Znanstveniki mednarodnega projekta Event Horizon Telescope (EHT) so 12. maja objavili prvi posnetek super masivne črne luknje Sagittaurius A* (SgrA*) oziroma Strelec A*, ki domuje v središču naše galaksije, Rimske ceste. Super masivna črna luknja je največji tip črne luknje, objekta v vesolju z neskončnim gravitacijskim privlakom, ki mu ne uide niti svetloba, zato je njen posnetek toliko bolj izjemen dosežek. EHT je globalno omrežje sinhroniziranih radijskih observatorijev, ki skupaj delujejo kot en teleskop velikosti Zemlje. Pred tremi leti so objavili prvi posnetek črne luknje v zgodovini človeštva, in sicer super masivno črno luknjo v središču galaksije Messier 87. Njen posnetek in nekaj več o črnih luknjah ter Rimski cesti si lahko pogledate tudi na naši novi razstavi – Misteriozno vesolje.
Črna luknja Sagittarius A*
Leta 1974 sta astronoma Bruce Balick in Robert Brown odkrila svetli radijski izvor v ozvezdju Strelca in leta 1982 so misleč, da gre za zvezdo, izvor poimenovali Strelec A* (Sagittarius A* – SgrA*). Da gre v resnici za črno luknjo, so pokazale študije gibanja zvezd v okolici. Po spremljanju njihovih orbit so lahko izračunali maso objekta, okoli katerega krožijo. Prišli so do rezultata, da je njegova masa enaka masi 4 milijonov Sonc in temu rezultatu najbolje ustreza črna luknja oz. super masivna črna luknja.
Video: https://projects.iq.harvard.edu/files/2016_orbits.mp4
Danes vemo, da je super masivna črna luknja SgrA* središče naše galaksije, da smo od nje oddaljeni 26 tisoč svetlobnih let in da je njena masa okoli 4,3 milijone Sončevih mas. Kljub tej ogromni številki spada med manjše super masivne črne luknje. V središčih nekaterih drugih galaksij obstajajo takšne z milijardami Sončevih mas. Znotraj naše galaksije obstaja več manjših črnih lukenj z nekajkratno maso Sonca, ki so tudi bližje Zemlji kot središčna, vendar je SgrA* nam najbližja super masivna črna luknja, zaradi česar je videti največja iz naše perspektive in zato primarni vir za EHT.
Črna luknja
Črne luknje so nenavadni kozmični objekti z velikanskimi masami v zelo kompaktnih velikostih in posledično z ogromnim gravitacijskim privlakom, s katerim vplivajo na njihovo okolico in ukrivljajo prostor-čas. S pridobivanjem mase iz okolice in trki oz. združevanji z drugimi črnimi luknjami postajajo večje, masivnejše, tudi super masivne.
Mejo črne luknje predstavlja horizont dogodkov, od koder ni več povratka. Iz te točke ne uide nič, niti svetloba, zato črnih lukenj ne moremo videti neposredno, vidimo pa lahko snov, ki se nabira okoli črne luknje – akrecijski disk. To je disk vročega plina, ki s trenjem dodatno segreva snov, preden pade v črno luknjo in jo s tem poveča. Ta izjemno pregreta snov oddaja sevanje, zato jo lahko zaznamo. Vidimo ga kot svetli obroč, ki obdaja silhueto črne luknje.
Event Horizon Telescope
EHT projekt zajema teoretične in simulacijske raziskave, ki uokvirjajo vprašanja na robu črnih lukenj. EHT je mednarodno sodelovanje nekaterih že obstoječih radijskih teleskopov z namenom opazovanja velikosti območij sevanja dveh super masivnih črnih lukenj, z navidezno največjim horizontom dogodkov – to sta nam najbližja SgrA* in M87 v središču galaksije Virgo A.
Signale obeh objektov so teleskopi, ki so razpršeni po celem svetu in so delovali kot en ogromen teleskop v velikosti Zemlje, spremljali leta 2017. Teleskopi niso bili fizično povezani, ampak so uskladili čas opazovanja z uporabo atomske ure, tako da so podatki sinhroni. Po prejemu podatkov je bilo treba sestaviti še posnetek. Pri EHT je sodelovalo osem teleskopov, zato so prejeli podatke samo iz osmih lokacij, kar pomeni, da je nekaj koščkov posnetka manjkalo. Pomagali so si z algoritmi in simulacijami ter izbiranjem, kateri od možnih rezultatov je najbolj realen glede na vso teoretično znanje.
Posnetek
Teleskopi so leta 2017 pridobivali okoli 350 terabitov podatkov na dan, ki so bili shranjeni na visoko zmogljivih trdih diskih. Te so fizično prenesli do izjemno specializiranih super računalnikov na Inštitutu Maxa Planca za radijsko astronomijo (Max Planck Institute for Radio Astronomy) in observatoriju MIT Haystack. Z uporabo najnovejših računskih orodij, razvitih v sklopu EHT, so podatke uskladili in korelirali ter sestavili posnetek. Prvega smo dobili aprila 2019, M87, 12. maja pa še portret SgrA*.
Viri:
[1] https://eventhorizontelescope.org/science
[2] https://eventhorizontelescope.org/blog/astronomers-reveal-first-image-black-hole-heart-our-galaxy
