Fire spørgsmål:Her er der monstre

Den 10. april verden fik set det første billede taget af et sort hul i rummet, taget af Event Horizon Telescope, et verdensomspændende samarbejde mellem astronomer og astrofysikere, herunder et betydeligt team ved University of Arizona.

Adam Block, astrofotograf og operationsspecialist ved UA's Steward Observatory, tog et billede af Messier 87, galaksen, hvor astronomer tog det første billede af et sort hul, som det ville præsentere sig selv for øjnene af en rumfarende besøgende. Billedet er et af meget få, der viser den omfattende glød forårsaget af de omkring en billion stjerner, der kalder M87-galaksen hjem, men på samme tid detaljeret den monstrøse jet, der udgår fra det supermassive sorte hul i dets centrum - en bedrift, der er svær at opnå i det samme billede på grund af de vidt forskellige eksponeringstider, der kræves.

"Når jeg tager et billede som dette, hver pixel ser kun et lille bitte stykke himmel, " sagde Block. "Med det teleskop, jeg brugte (Schulman-teleskopet på Mount Lemmon SkyCenter) er opløsningen 0,33 buesekunder pr. pixel, men med EHT, de var i stand til at løse 40 mikrobuesekunder. Hvis du kunne skære en af ​​pixels i mit billede op i 10, 000 bit, området omkring det supermassive sorte hul, som EHT var i stand til at løse, ville være et enkelt af dem. Det giver dig en idé om den fantastiske løsningskraft, som EHT-samarbejdet var i stand til at opnå. Fremadrettet, EHT vil observere ved kortere bølgelængder, og det vil give dem højere opløsning."

UANews talte med Block om hans M87-billede, og den information, den giver om den nu berømte galakse.

Hvorfor blev Event Horizon-teleskopet peget mod en galakse 55 millioner lysår væk?

Blok:Det supermassive sorte hul, der blev observeret med Event Horizon Telescope, er i centrum af en gigantisk galakse kaldet M87, og det er præcis den slags galakse, hvor vi ville forvente at finde et monster. Vi ser på en massiv, elliptisk galakse, ikke en spiralgalakse som vores Mælkevej. Selvom den bare er lidt større i diameter end Mælkevejen, fordi det er fodboldformet, M87 er hundredvis af gange mere massiv. M87 er sandsynligvis den største galakse i Jomfruhoben. Faktisk, det er en af ​​de mest massive galakser i lokaluniverset.

M87 sidder også i midten af ​​Jomfru-klyngen, en ophobning på omkring 2, 000 galakser, der er den nærmeste store galaksehob til os. Vores Mælkevej, på den anden side, er i en ret stille del af lokaluniverset, en kosmisk blind vej, hvis du vil. Det er som om vi var i forstæderne, og vi ville se på det lyse skær i horisonten, den store by tættest på vores stille lille by.

Når en galakse er i centrum af en hob, det har en tendens til at interagere meget hyppigere med andre galakser. Vi tror, ​​at M87 voksede sig så stor, fordi den har absorberet andre galakser over tid, og det er vigtigt, fordi det er sådan man dyrker et supermassivt sort hul. Hvis du ikke har al denne aktivitet af galakser, der kolliderer med andre galakser, du ikke har nok råmateriale, og hvis der ikke falder meget materiale ned i det sorte hul, du ser ikke noget. Det sorte hul i M87 føder, og det er derfor, vi ser det.

I 2010 du tog et billede af M87, der blev valgt af NASA som "Dagens astronomibillede." Hvad fortæller det billede os om galaksen og dens supermassive sorte hul?

Blok:Billedet er ganske zoomet ind. Hvis du zoomede ud og så på det med et gradvist bredere synsfelt, du ville se flere og flere galakser, alle medlemmer af Jomfru-klyngen. Disse uklare små pletter omkring M87-galaksen ligner alle stjerner, men næsten alle af dem er gamle, kugleformede stjernehobe. Der finder ingen stjernedannelse sted her, for til det har du brug for kolde gasskyer, der kan kollapse, men det kræver lidt af et mere stille område. I M87, hvor du har stjerner, der pisker rundt på grund af samspillet med andre galakser, og det sorte hul selv sprøjter energi ind i omgivelserne, den aktivitet medvirker til, at stjernedannelsen lukkes.

Ifølge en hypotese, alle de kugleformede stjernehobe, vi ser omkring M87, kunne være resterne af små dværggalakser, som M87 slugte for evigheder siden. Så, alle de små prikker kunne bogstaveligt talt være resterne, der viser historien om M87's vækst. Billedet antyder al denne monstrøse galaktiske sult, og det giver selvfølgelig tro til ideen om dannelsen af ​​det supermassive sorte hul.

Vi ser også strålen af ​​højenergipartikler skyde ud af, hvad der menes at være det supermassive sorte hul i dets centrum - et vidnesbyrd om, hvor stor M87 er som et sted. Accretionsskiven, der hvirvler rundt om det sorte hul, udsender lys over hele det elektromagnetiske spektrum, fra gammastråler til radiobølger, hvilket er hvad EHT opdagede. Faktisk, M87 er den lyseste radiokilde i den retning på himlen. Al den masse og al den astrofysiske aktivitet er det, der gjorde det muligt for et supermassivt sort hul at eksistere på en måde, der gjorde det observerbart. Vi er meget heldige i den forstand, og alle disse ting er en del af historien om M87, hvilket gør det til et af de bedste steder, astronomer ønskede at lede efter noget så bemærkelsesværdigt som et sort hul.

Strålen er en meget konkret konsekvens af at have et sort hul der, og det har sine egne karakteristika. Astrofysikere mener, at strålen består af højenergipartikler, der skyder ud fra den overophedede gas og støv i tilvækstskiven omkring det sorte hul. Meget af det er bogstaveligt talt lys - fotoner - men også ioniseret gas og elektroner. Jetflyet er det, vi kalder kollimeret - hvilket betyder, at det er fokuseret, som en laserstråle, og relativistisk, hvilket betyder, at partikler, overophedet plasma og gas bevæger sig ud med hastigheder tæt på lysets hastighed. Jetflyet er rettet mod vores synsfelt, og fra vores perspektiv, når du ser på lyset, det ser ud til, at det bevæger sig hurtigere. Men det ser kun ud, som om det rejste hurtigere lysets hastighed. Det er en relativistisk effekt, der følger direkte fra Einsteins teori om generel relativitet.

Det nu berømte billede af M87's supermassive sorte hul fangede det, som det så ud for 55 millioner år siden. Hvordan ville det se ud i dag?

Blok:For alle hensigter, sorte huller er næsten som permanente strukturer i kosmos i enhver rimelig tid, du kan tænke på. Stephen Hawking foreslog, at sorte huller kan 'lække' en lille smule energi, men den effekt ville være så lille, at det ville tage mange gange universets nuværende alder for dem at forsvinde ud af eksistensen. Om vi ​​ser dem eller ej, har kun at gøre med, om de spiser noget. Hvis de bare er derude uden at spise noget, vi kan ikke se dem. Det sorte hul i M87 er der bestemt stadig, og selvom informationen du ser på billedet er 55 millioner år gammel, stjernerne i den galakse har eksisteret i milliarder af år. Jetflyet har gjort dette i meget lang tid. Det er meget store genstande, og universet fortsætter i tider, der er meget forskellige fra vores liv, så alt går meget langsomt. Hvis vi kunne rejse til M87 nu, vi ville ikke se noget meget anderledes.

Hvad ophidser dig mest ved billedet af M87's sorte hul?

Bloker:Indtil sidste uge, billeder af enhjørninger og billeder af sorte huller var grundlæggende i samme kategori; og nu, sorte huller bevæger sig ind i virkeligheden.