Det første billede af et sort hul er her

En begivenhedshorisont er punktet uden tilbagevenden, en sfærisk region, der omgiver den gabende maw af et sort hul, ud over hvilket intet, ikke engang lys, kan flygte. Vi aner ikke, hvilke mysterier der ligger indeni, men vi ved, at vores univers brat ender ved denne frygtindgydende grænse til det ukendte.

Nu, efter to årtiers internationalt samarbejde, nogle af verdens mest kraftfulde radioteleskoper har taget et billede af et supermassivt sort huls begivenhedshorisont. Ved at gøre det, de beviste, at de forudsigelser, der stammer fra Einsteins generelle relativitetsteori, er gyldige selv i det mest ekstreme kosmiske miljø.

Det sorte hul på billedet lurer i midten af ​​den massive elliptiske galakse Messier 87 (M87) i stjernebilledet Jomfruen, omkring 55 millioner lysår væk. Udgivelsen af ​​billedet var meget ventet overalt i verden, og offentliggjort i flere undersøgelser, der optræder i tidsskriftet Astrophysical Journal Letters.

Supermassive sorte huller dikterer udviklingen af ​​de galakser, de bebor, så et direkte kig på denne begivenhedshorisont kunne åbne et nyt vindue til forståelse for, hvordan disse skikkelser fungerer. Og dette uhyrlige objekt er ganske eksemplar:Det har en kæmpemasse på 6,5 milliarder soler, der alle er proppet ind i en begivenhedshorisont, der måler næsten en halv lysdag på tværs.

Ind i M87's Event Horizon

På trods af sin utrolige størrelse og masse, intet eneste teleskop på planeten kunne fange sit portræt. Det er simpelthen for langt væk til at løse. For at afhjælpe dette, astronomer brugte en metode kendt som meget lang baseline interferometri til at kombinere den kollektive observationskraft fra otte af verdens mest kraftfulde radioteleskoper til at udføre jobbet. Event Horizon Telescope (EHT) er et virtuelt teleskop så bredt som vores planet - og kraftfuld nok til at fange det første glimt af et af de mest massive sorte huller, der vides at eksistere.

"Vi har taget det første billede af et sort hul, "sagde EHT -projektdirektør Sheperd S. Doeleman, fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, i en erklæring. "Dette er en ekstraordinær videnskabelig bedrift opnået af et team på mere end 200 forskere."

Selvom sorte huller er, godt, sort, skulle der være noget tæt på begivenhedshorisonten, ekstrem friktion i det relativistiske miljø vil rive elektroner fra atomer, skabe et kraftfuldt fyrværkeri. Det er derfor, EHT's første billede viser en mørk cirkel omgivet af en lys ring af emissioner. Disse emissioner produceres lige uden for det sorte huls begivenhedshorisont, hvor de ekstremt varme gasser, der kredser om det, opvarmes til flere milliarder grader Kelvin, hvor selve begivenhedshorisonten fremstår som en silhuet mørk disk mod en lys baggrund-funktioner, der bekræfter, hvad teoretiske fysikere forudsagde i optakten til i dag.

"Teoriens konfrontation med observationer er altid et dramatisk øjeblik for en teoretiker, "sagde EHT -bestyrelsesmedlem Luciano Rezzolla fra Goethe Universität, Tyskland, i en ESO -erklæring. "Det var en lettelse og en kilde til stolthed at indse, at observationerne matchede vores forudsigelser så godt."

Dette er muligvis det mest dybtgående resultat af EHT's observation. Alle de teoretiske forudsigelser for, hvad EHT kan se, er baseret på rammerne for Einsteins generelle relativitet, en teori, der har vist sig robust siden dens formulering for mere end 100 år siden. Da jeg så dette første billede, fysikere bemærkede, hvor præcist virkeligheden i et sort hulles begivenhedshorisont matcher forudsigelserne om generel relativitet.

En ny æra af sorte hullers astronomi

Dette første billede er netop det, den første.

EHT -samarbejdet vil fortsat observere M87 og et andet mål, det supermassive sorte hul i midten af ​​vores galakse, et 4 millioner solmasseobjekt kaldet Skytten A*.

Modsat, selvom Skytten A* er forholdsvis tæt (kun 25, 000 lysår væk, 2, 000 gange tættere på os end M87), den har et andet sæt udfordringer. Et problem er, at da Skytten A* er mindre, dens emissioner varierer over kortere tidsskalaer end M87's uhyrlige sorte hul, gør observationer vanskeligere. Også, som vi er integreret i vores galakses disk, som indeholder meget interstellært støv, EHTs signal lider mere spredning, gør det mere udfordrende at løse. Da det meste af det intergalaktiske rum mellem os og M87 er ret tomt, spredning er et mindre problem.

Når vi ser Skytten A* mangler at se, men nu hvor teknologien bag EHT er blevet bevist, vores forståelse af supermassive sorte huller vil helt sikkert blomstre.

Fuld åbenhed: Forfatter Ian O'Neill arbejdede sammen med University of Waterloo om deres pressemeddelelse og en artikel, der viser Avery Broderick, en professor ved Waterloo og Perimeter Institute, og medlem af EHT -teamet. Du kan læse om Brodericks arbejde her .

Det højt profilerede billede af det sorte hul ville ikke eksistere uden arbejde fra en MIT-kandidatstuderende ved navn Katie Bouman, hvem der skabte den algoritme, der gjorde det muligt.