Παρασκευή, 11 Νοεμβρίου 2016

Αντίστροφη μέτρηση για την πρώτη «φωτογράφηση» μιας μαύρης τρύπας. Astronomers Are Trying To “See” a Black Hole for the First Time Ever

Οι μαύρες τρύπες είναι τα «απομεινάρια» πολύ μεγάλων άστρων, τα οποία έχουν τόσο μεγάλη πυκνότητα που «καταπίνουν» οποιοδήποτε φωτόνιο ή σώμα βρεθεί στην εμβέλεια του πανίσχυρου βαρυτικού τους πεδίου, ή αλλιώς στον ορίζοντα γεγονότων, όπως ονομάζεται. In this artist's conception, the black hole at the center of our galaxy is surrounded by a hot disk of accreting material. Blue lines trace magnetic fields. The Event Horizon Telescope has measured those magnetic fields for the first time with a resolution six times the size of the event horizon (6 Schwarzschild radii). It found the fields in the disk to be disorderly, with jumbled loops and whorls resembling intertwined spaghetti. In contrast, other regions showed a much more organized pattern, possibly in the region where jets (shown by the narrow yellow streamer) would be generated. Credit: M. Weiss/CfA

Για πρώτη φορά, την επόμενη άνοιξη ένα δίκτυο εννέα επίγειων ραδιοηλεσκοπίων θα αποπειραθεί να απαθανατίσει το «προφίλ» μιας μαύρης τρύπας. Στόχος του Event Horizon Telescope (ΕΗΤ), όπως ονομάζεται το πρότζεκτ, είναι να «φωτογραφήσει» τον Τοξότη Α*, τη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Ήδη έχει ολοκληρωθεί ένα αρκετά μεγάλο μέρος της τεχνικής προετοιμασίας. Έτσι, οι επιστήμονες εκτιμούν πως τον Απρίλιο του 2017 θα καταφέρουν να φωτογραφήσουν για πρώτη φορά μία μαύρη τρύπα.

Οι μαύρες τρύπες είναι τα «απομεινάρια» πολύ μεγάλων άστρων, τα οποία έχουν τόσο μεγάλη πυκνότητα που «καταπίνουν» οποιοδήποτε φωτόνιο ή σώμα βρεθεί στην εμβέλεια του πανίσχυρου βαρυτικού τους πεδίου, ή αλλιώς στον ορίζοντα γεγονότων, όπως ονομάζεται.

Επομένως, οι επιστήμονες δεν θα απαθανατίσουν την ίδια τη μαύρη τρύπα αλλά το «προφίλ» του ορίζοντα γεγονότων, μέσω της ποσότητας θερμού αερίου που περιδίνεται στην περιφέρειά του, πριν εξαφανισθεί για πάντα στο εσωτερικό του Τοξότη Α*.

«Υπάρχουν αρκετά εμπόδια που θα πρέπει να ξεπερασθούν για να αποτυπωθεί ο Ταξότης Α* – που ουσιαστικά είναι ένα εξαιρετικά μικρό ίχνος στον ουρανό», λέει στην ιστοσελίδα Futurism η Φέριαλ Οζέλ, καθηγήτρια φυσικής και αστρονομίας στο πανεπιστήμιο της Αριζόνα και μέλος του πρότζεκτ.

Ο λόγος είναι πως η μαύρη τρύπα απέχει 25.000 έτη φωτός από τη Γη. Σύμφωνα με την Οζέλ, είναι σαν να θέλουν να διακρίνουν ένα CD που βρίσκεται στην επιφάνεια της Σελήνης.

Credit: Scientific American

Γι’ αυτό και οι επιστήμονες θα συνδυάσουν εννιά ραδιοτηλεσκόπια από τις τέσσερις γωνιές του πλανήτη, όπως τις ΗΠΑ, την Ισπανία και τη Γαλλία, δημιουργώντας έτσι ένα «εικονικό» τηλεσκόπιο με πρωτόγνωρη ευκρίνεια. Επίσης, θα αξιοποιήσουν ένα μήκος κύματος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας το οποίο διαπερνά όχι μόνο τα νέφη γύρω από τη μαύρη τρύπα, αλλά και τη γήινη ατμόσφαιρα.

Πέρα από το ότι θα πρόκειται για επίτευγμα από τη σκοπιά της παρατηρησιακής φυσικής, η «φωτογράφηση» του Τοξότη Α* θα δώσει τη δυνατότητα να ελεγχθεί μία ακόμη φορά η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, οι μαύρες τρύπες παραμορφώνουν τοπικά τον χωρόχρονο, ενώ μάλιστα μπορεί να υπολογισθεί η παραμόρφωση.

In this composite image, the region surrounding Sagittarius A* shines brightly with all the energetic matter falling into it. Credit: NASA/CXC/JPL-CALTECH/ESA-STSCI

Έτσι, οι εικόνες του Τοξότη Α* αναμένεται να παρουσιάζουν τη μορφή ενός μηνίσκου, οι διαστάσεις του οποίου θα πρέπει να συμφωνούν με τις προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας. Σε αντίθετη περίπτωση, αυτό θα σημαίνει πως η θεωρία χρειάζεται βελτίωση.

Πριν πάντως «φωτογραφηθεί» ο Τοξότης Α*, οι επιστήμονες ήδη έχουν αποφασίσει πως το επόμενο βήμα θα είναι να απαθανατίσουν τη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στον γαλαξία Messier 87. Η συγκεκριμένη μαύρη τρύπα είναι πολύ μεγαλύτερη από τον Τοξότη Α*, ενώ από αυτήν εκτινάσσονται τεράστιοι πίδακες πλάσματος στο διάστημα.