James Clerk Maxwellin kaukoputki on yksi kolmesta kaukoputkesta, joka tarjoaa uraauurtavaa tietoa kaukaisesta mustasta reiästä. Mauna Kean huipulla Havaijilla. Kuva Nik Szymanek
Palautumisen kohta on viimeinkin löydetty. Viisikymmentä miljoonaa valovuotta maasta, Messier 87-galaksin sydämessä, musta aukko, joka on kuusi miljardia kertaa massiivisempi kuin aurinko, on antanut tutkijoille ensimmäisen mittauksen ns. Tapahtumahorisontista. jonka ulkopuolella aine on ikuisesti menetetty mustalle aukolle.
"Kun esineet putoavat tapahtumahorisontin läpi, ne katoavat ikuisesti", sanoo Shep Doeleman, Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen tutkija ja johtava kirjailija Science Expressissä julkaistulle paperille.
Mustat aukot ovat maailmankaikkeuden tiheimpiä esineitä. "Siellä on niin voimakas painovoima, että ei ole vain asia, joka voi ylittää tapahtumahorisontin ja joutua imeytymään mustaan reikään, vaan jopa valon fotonin", sanoo avustaja Jonathan Weintroub, myös Harvardin ja Smithsonianin astrofysiikan keskuksessa. ”Väittää, että olemme mitattaneet mustan aukon, koska mustat aukot ovat mustia. Mittaamme valoa tai tapauksessamme radioaaltoja ”mustan reiän ympäriltä, ei itse mustasta reiästä.
Kyseinen musta aukko on yksi taivaan kahdesta suurimmasta. Syyskuun 2011 asiakirjan, jonka otsikko oli ”M87: n suihkukoneiden laukaisualueen koko”, mukaan siinä esitettiin, kuinka tapahtumahorisontin mittaukset voitiin tehdä.
Tutkimuksessa, joka on kuvattu ”M87: n supermassiivisen mustan reiän lähellä ratkaistu suihkukoneiden rakenne”, nämä suihkut on valmistettu “relativistisista hiukkasista, jotka voivat ulottua satojen tuhansien valovuosien ajan, tarjoamalla tärkeän mekanismin aineen ja energian uudelleen jakamiseen suurilla mittakaavoilla, jotka vaikuttavat galaktiseen evoluutioon. ”NASAn ja Hubble Heritage Teamin kuva STScI / AURA
Sen lisäksi, että mustat aukot ovat fantastisen, mielestäni omituisen, outoja, ovat myös hyödyllisiä kohteita tutkimukselle, selittää Weintroub, etenkin ne kymmenen prosenttia, jotka edustavat suihkukoneita tai valoa säteileviä ainepurskeita, jotka muuttuvat energiaksi, kun massat lähestyvät tapahtumahorisonttia . Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian tukemana nämä suihkut tarjosivat säteilyä, jota Weintroubin joukkue tarvitsi mittauksien suorittamiseen.
Havaittujen, Arizonan ja Kalifornian radioteleskooppien yhdistettyjä tietoja tutkijat loivat “virtuaalisen” kaukoputken, joka pystyy sieppaamaan 2000 kertaa yksityiskohtaisemmin kuin Hubble-avaruusteleskooppi. Tällä yksityiskohtaisuustasolla tutkijat pystyivät mittaamaan niin sanotun aineen "sisimmän vakaan pyöreän kiertoradan" mustan aukon ulkopuolella sekä M87: n tapahtumahorisontin. Jos tapahtumahorisontti on ovi mustaan reikään, niin sisin vakaa pyöreä kiertorata on kuin kuistilla; tuon pisteen ohi, elimet alkavat kiertyä kohti tapahtumahorisonttia.
"Toivomme lisäävämme lisää kaukoputkia", Weintroub sanoo. "Se on todella mitä meidän on tehtävä, jotta voimme tehdä uusia kuvia ja ymmärtää mitä helvettiä suihkun juurella tapahtuu."
Selvityskohtana siitä, mitä joukkue on tosiasiallisesti tehnyt, Weintroub sanoo: ”Olen nähnyt otsikoita sanomalla, että teimme kuvan mustasta aukosta - emme itse asiassa tehneet kuvaa mistään, ja jos teimme kuvan, se olisi säteilykuvio mustan aukon välittömässä läheisyydessä, koska musta reikä on musta. "
Vaikka mustien reikien ulkonäkö voi olla yksinkertainen kuvata (ne ovat mustia), heidän käyttäytymisensä muuttuu nopeasti outoksi ja se on juuri tuikallinen lupaus, joka odottaa tapahtumahorisontissa.
"Mustat reiät ovat mielenkiintoisia", sanoo Weintroub, "koska yksi niistä asioista, joita Einstein ennustaa yleisen suhteellisuusteorian teoriassaan, on se, että säteily taivuttaa valoa." Itse asiassa Weintroub jatkaa, Einstein katsoi, että massiivisten esineiden painovoima (mukaan lukien mustat aukot) ) todella taivuttaa tilaa, jonka läpi valo kulkee.
Weintroub sanoo: "Painovoima taivuttaa aivan tilan kangasta ja voimakas painovoima taivuttaa tilan kangasta voimakkaasti."
Koska virtuaalinen kaukoputki laajenee muihin kohteisiin Chilessä, Euroopassa, Meksikossa, Grönlannissa ja etelänavalla, Weintroub sanoo pystyvänsä luomaan entistä yksityiskohtaisempia kuvia noin viiden vuoden kuluessa. "Kun alamme tehdä kuvia", hän sanoo, "voimme nähdä, onko mustan aukon myöntämä säteily" linssi "vai taipunut, kuten Einstein ennusti.
Samaan aikaan täällä Linnunradalla asiat ovat yhtä mielenkiintoisia eri syistä. Vaikka galaksin keskipisteessä olevaa mustaa reikää Weintroub kutsuu ”hiljaiseksi” ja siitä puuttuu suihku, Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksen tutkijat löysivät tämän syyskuun kaasupilven, jolla oli planeetanmuodostuskyky ja joka suuntasi Linnunradan mustaan reikään.
