Imej pertama lubang hitam ada di sini

Di tengah-tengah Messier 87, sebuah galaksi besar di sekeliling galaksi Virgo yang berdekatan, terdapat lubang hitam supermasif. Digelar M87, rantau ini yang sangat memakan waktu ini terletak lebih daripada 55 juta tahun cahaya dari Bumi dan dianggarkan mempunyai teras menghisap ringan 6.5 bilion kali jisim matahari.

Untuk pertama kalinya, kita mempunyai "imej" raksasa angkasa ini, dan ia juga mempunyai nama: Powehi, yang bermaksud "ciptaan gelap yang tidak diingini tanpa pengertian." Nama yang menarik ialah usaha kolaborasi antara astronomi dan profesor bahasa University of Hawaii, Larry Kimura.

"Ini adalah hari yang hebat dalam astrofizik, " kata Pengarah NSF Perancis Córdova dalam satu kenyataan. "Kami melihat masalah yang tidak dapat diselesaikan, lubang hitam telah mencetuskan imaginasi selama beberapa dekad, dan mempunyai sifat-sifat eksotik dan misteri kepada kami, namun dengan lebih banyak pemerhatian seperti ini, mereka menghasilkan rahsia mereka. untuk menerangi yang tidak diketahui, untuk mendedahkan keagungan halus dan kompleks alam semesta kita. "

Sebagai ahli astronomi Universiti Manchester, Tim Muxlow memberitahu The Guardian pada tahun 2017, imej yang ditangkap itu bukanlah gambaran langsung dari lubang hitam seperti gambar bayangannya.

"Ia akan menjadi imej siluetnya yang meluncur ke arah cahaya radiasi di tengah-tengah Bima Sakti, " katanya. "Gambar itu akan mendedahkan kontur lubang hitam buat kali pertama."

Galaksi elliptical galaksi Messier 87 muncul pada imej yang sangat dalam ini. Satu gambar lubang hitam supermasif di tengah-tengah galaksi ini baru-baru ini ditangkap oleh pasukan penyelidik antarabangsa. (Foto: Chris Mihos, Case Western Reserve University / ESO / Wikimedia)

Walaupun saiz supermassivenya, M87 cukup jauh dari kami untuk membentangkan cabaran besar untuk mana-mana teleskop untuk ditangkap. Menurut Alam, ia memerlukan sesuatu dengan resolusi lebih dari 1.000 kali lebih baik daripada Teleskop Angkasa Hubble untuk menarik. Sebaliknya, para astronom memutuskan untuk membuat sesuatu yang lebih besar - jauh lebih besar.

Pada April 2018, para astronom menyegerakkan rangkaian teleskop radio global untuk melihat persekitaran segera M87. Bersama-sama, seperti watak robot fiksyen Voltron, mereka digabungkan untuk membentuk Event Horizon Telescope (EHT), sebuah planet berukuran maya yang mampu menangkap terperinci yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam jarak yang jauh.

"Daripada membina sebuah teleskop begitu besar, ia mungkin akan runtuh di bawah beratnya sendiri, kami menggabungkan lapan pemerhatian seperti kepingan cermin raksasa, " Michael Bremer, seorang ahli astronomi di Institut Penyelidikan Antarabangsa untuk Astronomi Radio (IRAM) dan sebuah projek pengurus untuk Event Horizon Telescope, dipetik sebagai berkata pada masa itu. "Ini memberikan kita teleskop maya sehebat Bumi - kira-kira 10, 000 kilometer (6, 200 batu) diameter."

Ia mengambil kampung (teleskop)

Lokasi peserta teleskop radio yang diselaraskan untuk membentuk Teleskop Horizon Event bersaiz planet. (Foto: Balai Cerap Selatan Eropah)

Lebih beberapa hari, dikunci antara satu sama lain menggunakan ketepatan jam atom yang luar biasa, teleskop radio menangkap sejumlah besar data pada M87.

Menurut Balai Cerap Selatan Eropah, Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), rakan kongsi yang berpartisipasi dalam Event Horizon Telescope, sahaja mencatatkan lebih dari petabyte (1 juta gigabyte) maklumat mengenai lubang hitam. Terlalu besar untuk menghantar Internet, pemacu keras fizikal dihantar melalui pesawat dan memasukkan ke dalam kelompok pengkomputeran (dipanggil korelator) yang terletak di Balai Cerap MIT Haystack di Cambridge, Massachusetts, dan Institut Max Astronomi Max Planck di Bonn, Jerman.

Kemudian para penyelidik menunggu. Halangan pertama di jalan raya untuk memproses imej melibatkan teleskop radio yang kedelapan yang ditempatkan di Antartika. Kerana tiada penerbangan mungkin dari bulan Februari hingga Oktober, set data terakhir yang ditangkap oleh Teleskop Kutub Selatan secara literal diletakkan dalam simpanan sejuk. Pada 13 Disember 2017, akhirnya tiba di Balai Cerap Haystack.

"Setelah cakera-cakera itu telah menghangatkan, mereka akan dimuatkan ke pemacu pemutaran dan diproses dengan data dari 7 stesen EHT lain untuk melengkapkan teleskop maya berukuran bumi yang menghubungkan hidangan dari Kutub Selatan, ke Hawaii, Mexico, Chile, Arizona, dan Sepanyol, "pasukan itu mengumumkan pada Disember 2017." Ia perlu mengambil masa kira-kira 3 minggu untuk menyelesaikan perbandingan rakaman, dan selepas itu analisis terakhir data 2017 EHT dapat bermula! "

Analisis akhir itu dibentangkan sepanjang tahun 2018, dengan pasukan penyelidikan 200 yang kuat dengan teliti mengkaji data yang dikumpulkan dan menyumbang kepada apa-apa sumber kesilapan (pergolakan di atmosfer bumi, bunyi rawak, isyarat palsu, dll) yang mungkin merendahkan imej ufuk peristiwa . Mereka juga perlu membangun dan menguji algoritma baru untuk menukar data ke dalam "peta pelepasan radio di langit."

Sebagai Shep Doeleman, pengarah EHT, berkata dalam pembaharuan Mei 2018, proses itu telah begitu intensif buruh sehingga ahli astronomi telah menyebutnya "kepuasan muktamad."

Menurut NSF, data yang dikumpul diukur lebih daripada 5 petabytes dan terdiri daripada lebih separuh tan pemacu keras.

Relativiti Am Einstein melepasi satu lagi ujian besar

Foto dekat lubang hitam di tengah-tengah Messier 87. (Foto: Yayasan Sains Kebangsaan)

Menurut para penyelidik, bentuk bayang-bayang lubang hitam menjadi satu lagi aspek Teori Relativiti Umum Einstein.

"Jika direndam di rantau terang, seperti cakera gas yang bercahaya, kami mengharapkan lubang hitam untuk mewujudkan rantau gelap seperti bayangan - sesuatu yang diramalkan oleh relativiti umum Einstein yang belum pernah kita lihat sebelumnya, " jelas ketua EHT Majlis Sains Heino Falcke dari Universiti Radboud, Belanda. "Ini bayang-bayang, yang disebabkan oleh lenturan graviti dan menangkap cahaya oleh ufuk peristiwa, mendedahkan banyak tentang sifat benda-benda menarik ini dan membolehkan kita mengukur jisim besar lubang hitam M87 itu."

Sekarang imej telah diturunkan, kewujudannya mungkin hanya memperdalamkan soalan dan kagum yang mengelilingi fenomena astronomi mistik ini. Kejuruteraan semata-mata yang telah menimbulkan momen sejarah ini adalah cukup untuk meraikan.

"Kami telah mencapai sesuatu yang dianggap mustahil hanya generasi yang lalu, " kata pengarah projek EHT Sheperd S. Doeleman dari Pusat Astrofizik | Harvard & Smithsonian berkata. "Terobosan dalam teknologi, hubungan antara pemantauan radio terbaik di dunia, dan algoritma inovatif semuanya bersatu untuk membuka tetingkap yang sama sekali baru pada lubang hitam dan cakrawala acara."

Nota editor: Artikel ini telah dikemas kini dengan maklumat baru sejak ia pertama kali diterbitkan pada Januari 2018.

Artikel Berkaitan