Udskriv
Overordnet kategori: Astronomi
Kategori: Astrofysik
Første billede af sort hul fra Event Horizon telescope
Gennembrudet blev offentliggjort idag i form af en serie på seks videnskabelige artikler i en særudgave af tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters. Billedet viser det sorte hul i centrum af Messier 87, som er en enorm galakse i galaksehoben i stjernebilledet Virgo - Jomfruen. Afstanden til det sorte hul er 55 millioner lysår, og det vejer 6,5 milliarder x Solens masse.

EHT er en sammenkobling af teleskoper over hele Jorden, så de danner et virtuelt teleskop på størrelse med vores klode. Med EHT kan forskerne studere det mest ekstreme objekter i Universet på en ny måde

"Vi har taget det første billede af et sort hul," sagde EHT project director Sheperd S. Doeleman fra Center for Astrophysics; Harvard & Smithsonian. "Det her er et helt ekstraordinært videnskabeligt scoop, som er lykkedes ved en indsats fra mere end 200 forskere."

Sorte huller er specielle rumobjekter med store masser og meget ringe størrelse. Når sådan et er i nærheden, påvirkes omgivelserne på ekstreme måder, så rumtiden bliver forvredet og stoffet i omgivelserne bliver kraftigt opvarmet.

"Hvis det befinder sig i et lysende område, som for eksempel en skive af lysende gasarter, forventer vi, at det sorte hul vil danne et mørkt område omkring sig, som en slags skygge - det er noget, som er forudsagt i Einsteins Generelle Relativitetsteori, men vi har aldrig set noget sådant før," forklarede formanden for EHT Science Council Heino Falcke fra Radboud Universitetet i Nederlandene. "Skyggen skyldes at tyngdekræfterne bøjer og indfanger lyset ved begivenhedshorisonten, og den kan afsløre en masse om de her spændende objekters natur. I dette tilfælde har vi ved at studere skyggen kunnet måle massen af det enorme sorte hul i M87."

Gentagne kalibreringer og forskellige afbildningsmetoder har afsløret en ringlignende struktur med et mørkt centralområde - det, som er skyggen af det sorte hul. Det kan ses med flere uafhængige observationer med EHT.
Læs også: hidtil bedste billede af sort hul
og Black Hole Image Makes History hos NASA

"Så snart vi var helt sikre på, at det vi havde set var skyggen, kunne vi sammenligne observationerne med et stort antal computermodeller, som beskriver en mængde af de fysiske fænomener omkring de sorte huller, såsom forvrænget rum, overopvarmet stof og kraftige magnetfelter" forklarer Paul T. P. Ho, som er medlem af EHTs bestyrelse og direktør for East Asian Observatory."Det, vi observerer passer fint med vores teoretiske forståelse af fænomenet, så vi er fortrøstningsfulde med fortolkningen af observationerne; her iblandt vores vurdering af massen af det sorte hul."

Luciano Rezzolla er medlem af EHTs bestyrelse. Han er fra Goethe Universität i Tyskland, og han supplerer: "Sammenligninger imellem teori og observationer er altid et spændende øjeblik for teoretikeren. Det var både en lettelse og en kilde til nogen stolthed, da vi kunne se, at observationerne passede så fint med vore forudsigelser."

Det at skabe EHT-anlægget var en stor udfordring, som krævede, at otte eksisterende teleskoper blev opgraderet og koblet sammen. De befinder sig på forskellige meget krævende steder i stor højde. Det drejer sig blandt andet om vulkaner på Hawai'i og i Mexico, bjergtoppe i Arizona og i de spanske Sierra Nevade, Atacamaørkenen i Chile og på Antarktis.

EHT bruger en observationsteknik, som kaldes very-long-baseline interferometry (VLBI), hvor teleskoper over hele jordkloden synkroniseres, og udnytter Jordens omdrejning til at skabe et stort teleskop på størrelse med hele Jorden, og med et observationsområde ved en bølgelængde på 1,3 mm. VLBI gør det muligt for det sammenkoblede EHT-anlæg at opnå en opløsningsevne på 20 mikrobuesekunder - svarende til at kunne læse en avis i New York, hvis man sidder på en cafe i Paris!

De teleskoper, som har bidraget til resultatet er ALMA, APEX, IRAM 30-meter telescope, James Clerk Maxwell Telescope, Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter Telescope, og South Pole Telescope [6]. Petabyte af rådata fra teleskoperne er kombineret i højt specialiserede supercomputere Max Planck Institute for Radio Astronomy og MIT Haystack Observatory.

Både anlæg og finansiering fra Europa har spillet en væsentlig rolle i dette verdensomspændende projekt. Avancerede europæiske teleskoper har deltaget, og der er modtaget støtte fra European Research Council. Især har en bevilling på €14 millioner til BlackHoleCam-projektet været afgørende . Støtten fra ESO, IRAM og Max Planck Society har også været altafgørende. "Resultatet her bygger på årtiers europæisk ekspertise i millimeterastronomi," kommenterede Karl Schuster, som er direktør for IRAM og medlem af EHTs bestyrelse.

Skabelsen af EHT og de observationer, som vi præsenterer her idag er kulminationen af årtiers arbejde med observationer, tekniske konstruktioner og teori. Eksemplet her på globalt samarbejde har krævet et tæt samarbejde imellem forskere over hele Verden. Tretten partnere har arbejdet sammen for at skabe EHT, hvori der indgår både eksisterende anlæg og infrastruktur og støtte fra en række organisationer. De vigtigste økonomiske midler kommer fra US National Science Foundation, Det europæiske Forskningsråd ERC og flere kilder i Østasien.

"I ESO er vi lykkelige over at have kunnet bidrage på væsentlige områder til dette resultat, via vores ledende rolle i Europa og med to af de teleskoper i Chile, som indgår i EHT; ALMA og APEX,"sagde ESOs generaldirektør Xavier Barcons. "ALMA er den mest fintmærkende partner i EHT, og de 66 præcise antenner her har været afgørende for at EHT er blevet en succes." "Vi har gjort noget her, som blev anset for at være umuligt for bare en generation siden," sluttede Doeleman. "Nybrud i teknologien, sammenkoblingen imellem Verdens bedste radioobservatorier og nye algoritmer har spillet sammen til åbningen af et helt nyt vindue i studiet af sorte huller og deres begivenhedshorisonter."