Kako je nastala najboljša slika na svetu?

Plod mednarodnega sodelovanja raziskovalne skupine Everent Horizon Telescope, v kateri je sodelovalo več kot 200 različnih znanstvenikov in znanstvenic s celotnega sveta, je prva neposredna fotografija območja okrog črne luknjo. Gre za supermasivno črno luknjo z maso 6,5 milijard Sončevih mas v središču eliptične galaksije M87. Same črne luknje ni mogoče videti, ker “ujame” vso svetlobo, ki zaide vanjo. Zato gre za fotografijo snovi iz akrecijskega diska v bližini roba črne luknje oziroma t. i. dogodkovnega horizonta.

Prva fotografija črne luknje. Ločljivost nastale slike je 20 mikroločnih sekund oz. enako kot, da bi brali časopis v New Yorku iz razdalje Pariza. Foto: European Southern Observatory

Galaksija M87 je od Zemlje oddaljena 55 milijonov svetlobnih let. To pomeni, da je svetloba, ki trenutno prihaja k nam, v resnici zapustila galaksijo pred 55 milijoni leti – v geološkem smislu le “utrip očesa” po izumrtju dinozavrov. Galaksija je tako velika in svetla, da predstavlja lahko tarčo celo za amaterske astronome. Tudi sam sem jo že večkrat opazoval. Ko naslednjič priredim kakšno javno astronomsko opazovanje, me spomnite, da vam jo pokažem! V nasprotju s samo galaksijo, pa je črna luknja v njenem središču izredno izredno majhna. Njen premer je zgolj 10 milijard kilometrov, kar je pri njeni oddaljenosti 55 milijonov svetlobnih let, enako kot z Zemlje videti kovanec na površju Lune.

Dlje in/ali manjši so objekti, manjša je njihova navidezna kotna velikost na nebu. Izkaže se, da je za opazovanjih astronomskih objektov najbolj pomemben parameter velikost (premer) zrcala teleskopa s katerim opazujemo. S pomočjo uklonskega zakona je zato mogoče razmeroma enostavno izračunati, kako velik teleskop potrebujemo, da lahko vidimo nek objekt z neko določeno kotno velikostjo:

Kjer je je D potreben premer teleskopovega zrcala ali leče v metrih,
λ je valovna dolžina elektromagnetnega valovanja s katerim opazujemo. Dolžina valovne dolžine vidne svetlobe je 380-750 nm. Raziskovalci projekta Event Horizon pa so uporabili radijske valove z λ = 1,3 mm. θ je navidezna kotna velikost objekta v radianih. Če se vam ne da računati na “peš”, pa si vse to lahko izračunate na tej povezavi.

Človeški ekvivalent teleskopu je človeško oko, ki v principu deluje popolnoma enako, kot vsak astronomski teleskop. Premer zenice človeškega očesa znaša 2-8 mm. Iz tega izhaja (enačba zgoraj), da je kotna ločljivost človeškega očesa okoli ene ločne minute. Premer mojega teleskopa znaša 120 mm, kar znese, da je njegova ločljivost teoretično okrog 1,5 ločne sekunde (približno 40-krat bolje, kot s prostim očesom). Velikost črne luknje v središču galaksije M87 pa je nekaj 10 mikro ločnih sekund. To je trimilijonkrat manj, kot je teoretično še mogoče videti s prostim očesom. Zato so astronomi za fotografijo črne luknje v središču galaksije M87 potrebovali teleskop s premerom zrcala v velikosti celotne Zemlje.

V projektu Event Hrizon so hkrati bili uporabljeni radijski teleskopi s celotnega sveta (Vir:
D. Marrone, University of Arizona)

Tako velikega teleskopa pa seveda ni mogoče zgraditi. Zato je bila uporabljena uporabili tehnika interferometrije. Pri tej tehniki se je združilo večje število radijskih teleskopov s celotnega planeta, v navidezno en ogromen teleskop (z zelo veliko luknjami). Zato, da bi zapolnili luknje med teleskopi je bilo potrebno veliko število daljših opazovanj. Teleskopi s celotnega planeta so isto točko na nebu opazovali hkrati, njihova opazovanja pa so bila zelo precizno koordinirana z atomsko uro. Nastal posnetek črne luknje, je slika z doslej največjo doseženo kotno ločljivostjo (20 mikro ločnih sekund). Znanstveniki pa že delajo na posodobitvi sistema, ki bo omogočal še večjo ločljivost in s tem fotografijo supermasivne črne luknje v središču naše Galaksije

Video, ki na enostaven in razumljiv način pojasni kaj slika črne luknje sploh pomeni

Submit a comment

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Komentirate prijavljeni s svojim WordPress.com računom. Odjava /  Spremeni )

Google photo

Komentirate prijavljeni s svojim Google računom. Odjava /  Spremeni )

Twitter picture

Komentirate prijavljeni s svojim Twitter računom. Odjava /  Spremeni )

Facebook photo

Komentirate prijavljeni s svojim Facebook računom. Odjava /  Spremeni )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.