James Clerk Maxwell Telescope er et af tre teleskoper, der giver banebrydende data om et fjernt sort hul, på toppen af Mauna Kea på Hawaii. Foto af Nik Szymanek
Punktet om ingen tilbagevenden er endelig opdaget Halvtreds millioner lysår fra Jorden, i hjertet af Messier 87-galaksen, et sort hul, der er seks milliarder gange mere massivt end Solen har givet forskerne den første måling af det, der er kendt som en "begivenhedshorisont, " punktet ud over hvilken materie for evigt går tabt i det sorte hul.
”Når genstande falder gennem begivenhedshorisonten, er de fortabt for evigt, ” siger Shep Doeleman, en forskningsmedarbejder ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og hovedforfatter på papiret, der er offentliggjort i Science Express.
Sorte huller er de tætteste genstande i universet. ”Der er så intens tyngdekraft der, at det ikke kun er noget, der kan krydse begivenhedshorisonten og blive suget ind i det sorte hul, men endda en foton af lys, ” siger medforfatter Jonathan Weintroub, også ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. ”Der er lidt af et paradoks ved at hævde, at vi har målt et sort hul, fordi sorte huller er sorte. Vi måler lys eller i vores tilfælde radiobølger ”omkring det sorte hul, ikke selve det sorte hul.
Det drejer sig om det sorte hul er et af de to største på himlen, ifølge et papir fra september 2011 med titlen "Størrelsen på jet-lanceringsregionen i M87, " som skitserede, hvordan målinger af begivenhedshorisonten kunne tages.
I papiret beskrevet, ”Jet-Launching Structure resolved Near the Supermassive Black Hole in M87, ” disse jetfly er lavet af, ”relativistiske partikler, der kan strække sig i hundreder af tusinder af lysår, hvilket giver en vigtig mekanisme til omfordeling af stof og energi på store skalaer, der påvirker galaktisk udvikling. ”Billede af NASA og Hubble Heritage Team STScI / AURA
Ud over at være fantastisk, sindrende bisarre, er sorte huller også nyttige mål til undersøgelse, forklarer Weintroub, især de ti procent, der udviser såkaldte jetfly, eller lysemitterende bursts af stof, der omdannes til energi, når masserne nærmer sig begivenhedshorisonten . Understøttet af Einsteins generelle relativitetsteori leverede disse jetstråler den stråling, Weintroubs team havde behov for at foretage sine målinger.
Ved hjælp af de kombinerede data fra radioteleskoper i Hawaii, Arizona og Californien skabte forskere et "virtuelt" teleskop, der er i stand til at fange 2.000 gange mere detaljering end Hubble-rumteleskopet. På dette detaljeringsniveau kunne forskere måle det, der er kendt som den "inderste stabile cirkulære bane" af stof uden for det sorte hul såvel som M87's begivenhedshorisont. Hvis begivenhedshorisonten er døren ind i et sort hul, er den inderste stabile cirkulære bane som verandaen; forbi dette punkt, vil organer begynde at spiral mod begivenhedshorisonten.
”Vi håber at tilføje flere teleskoper, ” siger Weintroub. ”Det er virkelig, hvad vi skal gøre for at begynde at lave nye billeder og forstå, hvad fanden der foregår ved bunden af jetflyet.”
Som et afklaring om, hvad teamet faktisk har gjort, siger Weintroub: ”Jeg har set overskrifter, der siger, at vi lavede et billede af det sorte hul - vi lavede faktisk ikke et billede af noget, og hvis vi lavede et billede, ville det være strålingsmønsteret i det umiddelbare kvarter af det sorte hul, fordi det sorte hul er sort. ”
Mens udseendet af sorte huller kan være let at beskrive (de er sorte), bliver deres opførsel hurtigt underlig, og det er netop det brændende løfte, der venter ved begivenhedshorisonten.
"Sorte huller er interessante, " siger Weintroub, "fordi en af de ting, som Einstein forudsiger med sin teori om generel relativitet, er, at stråling bøjer lys." I sandhed fortsætter Weintroub, antagede Einstein, at tyngdekraften ved massive genstande (sorte huller inkluderede ) bøjer faktisk det rum, gennem hvilket lys bevæger sig.
Som Weintroub udtrykker det, "tyngdekraften bøjer selve rummet stof, og intens tyngdekraft bøjer rummet stof intenst."
Når det virtuelle teleskop udvides til andre steder i Chile, Europa, Mexico, Grønland og Sydpolen, siger Weintroub, at de vil være i stand til at skabe stadig mere detaljerede billeder inden for ca. fem år. ”Når vi begynder at lave billeder, ” siger han, ”vil vi være i stand til at se, om den stråling, som et sort hul indrømmer, er 'linset', eller bøjet, som Einstein forudsagde.
I mellemtiden her i Mælkevejen er ting lige så spændende af forskellige grunde. Selvom det sorte hul i midten af vores galakse er, hvad Weintroub kalder "stille" og mangler en jet, i september opdagede forskere ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en gassky med planetdannende kapaciteter på vej mod Mælkevejens sorte hul.
