Телескопот Event Horizon (EHT) додаде поголем број опсерватории во глобалната мрежа на радиотелескопи, а првата слика од црната дупка на нашата галаксија може да се добие за помалку од една година.
"Рано следната пролет, Хоризонтот за настани ќе ја репродуцира сликата на црна дупка во центарот на Млечниот Пат", рече Ејвеј Е. Бродерик, доцент по физика и астрономија на Универзитетот во Ватерло, за време на презентацијата во Институтот Периметар на конференција за конвергенција на 23 јуни 2015 година.
Бродерик, кој е исто така учител во овој институт, сподели и некои можности за размислување за да го истражат привремениот простор околу супермасивната црна дупка во центарот на Млечниот Пат, наречена Стрелец * (или Стрелец А *), па затоа ЕТХ ќе се фокусира на истражување на силната гравитација.
"Има само две места во универзумот каде што можете да ја истражите силната гравитација на голем, многу голем размер и околу компактни објекти", додаде тој.
Осврнувајќи се на изучувањето на општата теорија на релативноста од Алберт Ајнштајн, кој го формулираше пред 100 години - од почетокот на мапите создадени од морнари, Бродерик рече дека има многу "чудовишта" во неистражените длабочини на просторот, од кои една е гравитационите услови околу црна дупка. Но, оваа теорија може да се промени за прв пат во историјата на човештвото.
Резолуција на агол на хоризонтот на настани
EHT се состои од многу радио опсерватории низ целиот свет. Со многу долга базична интерферометрија (ултра-долга база интерферометр или VLBI), многу независни радио антени, одделени со стотици или илјадници милји, може да се користат заедно за да се создаде "виртуелен" телескоп со дијаметар на нашата планета. Можностите на најмоќните оптички телескопи на планетата се строго ограничени во набљудувањето на дури и најмасивните објекти познати во универзумот. И црни дупки се екстремно компактни, се појавуваат како мали прачки од прашина на небото. За време на нивната активност, супермасивните црни дупки, како што е познато, постојат во јадрата на повеќето галаксии, можат да ги засенат и да создадат огромни области на експлозивни релативистички гасови во меѓугалактичкиот простор. Тие исто така можат да имаат силни ефекти врз еволуцијата на галаксиите, па набљудувањето на овие гравитациони "хипопотамуси" е една од најважните цели на модерната астрофизика.
За да се набљудува Стрелец A * преку Хоризонтот на настаните, потребна е исклучително мала аголна резолуција. Со овој телескоп, овие бројки се проценети на 50 лак-секунди (микро μas) во дијаметар. Една од најмоќните оптички инфрацрвени опсерватории на планетата (два Кек телескопи на Mauna Kea на Хаваи) може да имаат аголна резолуција до 20000 μas. Планирано е дека телескопот од триесет метри (ТМТ) ќе може да обезбеди индикатори на 7000 μа. Иако овие резолуции се неверојатни за оптичката астрономија, овие ресурси не се сосема доволно за полноправно истражување во оваа област, додаде Бродерик.
По завршувањето на подготовката за проектот, EHT ќе работи со резолуција од 10 μas, и овие показатели се многу добри за решавање на проблемот. Овие карактеристики сугерираат некои интригантни можности не само да ја добијат првата слика на црна дупка, туку и да ја тестираат општата теорија на релативноста на Ајнштајн, а исто така ќе помогнат да се подигне завесата на физиката надвор од општата теорија на релативноста.
"Ова не е иден експеримент, тоа се случува сега", рече Бродерик, истакнувајќи дека "прототипот" на EHT веќе има 9 години работно искуство. Но, набљудувањата на Стрелец А * досега дојдоа само од три дела на радио антените ЕТХ, и овие податоци беа премногу ретки за да се создаде јасен поглед на "прстенот" на една црна дупка. Овие набљудувања, сепак, даваат сериозен придонес во разбирањето на карактеристиките на црна дупка, помагајќи им на теоретски физичари да го погодат што е Стрелец А *, но многу прашања остануваат неодговорени. Дури и во однос на црна дупка во центарот на Млечниот Пат, постојат сериозни несигурности во врска со разбирањето на геометријата и динамиката на областа.
Теоријата на "класична" црна дупка вклучува точка без враќање - област каде гравитационата деформација е толку голема што дури и светлината не може да го избегне гравитационото повлекување на црна дупка, наречена хоризонт на настаните. Исто така, постои диск за аккреција, каде што материјалот паѓа на површините околу хоризонтот на настанот, ова е генерација на високи енергии. Но, ние навистина не знаеме што е диск за акцелерирање - голем, мал, тенок или дебел. Ние, исто така, не знаеме дали овој диск е подруг во однос на задниот дел од црна дупка (астрофизичарите се сигурни дека Стрелец A * е ротирачка црна дупка). Можеби било која од нашите црни дупки е исто така диск? Во моментов, морфологијата на структурите околу црна дупка останува мистерија.
Оваа тајна се појавува како еден вид "егзистенцијална криза" за EHT - предупредува Бродерик.
"Името на Telescope Telescope Horizon Telescope е далеку од случајно, беше даден за да се провери присуството на хоризонтот на настани во црна дупка, ако оваа теорија е побиена, телескопот ќе биде преименуван", додаде тој, "за среќа, EHT најде најдобар доказ за денес, тоа е вистина, и постојат хоризонти на настани ".
Стрелец А * трепери, трепери
Во моментов, со исклучок на мала веројатноста дека ќе се претвори во физика, постои хоризонт на настани, а физичарите успеаја да го ограничат концептот за тоа како ќе изгледа - мал сет на варијабли и тековни модели, и тоа е во согласност со податоците што почнуваат да доаѓаат од EHT.
"Не сум сигурен дали ми е драго или сум депресивен, се надевав дека сега ќе најдеме некои неочекувани нешта, иако сè е во ред", се пошегува Бродерик. Иако EHT веќе произведува резултати и надежи за добивање на првите слики на Стрелец А * наскоро, се високи, сè уште постои долг пат и проблеми за надминување.
Еден од проблемите што ги посочи Бродерик е проблем за сите опсерватории на земјата. Кога ќе поминеме низ атмосферата, ќе видиме треперење на ѕвезди. Овој трепкач е предизвикан од многу атмосферски влијанија, вклучувајќи турбуленции во горната атмосфера и влага. Кога се забележува супермасивна црна дупка, сличен ефект се појавува и во центарот на нашата галаксија - Стрелец A *, исто така, трепка ".
Кога ѕвездите и меѓуѕвездената плазма минуваат помеѓу нас и Sgr. *, Може да се појават сцинтиллации во примениот сигнал, создавајќи мали аномалии кои треба веднаш да се коригираат. По неколку години, кога EHT врши целосна операција, неговото истражување ќе биде од клучно значење за да се разбере што предизвикува проток на акцелерација околу црна дупка. Но, ако не се земат предвид ефектите на сцинтиллација, тогаш таков феномен како магнетохидродинамична турбуленција во близина на црна дупка може да стане премногу дифузен за изучување.
Слично на теренските обсерватории кои имаат ласери во горната атмосфера за мерење на износот на турбуленција и подесување користејќи адаптивна оптика, EHT ќе прифати адаптивна шема на оптика (но без ласери) за да го отстрани овој ефект при анализирање на резултатите.
Томографија на просторот
Можеби најпогодна употреба на EHT е да се проучат SGR епидемии. *. Познато е дека тие периодично се генерираат таму.
Околу еднаш дневно, неколку опсерватории забележаа појаснување на емисиите од Sgr. * и овој феномен, исто така, ја менува структурата на емитираната област. Овој блиц се толкуваше како "жешка точка" во акронискиот поток во близина на хоризонтот на настанот. Кога EHT е целосно функционална, ќе може да ги следи овие жаришта, следејќи го нивното потекло и гледајќи во процесот на нивно намалување. Астрономите, исто така, се надеваат дека ќе ги користат жешките точки како индикатор за да ја нагласат структурата на привремен простор во оваа силна гравитациона средина. "Ова ја отвора вратата за можноста за привремена просторна томографија - овие точки се движат, тие се појавуваат во различни области на привремениот простор", рече Бродерик. "И начинот на кој се случува еднаш дневно, може да се забележат неколку од овие удари."
Колку длабоко не го испитувавме непознатото во овој уникатен гравитационен регион, и мислиме дека имаме добра платформа во теоријата на динамиката на црна дупка, но сакам да мислам дека ЕХТ би можел да најде нешто ново и, можеби, егзотично за многу непредвидлив простор најблиската супермасивна црна дупка.
"Би сакал да мислам дека веднаш штом ќе ја добиеме сликата, ќе видиме дека ќе изгледа како верзијата на почетокот на 21 век - бледа сина точка, можеби со повеќе зловерни призвуци ... Постојат чудовишта што се кријат темнината "- овој заклучок го направил Бродерик.
