James Clerk Maxwell Telescope er et av tre teleskoper for å gi banebrytende data om et fjernt svart hull, og sitter øverst på Mauna Kea på Hawaii. Foto av Nik Szymanek
Poenget med ingen retur er endelig oppdaget. Femti millioner lysår fra Jorden, i hjertet av Messier 87-galaksen, et svart hull som er seks milliarder ganger mer massivt enn Solen, har gitt forskerne den første måling av det som er kjent som en "hendelseshorisont", poenget utover hvilken materie for alltid går tapt for det sorte hullet.
"Når gjenstander faller gjennom hendelseshorisonten, er de fortapt for alltid, " sier Shep Doeleman, forskningsansvarlig ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og hovedforfatter i papiret publisert i Science Express.
Svarte hull er de tetteste gjenstandene i universet. "Det er så intens tyngdekraft der at det ikke bare er saken som kan krysse hendelseshorisonten og bli sugd inn i det sorte hullet, men til og med et foton av lys, " sier medforfatter Jonathan Weintroub, også ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. “Det er litt av et paradoks å hevde at vi har målt et svart hull, fordi sorte hull er svarte. Vi måler lys, eller i vårt tilfelle, radiobølger ”fra rundt det sorte hullet, ikke selve det sorte hullet.
Det aktuelle sorte hullet er et av de to største på himmelen, ifølge et papir fra september 2011 med tittelen "Størrelsen på jet-lanseringsregionen i M87, " som beskrev hvordan målinger av hendelseshorisonten kunne tas.
Disse jetflyene er beskrevet i papiret, “Jet-Launching Structure Resolution Near the Supermassive Black Hole in M87, ” disse jetflyene er laget av, “relativistiske partikler som kan strekke seg over hundretusener av lysår, og gir en viktig mekanisme for å omfordele materie og energi på store skalaer som påvirker galaktisk evolusjon. ”Bilde av NASA og Hubble Heritage Team STScI / AURA
Utover å være fantastisk, forbløffende bisarre, er sorte hull også nyttige mål å studere, forklarer Weintroub, spesielt de ti prosentene som viser det som kalles jetfly, eller lysemitterende utbrudd av materie som blir omdannet til energi når massene nærmer seg hendelseshorisonten . Støttet av Einsteins generelle relativitetsteori ga disse jetstrålene strålingen Weintroubs team trengte for å ta sine målinger.
Ved å bruke de kombinerte dataene fra radioteleskoper på Hawaii, Arizona og California, skapte forskere et "virtuelt" teleskop som var i stand til å fange 2000 ganger mer detaljer enn Hubble romteleskop. På dette detaljnivået kunne forskere måle det som er kjent som den ”innerste stabile sirkulære bane” av materie utenfor det sorte hullet, så vel som M87s hendelseshorisont. Hvis hendelseshorisonten er døren inn i et svart hull, er den innerste stabile sirkulære bane som verandaen; forbi dette punktet, vil kroppene begynne å spiral mot hendelseshorisonten.
"Vi håper å legge til flere teleskoper, " sier Weintroub. "Det er virkelig det vi må gjøre for å begynne å lage nye bilder og forstå hva faen som skjer ved bunnen av jetflyet."
Som et poeng av avklaring på hva teamet faktisk har gjort, sier Weintroub: "Jeg har sett overskrifter som sier at vi har laget et bilde av det sorte hullet - vi gjorde faktisk ikke et bilde av noe, og hvis vi laget et bilde, ville det være strålingsmønsteret i det umiddelbare nabolaget av det sorte hullet, fordi det sorte hullet er svart. ”
Mens utseendet på svarte hull kan være enkelt å beskrive (de er svarte), blir oppførselen deres raskt merkelig, og det er nettopp det lysende løftet som venter i arrangementets horisont.
"Svarte hull er interessante, " sier Weintroub, "fordi en av tingene som Einstein spår med sin teori om generell relativitet, er at stråling bøyer lys." I sannhet fortsetter Weintroub, antydet Einstein at tyngdekraften til massive gjenstander (sorte hull inkludert ) bøyer faktisk det rommet som lyset beveger seg gjennom.
Som Weintroub uttrykker det, "tyngdekraften bøyer veldig stoffets rom, og intens tyngdekraft bøyer romets stoff intenst."
Når det virtuelle teleskopet utvides til andre nettsteder i Chile, Europa, Mexico, Grønland og Sydpolen, sier Weintroub at de vil kunne lage stadig mer detaljerte bilder i løpet av omtrent fem år. "Når vi begynner å lage bilder, " sier han, "vil vi kunne se om strålingen som et svart hull innrømmer er 'linset', eller bøyd, slik Einstein forutså.
I mellomtiden, her i Melkeveien, er ting like spennende av forskjellige grunner. Selv om det sorte hullet i sentrum av galaksen er det Weintroub kaller "stille" og mangler en jet, oppdaget forskere ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i september en gasssky med planetdannende evner på vei mot Melkeveiens sorte hull.
