Spędziliśmy sześć lat przetwarzając obrazy czarnych dziur, aby dojść do jednego wniosku: Einstein miał rację

Minęło kilka lat, odkąd Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT) opublikował słynne pierwsze zdjęcie czarnej dziury wykonane w 2017 roku. Niektórzy badacze kwestionowali to zdjęcie, ale EHT właśnie opublikował drugie zdjęcie czarnej dziury M87*. , zrobione rok później. Nowy obraz nie tylko potwierdza autentyczność oryginalnego obrazu, ale po raz kolejny potwierdza ogólną teorię względności Einsteina.

Największy radioteleskop na świecie. Aby sfotografować czarną dziurę w centrum galaktyki Messier 87, musieliśmy zbudować radioteleskop o średnicy około 10 000 kilometrów. Ponieważ średnica Ziemi wynosi 13 000, EHT obrał bardziej logiczną ścieżkę: wyodrębniając dane z różnych odbiorników, teleskopów i anten radiowych z całego świata i łącząc je za pomocą interferometrii.

EHT wygenerował 250 petabajtów danych w ciągu jednego tygodnia. Przetworzenie wszystkich informacji i opublikowanie zdjęcia zajęło kilka lat. Najpierw jednak dodał do projektu nowy teleskop (GLT na Grenlandii) i wykonał drugie zdjęcie M87*, która właśnie ujrzała światło dzienne.

Sześć lat przetwarzania obrazu, aby rozwiać wszelkie wątpliwości. Przetwarzanie i publikacja drugiego zdjęcia czarnej dziury M87*, wykonanego rok i dziesięć dni po wykonaniu oryginału, w kwietniu 2018 r., zajęła sześć lat, ale było warto.

Z jednej strony potwierdza to słuszność obserwacji z 2017 roku. the Rozmiar centralnego cienia jest stały Obydwa zdjęcia potwierdzają pierwotne szacunki wymiarów czarnej dziury, rozwiewając krytykę dotyczącą polegania na symulacjach przy obliczaniu tych danych.

Z drugiej strony porównanie obu zdjęć pokazuje, że pierścień materii otaczający czarną dziurę obraca się zgodnie z oczekiwaniami. Najjaśniejsza część przesunęła się o 30 stopni, co jest zgodne z poprzednimi modelami dziury.

Widzimy, co przewidział Einstein. Położona 55 milionów lat świetlnych od nas M87* to masywna czarna dziura w centrum galaktyki eliptycznej, która manipuluje materią za pomocą swoich pól magnetycznych i wyrzuca to, czego nie pochłania, z prędkościami bliskimi prędkości światła.

Zdjęcie z 2018 r., podobnie jak poprzednie z 2017 r., odzwierciedla tę burzliwą aktywność za pomocą jasnego pierścienia wokół niego. Potwierdza to teorię, że średnica horyzontu zdarzeń, a tym samym średnica samej czarnej dziury, jest nierozerwalnie powiązana z jej masą, tworząc centralny cień przewidziany w równaniach Alberta Einsteina ponad sto lat temu.

Dlaczego to wygląda jak pączek? Ten jasny placek zwany dyskiem akrecyjnym powinien być bardzo cienki, a dociera do nas bardzo rozproszony i nieostry. Podczas swojej podróży przez przestrzeń jej światło jest rozpraszane przez pył w przestrzeni międzygwiazdowej, dzięki czemu widzimy ją w ten sposób.

Pomimo rozproszenia obraz jest wystarczająco wyraźny, aby potwierdzić nie tylko rotację czarnej dziury, ale także wyrównanie jej osi obrotu z silnym przepływem materii („dżet relatywistyczny”) oddalającym się od M87.

Znaczenie powtarzania wyników. Chociaż zajęło to sześć lat, potwierdzenie to potwierdza wyniki EHT i jest postrzegane jako kamień milowy w globalnej współpracy naukowej, a także mocne potwierdzenie, że doświadczamy cienia czarnej dziury i krążącej wokół niej materii.

Przyszłe analizy danych pomogą lepiej zrozumieć interakcję pól magnetycznych i przepływów plazmy w dysku akrecyjnym.

W następnej dekadzie być może otrzymamy także filmy przedstawiające ewolucję M87* na przestrzeni czasu dzięki oprogramowaniu EHT (ngEHT) nowej generacji, które zapewnia obrazy o wyższej rozdzielczości i szerszy zakres częstotliwości. Dzięki współpracy obserwatoriów z całego świata.

Obraz | Teleskop horyzontu zdarzeń

W Chatace | Od „historycznego odkrycia” do „błędu w przetwarzaniu”: naukowcy uważają, że obrazy czarnych dziur są błędne