Ετοιμαστείτε για την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας.

Ετοιμαστείτε για την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας.

7 Απριλίου 2017

Της Βασιλικής Γερμάνη

Οι αστρονόμοι μόλις πριν δύο ημέρες, έφεραν σε απευθείας σύνδεση ένα ραδιοτηλεσκόπιο που είναι (σχεδόν) στο μέγεθος της Γης. Το τηλεσκόπιο Event Horizon, έχει σκοπό να επιτύχει κάτι που δεν έχει γίνει ποτέ πριν:
«την απεικόνιση του χώρου γύρω από μια μαύρη τρύπα σε όλη τη διαδρομή μέχρι τον ορίζοντα γεγονότων της».


Ένας από τους στόχους του τηλεσκοπίου, είναι περιοχή στο Α* του Τοξότη, ή αλλιώς Sgr Α * για συντομία. Το Sgr Α * είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία, με μάζα περίπου 4 εκατομμύρια ήλιους. Επειδή είναι τόσο τεράστια και τόσο (σχετικά) κοντά, σε απόσταση 25.600 ετών φωτός, είναι η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα “ορατή” στον ουρανό μας.
Αλλά ο χαρακτηρισμός «μεγάλη» είναι ένας σχετικός όρος, καθώς οι τρέχουσες εκτιμήσεις τοποθετούν το μέγεθός της, γύρω στις 100 Αστρονομικές Μονάδες (AU) ή και λιγότερο. Μία Αστρονομική Μονάδα (AU) είναι η μέση απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου, 93 εκατομμύρια μίλια (150 εκατομμύρια χιλιόμετρα). Άλλες εκτιμήσεις δείχνουν ότι η μαύρη τρύπα θα μπορούσε να είναι ακόμη και τόσο μικρή, όσο η απόσταση μεταξύ του Ερμή και του Ήλιου, μόλις 28 εκατομμύρια μίλια (46 εκατομμύρια χιλιόμετρα).
Όταν οι αστρονόμοι λένε ότι «βλέπουν» μαύρες τρύπες, στην πραγματικότητα βλέπουν το φως από ένα δίσκο υλικού γύρω από τη μαύρη τρύπα, που εμφανίζεται πέρα ​​από τον ορίζοντα γεγονότων. Οτιδήποτε μέσα στον ορίζοντα γεγονότων συμπεριλαμβανομένου και του ίδιου, είναι στην πραγματικότητα αόρατο, καθορίζοντας έτσι το σημείο στο οποίο ακόμη και το φως δεν μπορεί να ταξιδέψει αρκετά γρήγορα ώστε να απελευθερωθεί από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας και να ξεφύγει. Αλλά προς το παρόν, τα αστρονομικά όργανα δεν έχουν την απαιτούμενη ανάλυση για να δουν πραγματικά κοντά, τόσο το δίσκο υλικού γύρω από τη μαύρη τρύπα, όσο και την εικόνα της δομής του.

Αυτός είναι ο λόγος που κάθε «εικόνα» που βλέπετε σε άρθρα ή βιβλία είναι καλλιτεχνική απεικόνιση και όχι πραγματική φωτογραφία. Αλλά αυτό μάλλον, πρόκειται να αλλάξει.

Το τηλεσκόπιο Event Horizon Telescope κάνει χρήση μιας τεχνικής που ονομάζεται Very Long Baseline Interferometry1 (VLBI). Η μέθοδος της συμβολομετρίας πολύ μεγάλης βάσης (VLBI), απαιτεί πολλά τηλεσκόπια που παρατηρούν το ίδιο αντικείμενο από διαφορετικές τοποθεσίες, για τη δημιουργία εξαιρετικά λεπτομερών εικόνων από πολύ, πολύ μικρά τμήματα του ουρανού. Όσο  μεγαλύτερη η μεταξύ των τηλεσκοπίων απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι και η λεπτομέρεια που μπορεί να επιτύχει αυτή η μέθοδος. Το τηλεσκόπιο Event Horizon Telescope θα συνδέσει οκτώ ραδιοτηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων Atacama Large Array στη Χιλή, το Παρατηρητήριο Caltech στη Χαβάη, το Μεγάλο τηλεσκόπιο Alfonso Serrano στο Μεξικό, το Τηλεσκόπιο του Νότιου Πόλου στην Ανταρκτική, και άλλες εγκαταστάσεις στη Γαλλία και την Ισπανία. Με αυτό το τρόπο θα γίνει προσπάθεια να επιτευχθούν όσο το δυνατόν μεγαλύτερες γραμμές βάσης. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός πραγματικά μεγάλου ραδιοτηλεσκοπίου, περίπου στο μέγεθος της Γης, το οποίο θα είναι σε θέση να δώσει με εξαιρετική λεπτομέρεια την απεικόνιση του χώρου γύρω από μια μαύρη τρύπα.

Αυτό θα επιτρέψει στους αστρονόμους να μελετήσουν, όχι μόνο τη δομή του δίσκου γύρω από τη μαύρη τρύπα, αλλά να δοκιμάσουν τη γενική σχετικότητα, να δουν καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο “τρέφεται” η μαύρη τρύπα με ύλη, και ίσως ακόμη να καθορίσουν πώς πραγματικά δημιουργούνται οι εκροές αερίων, που είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό των μαύρων τρυπών.
Το γιγαντιαίο τηλεσκόπιο τέθηκε σε απευθείας σύνδεση στις 5 Απριλίου, και θα παρατηρήσει συλλέγοντας δεδομένα, για περίπου δέκα μέρες, μέχρι τις 14 Απριλίου. Εκτός από την απεικόνιση της σχετικά ήρεμης περιοχής του Sgr Α *, θα εξετάσει επίσης μια ενεργό υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο Μεσιέ 87, ένα τεράστιο ελλειπτικό γαλαξία στον κοντινό αστερισμό της Παρθένου. Η ποσότητα των πληροφοριών που θα λαμβάνει θα είναι τόσο τεράστια που θα είναι δύσκολο να μεταφερθεί ψηφιακά. Γι’ αυτό θα αποθηκευτεί αρχικά τοπικά σε κατάλληλα μέσα αποθήκευσης και στη συνέχεια θα μεταφερθεί στο Ινστιτούτο Max Planck στη Γερμανία, και στο Παρατηρητήριο Haystack στη Μασαχουσέτη για επεξεργασία.

Αυτό θα πάρει χρόνο. Αλλά μέσα σε λίγους μήνες, μπορεί να έχουμε επιτέλους την πρώτη μας εικόνα της περιοχής γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.

Πηγή : astronomy.com

———————————

1Very-long-baseline interferometry (VLBI)

Η συμβολομετρία πολύ μεγάλης βάσης (VLBI), είναι ένας τύπος αστρονομικής συμβολομετρίας που χρησιμοποιείται στην ραδιοαστρονομία. Στο VLBI, ένα σήμα από μια αστρονομική ράδιο πηγή, όπως ένα κβάζαρ, συλλέγεται σε πολλά ραδιοτηλεσκόπια στη Γη. Η απόσταση μεταξύ των ραδιοτηλεσκοπίων υπολογίζεται στη συνέχεια χρησιμοποιώντας την διαφορά χρόνου μεταξύ των αφίξεων του ραδιοσήματος στα διαφορετικά τηλεσκόπια. Αυτό επιτρέπει παρατηρήσεις ενός αντικειμένου από πολλά ραδιοτηλεσκόπια ταυτόχρονα, τα οποία συνδυάζονται ώστε να προσομοιώσουν ένα τηλεσκόπιο με μέγεθος ίσο με τη μέγιστη απόσταση μεταξύ των τηλεσκοπίων.
Τα δεδομένα που λαμβάνονται σε κάθε κεραία της συστοιχίας, περιλαμβάνουν χρόνους άφιξης από ένα τοπικό ατομικό ρολόι. Σε μεταγενέστερο χρόνο, τα δεδομένα συσχετίζονται με δεδομένα από άλλες κεραίες που κατέγραψαν το ίδιο ραδιοσήμα, για να παραχθεί η τελική εικόνα. Η ανάλυση που μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τη συμβολομετρία VLBI είναι ανάλογη προς τη συχνότητα παρατήρησης. Η τεχνική VLBI επιτρέπει η απόσταση μεταξύ των τηλεσκοπίων να είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που είναι δυνατή με τη συμβατική συμβολομετρία, η οποία απαιτεί οι κεραίες να είναι φυσικά συνδεδεμένες με ομοαξονικό καλώδιο, κυματοδηγό, ή οπτική ίνα.

Πηγή : wikipedia