Takhle vypadá první foto (okolí) černé díry

TLDR verze: The Event Horizon Telescope po desetileté snaze vydal první foto černé díry, respektive jejího okolí ve formě akreačního disku. Pozorování sedí na Einsteinovy předpovědi jako zadek na hrnec (oznámení tu, video tu

Jak spatřit nespatřitelné

Už jste si asi milionu různých zpráv povšimli blížící se oznámení projektu The Event Horizont Telescope (EHT). Dnes po třetí hodině došlo konečně na uvolnění toužebně vyhlíženého líbesbrífu. Co vidíte výše, je „foto černé díry“, včetně „stínu“ souvisejícího s poslední kruhovou drahou částic v okolí černé díry samotné. Za horizont událostí samozřejmě pohlédnout nemůžeme – co se však podařilo, je osnímkovat pomocí globálního virtuálního teleskopu hranici tohoto bodu.

Data jsou v zásadě přesně to, co vědátoři očekávali – a co odpovídá dosavadním teoriím toho, jak se černá díra a její okolí má chovat akurátně vůči vědátorským teoriím. Impresivnější než samotný obrazový důkaz je tak především metoda, jakou se snímek podařilo realizovat. Možná už jste někdy slyšeli, že snaha stavit větší a větší disky teleskopů (zdravím Arecibo  a Kuej-čou) lze trošičku obejít pomocí synchronizovaného pozorování s více teleskopy. Tím de facto získáte virtuální teleskop o průměru vzdálenosti těch dvou.

Sice tím nezískáte odpovídající sběrnou plochu (pro zvýšení světelnosti), ale výrazně tím navýšíte úhlové rozlišení. Pro rádiovou astronomii je tato technika obzvláště vhodná. Měření ve vlnové délce milimetrových rádiových signálů lze „snadněji“ skládat. Z vesmíru uletí fakt velké vzdálenosti bez utlumení prachem a plynem a naše pozemská atmosféra ji moc netlumí (jako třeba RTG nebo gama záření).

Mkey, řekli si vědátoři z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a spojili teleskopy PO CELÉM SVĚTĚ! The Event Horizont Telescope (EHT) je masivní kolaborací 14 observatoří po celé planetě, který díky brutálně velké detekční ploše  zpozoroval věci doposud neviděné!

Ani byste nevěřili, že největší problém celého projektu není technologie, ale čekačka ve frontě na měřící čas. Fakticky trvalo 5 let od návrhu, než se povedlo domluvit zapojení a hlavně pozorovací čas všech pracovišť. Až v nedávné době se připojily poslední placky – teleskop na Jižním pólu a Atacamská ALMA. Tím se zvýšila ostrost EHT desetinásobně – fakticky tak rozliší golfový míček na Měsíci (kdyby nebyl Tiger Woods cucák a fakt tam dostřelil #go_for_it). A výsledky mohly vypadat ledajak – potvrdit naše očekávání, nebo ho rozbít jako SG-10.

Stroj: Hvězdná brána/Syfy, EHT

Parádně precizní práce

Až před dvěma lety pak dostala EHT zelenou od všech pracovišť! Od 4. dubna 2017 tak po celém světě vědci nespali (no OK, asi na směny) a po 10 dní a pozorovali dvě hlavní oblasti na obloze, kde na ně čekaly supermasivní černé díry.

Focenými vesmírnými modelkami byly:

  1.  lascivní střed naší Galaxie a jeho 4 miliony hmotnosti Sluncí (Ms) těžká suprmasiveblackhole, obojí označené jako Sagittarius A a…
  2. ještě větší tlusťoch dokonce 6 miliard *Ms v blízké galaxii M87! Právě tohoto druhého filutu nyní vysnímkovalo EHT na veřejné tiskovce.

Říkáte si „foto černé díry? WTF, vždyť nejde vidět!“ No to nejde – co její horizont událostí (neboli odporně řečeno Schwarzschildův poloměr rs= 2*G*m/c^2) schvátí, již nenavrátí. Platí to i pro světlo neboli fotony, jelikož úniková rychlost z tohoto objektu je větší než rychlost světla.

Nu, ale naštěstí platí, že když schvacuje hromadu prachu, plynu a Matthew McConaugheyho, vzniká akreční disk. Ten třením a pohyby magnetizované hmoty silně září v UV i RTG. Z pólů černých děr pak taky vyletují supraenergické proudy (jety). Jinými slovy: okolo našich modelek je fakt brutální aura. A právě tento stín na okraji pozorovaného akrečního disku se nyní podařilo vyfotit. #supra

Vědci z EHT mířili na úplný střed toho všeho divadla. Tam kde akreční disk končí v hlubinách temna. Po 10 denním pozorování zakončeným je tak čekalo zpracování, což zabralo další dva roky. #hotter_news_tha_Jessica_Alba.

Nejbrutálnější na tom všem je, že pro co nejlepší pozorovací podmínky nesmíte mít v atmosféře vlhko. Hodně z oněch dvanácti observatoří je na vysokých horách či v poušti, ale ne všechny. Jinde se muselo čekat na čistou oblohu a dobré počasí. Pravděpodobnost krásného počasí na dvanácti místech světa najednou je skoro nulová. No naštěstí ne úplně, ale i tak měli vědci jen 5 dokonalých dnů v celém desetidenním denním šiftu. Ale i tak brutál! Není se čemu divit, že to vědátory přimělo doslova k slzám!

Stroj: Intestellar/20th Century Fox

Relativita v cajku

Obrázek M87 možná vypadá na první pohled poněkud rozmazaně – ale pořád jde o snímek útvaru vzdáleného 55 milionů světelných let (!), a co je podstatnější, pozorování je přesně akurátní vůči tomu, co předpověděl Albert Einsteinů.

Ale ještě pozor děcka, ve skutečnosti si i sami vědátoři nejsou jistí, že na tuty zíráme na pouhý okraj stínu, protože celá oblast kolem černé díry je totálně prostorově deformovaná. Efektem gravitační čočky tak vidíte vlevo, vpravo a nahoře nejen věci co jsou vlevo, vpravo a nahoře, ale taky třeba vpravo, vlevo a dole… a ještě vzadu. #jetojasný? Prostě všechno se kolem dokola černé díry tak nějak omotává. Vlastně přesně tak, jak znáte z Nolanova filmového fláku INTERSTELLAR #goodjob (y)

Poznání černých děr je stále na svém počátku. Ale již nyní je jasné, že projekty jako EHT v něm můžou do budoucna výrazně napomoct. Konec konců, první fotografie v 19. století byly taky ostré asi jako chůze po osmém pivu, ale dnes si v ultra HD můžete udělat i momentku svého záchodového projektu. Je rozhodně kam jít dále. Lze si třeba představit projekty v duchu virtuálního teleskopu EHT, ale v rámci celé sluneční soustavy. Tedy – až budeme mít v kosmu dostatečný počet dostatečně vzdálených teleskopů.

Alespoň nyní se však zdá, že teoretičtí fyzikové můžou o něco lépe spát, protože jejich teorie byly v cajku. A astronomy… ty čekají doslova zlaté časy!

[JRN, LL]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, která připravuje přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze