Fotografija nemoguće crne rupe

Fotografija supermasivne crne rupe u središtu galaksije M87.

U mojem prethodnom članku opisali smo vrste slika koje možemo dobiti s svemirskog teleskopa. Zvijezda se pretvara u jedva svjetlucavu sliku od 11 kvadratnih piksela. Ali što je sa slikama poput gore navedenih? Ovo je čuvena slika supermasivne crne rupe u središtu galaksije M87 udaljene 53,49 milijuna svjetlosnih godina.

Pa je li veće na nebu od trapističara A. Kratak odgovor ne. Dobivanje slike crne rupe M87 približno je ekvivalent pronalasku jednog zrna pijeska na plaži u San Fransiscu dok sjedite u New Yorku.

Rješavanje slike crne rupe je poput pronalaženja jednog zrna pijeska u LA-u ako stojite u New Yorku

Za usporedbu, Hubble Space teleskop ima razlučivost koja može snimiti veliku lubenicu na istoj udaljenosti.

To je zbog fizičke granice leća / ogledala. Količina rezolucije slike koju možete dobiti iz bilo kojeg teleskopa proporcionalna je veličini objektiva koji koristite na svom teleskopu. Velike leće poput one na Hubbleu promjera 7,8 stopa drže se na konstantnom 70 stupnjeva Celzijusovih i polirane su do glatkoće od 10 nanometara. Kopnena opservatorija može imati još veće leće, ali one moraju nadoknaditi atmosfersko zamagljivanje.

Svemirski teleskop Hubble (odavde mogu vidjeti svoju kuću!)

Nažalost, nijedna od ovih opcija neće nam dati fotografiju s rezolucijom koja nam treba da bismo vidjeli pravu crnu rupu. Za to trebamo misliti veće.

Ovo je Square Kilometer Array. Rezolucija radioteleskopa mnogo je veća od čak i svemirskih teleskopa, ali radijskih valnih duljina

Interferometrijski niz je vrsta teleskopa koji koristi malu faznu razliku između dolaznih svjetlosnih valova kako bi povećao njihovu razlučivost. Ovako vidimo daleke galaksije, drevne kvazare i supermasivne crne rupe.

Vrlo velika lepeza (u skladu s temom da su astronomi grozni pri imenovanju stvari) povezani su radio-teleskopi koji prelaze granice fizičke razlučivosti vidljivih teleskopa valne duljine. Kao što ime govori, ovi radio-teleskopski nizovi zauzimaju puno prostora, desetine kvadratnih kilometara. Ali čak ni to nije dovoljno veliko. Moramo razmišljati veće

Teleskop teleskopskog horizonta predstavlja 9 radio opservatorija od Južnog pola do Grenlanda.

Za to nam je potreban interferometar veličine planeta za rješavanje valnih duljina do 1,3 mm. Ovo je rub radio spektra. Manje valne duljine stavljaju vas u infracrveni spektar koji nije prikladan za snimanje slika. Da je planet malo manji ne bismo imali slike crnih rupa. Teleskopi su sinkronizirani pomoću atomskog sata. Petabajti podataka prenose se prijenosom tvrdih diskova s ​​Antarktike i odnekud do sigurnog mjesta koje će biti uspoređeno softverom za obradu slike.

Ejekta blizu svjetlosne brzine supermasivne crne rupe proteže se 5000 svjetlosnih godina

Pa što pokazuje fotografija? Na fotografiji koju gledate je sjena crne rupe unutar svijetlog prstena fotonske sfere. Točka oko 1.5, horizont događaja, gdje svjetlost kruži oko crne rupe. Svjetlo će ili napustiti fotonsku sferu ili padanjem u horizont događaja ili bijegom iz orbite.

Fotonska sfera crne rupe

Modeliranje magnetodinamike crne rupe i uspoređivanje s mutnom slikom omogućava fizičarima da približe masu crne rupe na 6 milijardi solarnih masa i veličinu na malo veću od mase Sunčevog sustava od središta do horizonta događaja.