i wypluwają długie strumienie gwiezdnej materii. Mają również nadzieję, że uda im się nakreślić ostrość i kształt horyzontu zdarzeń oraz sprawdzić, czy ogólna teoria względności Alberta Einsteina działa w tak ekstremalnych warunkach.
EHT będzie w stanie uchwycić cel tylko raz w roku, pod warunkiem, że pogoda jest dobra i pozycja jest, w której obie czarne dziury są wyraźnie widoczne w obserwatoriach na całym świecie. W tym roku zespół będzie obserwował niebo przez 5 nocy z 10-dniowego „okna” roboczego w dniach 5-14 kwietnia. Rozpocznie się wtedy praca wymagająca dużej ilości danych, która może potrwać rok lub dłużej, w zależności od wyników ankiet. Dyrektor EHT, Shen Dolman z MIT Observatory w Westford, żartuje, że jest to „przyjemność, którą trzeba odłożyć na długi czas”.
Wizualizacja czarnych dziur jest trudna, nie tylko dlatego, że ich intensywna grawitacja wychwytuje nawet fotony światła. Główny problem polega na tym, że te obiekty są zaskakująco małe: Sgr A * ma masę czterech milionów Słońc (!), Ale jej horyzont zdarzeń ma tylko 24 miliony kilometrów średnicy, czyli jest tylko 17 razy szerszy niż Słońce. Aby zobaczyć coś tak małego (jak na standardy kosmiczne) w odległości 26 000 lat świetlnych od nas, potrzebny jest teleskop o prawdziwie globalnej mocy.
W zakresie długości fal optycznych czarna dziura jest ukryta przed nami za zasłoną pyłu i gazu, która przyciemnia serce galaktyki. Fale radiowe przejdą przez nią znacznie łatwiej, ale nawet im przeszkadzają zjonizowane chmury gazu. Najlepsze teleskopy czułe na najkrótsze (milimetrowe) fale radiowe powstały dopiero w ostatnich kilku dekadach. Na początku 2010 roku Dolman i inni z EHT rozpoczęli testowanie pomysłu z takim sprzętem na Hawajach, Kalifornii i Arizonie. Później rozszerzyli tę sieć o słynny Wielki Teleskop Milimetrowy z Meksyku. W rezultacie uzyskano akceptowalny obraz czarnej dziury z M87, ale naukowcy wciąż nie byli w stanie zrozumieć, jak dokładnie czarne dziury skręcają się i ogrzewają chmury gazu.
Jednak aby zobaczyć sam horyzont zdarzeń, EHT musi stać się jeszcze potężniejszy. Z biegiem lat rozwinęła się od słabo finansowanej przygody do projektu o międzynarodowym znaczeniu, wspieranego przez 30 głównych instytucji naukowych w 12 krajach. W przyszłym miesiącu zostanie do niego podłączony włoski teleskop Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) w Chile, co zwiększy czułość EHT o kilka rzędów wielkości.
Więcej informacji na temat strategii i planów astronomów można znaleźć w artykule przeglądowym w portalu Science Journal.
Film promocyjny: