Przełomowy moment. Astronomowie zaprezentowali pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury

Przełomowy moment. Astronomowie zaprezentowali pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury

Czarna dziura
Czarna dziura / Źródło: Event Horizon Telescope
Pierwsze zdjęcie czarnej dziury zaprezentowali w środę astronomowie z zespołu badawczego Event Horizon Telescope. Wykonało je osiem teleskopów, które utworzyły „wirtualny teleskop" o rozmiarze Ziemi – powiedziała PAP członkini zespołu dr Monika Mościbrodzka.

Zdjęcie zaprezentowano podczas sześciu konferencji prasowych, które odbyły się równocześnie w Brukseli, Santiago, Szanghaju, Tokio, Tajpej i Waszyngtonie. Przedstawia ono czarną dziurę znajdującą się w centrum galaktyki Messier 87, 55 mln lat świetlnych od Ziemi, o masie 6,5 mld razy większej od masy Słońca.

Czarne dziury to obiekty, których istnienie przewidywane jest przez ogólną teorię względności Alberta Einsteina, chociaż możliwość występowania takich tworów rozważano już wcześniej. Czarna dziura to obiekt o dużej masie, ale małym rozmiarze, który ma tak silną grawitację, że nie jest z niego w stanie uciec nawet światło. Granicą czarnej dziury jest tzw. horyzont zdarzeń, od którego nazwę wziął projekt badawczy.

Zdjęcie zostało wykonane za pomocą teleskopu astronomicznego o nazwie Event Horizon Telescope (ang. Teleskop Horyzontu Zdarzeń). Jest to tzw. teleskop wirtualny – oznacza to, że składa on się z wielu teleskopów, które są rozproszone po całym globie. W 2017 r., kiedy wykonano obserwacje, miał on osiem elementów, położonych w Europie, Ameryce Południowej, Ameryce Środkowej, Ameryce Północnej, na Hawajach i na biegunie południowym.

„Technika obserwacji, którą zastosowaliśmy, polega na tym, że wszystkie te teleskopy w tym samym momencie kierują się w stronę określonego obiektu i zbierają informacje" – powiedziała w rozmowie z PAP dr Monika Mościbrodzka z Radboud University w Nijmegen (Holandia), członkini zespołu badawczego Event Horizon Telescope. Razem tworzą one wirtualny teleskop o rozmiarze Ziemi. "Dzięki temu możemy osiągnąć bezprecedensową rozdzielczość. Event Horizon Telescope ma moc obserwacyjną, którą osoba stojąca w Paryżu mogłaby użyć, aby odczytać tekst gazety znajdującej się w Nowym Jorku" – dodaje.

Obserwacje

W ramach projektu Event Horizon Telescope przeprowadzono obserwacje dwóch czarnych dziur. Pierwsza z nich znajduje się w samym centrum naszej galaktyki – Drogi Mlecznej; ta druga – w centrum oddalonej od nas o 53 milionów lat świetlnych galaktyki Messier 87. Obydwie zostały wybrane z prostego powodu: są one już dość dobrze poznane. „Dzięki temu jesteśmy pewni, że rozdzielczość naszego teleskopu jest wystarczająca, aby uchwycić je na zdjęciach" – mówi dr Mościbrodzka.

Jak tłumaczy, czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej jest obiektem obserwacji już od lat 70. ubiegłego stulecia. Dzięki temu astronomowie wiedzą już o niej dość dużo – znają m.in. jej masę i dokładną odległość od Ziemi. Podobnie jest w przypadku czarnej dziury z galaktyki Messier 87. Choć ten konkretny obiekt leży o wiele dalej od Ziemi, to jest on bardzo ciekawy dla badaczy – ma on bowiem tysiąckrotnie większą masę niż czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej.

„Supermasywne czarne dziury są rozsiane po całym Wszechświecie" – mówi dr Mościbrodzka. „W tym momencie mamy bardzo dużo dowodów na to, że znajdują się one w centrum każdej galaktyki. Problem polega na tym, że często są one po prostu za daleko, żeby można było je uchwycić naszym teleskopem. Tymczasem te czarne dziury, które wybraliśmy, są dość jasne, znajdują się relatywnie blisko i mają wystarczająco duże rozmiary" – dodaje.

Inicjatywa sfotografowania czarnej dziury nie jest zupełnie nowym pomysłem. Pierwsze tego typu eksperymenty przeprowadzano jeszcze w poprzedniej dekadzie. Technologia nie była jednak wówczas dobrze rozwinięta; za mała była również sieć teleskopów. Dopiero teraz dokonał się postęp technologiczny pozwalający zrobić zdjęcie obiektu takiego jak czarna dziura.

Jak wyjaśnia dr Mościbrodzka, obserwacje astronomiczne przeprowadza się na różnych długościach fal elektromagnetycznych. Oznacza to, że teleskopy astronomiczne mogą rejestrować nie tylko obraz widoczny dla ludzkiego oka (światło widzialne), ale też w falach radiowych, podczerwonych czy rentgenowskich. „Event Horizon Telescope obserwuje na falach milimetrowych (fale o długościach między radiowymi a podczerwonymi), co jest innowacyjne" – mówi.

Naukowcy mają nadzieję, że możliwość fotografowania czarnych dziur i ich bezpośredniego otoczenia dostarczy im nowych informacji na temat grawitacji – najmniej zrozumianej spośród czterech tzw. fundamentalnych sił działających we Wszechświecie. „Czarne dziury to obiekty, które mają najsilniejsze możliwe pole grawitacyjne. Każda nowa metoda ich obserwacji daje nam unikalną możliwość zbadania natury grawitacji" – tłumaczy dr Mościbrodzka. Wśród naukowców zaangażowanych w badania jest dwoje Polaków. Oprócz dr Moniki Mościbrodzkiej to dr Maciek Wielgus z Black Hole Initiative na Harvard University w USA.

Jak tłumaczy dr Wielgus, naukowcy mają silne argumenty za tym, że faktyczne dostrzegli cień czarnej dziury, a nie jakiś inny efekt lub obiekt.„Rozmiar obrazu jest w dobrej zgodności z przewidywaniami ogólnej teorii względności dla czarnej dziury o masie 6,5 miliardów mas Słońca, sugerowanej przez niezależne wyniki oparte na analizie dynamiki gwiazd w galaktyce M87" – tłumaczy naukowiec. „Osiągnęliśmy coś, co jeszcze jedno pokolenie wstecz wydawało się niemożliwe. Przełomy technologiczne, połączenia pomiędzy najlepszymi obserwatoriami radioastronomicznymi na świecie i innowacyjne algorytmy – wszystko to razem otworzyło drogę do zupełnie nowego okna na czarne dziury i na horyzont zdarzeń" – powiedział Sheperd S. Doeleman z Center for Astrophysics (Harvard & Smithsonian), dyrektor projektu EHT.

Wyniki obserwacji zostały opisane w sześciu artykułach naukowych, które ukazały się w środę w specjalnym wydaniu pisma The Astrophysical Journal Letters.

Czytaj także:
SpaceX wysłał w kosmos pierwszą kapsułę pasażerską. Na pokładzie... manekin

Czytaj także

 14
  •  
    A.Likoff

    A ja Pana w dalszym ciągu nie rozumiem. Istnieją tylko dwie możliwości - albo poniższy cytat jest prawdziwy albo nie. Niestety, wygląda na to, że jest nieprawdziwy, bo widzimy całą tarczę słoneczną, a nie jedynie ten fragment Słońca, który jest maksymalnie prostopadły do Ziemi. Przynajmniej ja widzę... Einstain chyba też widział... hmmm... podejrzewam, że Pan również ją widzi

    "światło gwiazd jakie dociera do ziemskiego obserwatora, NIE jest światłem emitowanym przez całą półkulę gwiazdy, ale tylko przez niewielki skrawek jej powierzchni, jaki jest do ziemskiego obserwatora MAKSYMALNIE PROSTOPADŁY - gdyż jest światłem laserowym"

    a ten skrawek powierzchni maksymalnie prostopadły - to jaką ma powierzchnię? 1cm2? 10m2? 100m2? 100000m2?
    • Mezus Jaria - Jakby pan się doczytał głębiej to tam jest wyjaśnione jak się rozprzestrzenia światło gwiazd na bliskie odległości (Słońce) i dalsze (gwiazdy).
      Ale w jakiś sposób pana rozumiem bo ci, którym mój wielki poprzednik Giordano Bruno tłumaczył kulistość Ziemi też nie mogli tego pojąć - a dzisiaj to przecież banał... Chociaż ??? w USA dwa miliony nominalnie normalnych obywateli ciągle w tą kulistość nie wierzy.
      A ten cytat co go pan doczytał wyjaśnia, że światło się rozszerza a nie zbiega, jak chce Einstein i jego wyznawcy. Dlatego nie możemy widzieć całego światła GWIAZD gdyż wtedy światło musiałoby się zbiegać.
      • Panie Szyszka - Moje odkrycia i twierdzenia są w Google. Wystarczy wpisać tam hasło: "Giordano, Mikołaj, Andrzej - Andrzej Lisiak" i tam poczytać sobie podstrony.
        •  
          Błogosławieni, którzy nie widzieli a uwierzyli, hehe

          Ucieszne są te oszołomy - wierzą w całą masę postaci, których nigdy nie widziały. A jednocześnie nie wierzą w czarne dziury... hehe... a wierzycie, że Ziemia jest okrągła? Tak? - jakim cudem? Może zdjęcia widzieliście? hahahahahahaha!
          • Wyglada jak zdjecie jelit. Endoskopia ?. Nie wierze w zadne czarne dziury, oprocz tych "czarnych dziur" w ktorych ginely pieniadze w czasach nierzadow poprzedniej ekipy.