Event Horizon Telescope, rangkaian skala delapan teleskop radio darat yang ditempa melalui kolaborasi antarabangsa, menangkap gambar lubang hitam supermasif ini dan bayangannya yang berada di tengah galaksi M87.
(Imej: © EHT Kerjasama)
The Teleskop Horizon Acara projek tidak bergantung pada kejayaannya.
Pada bulan April 2019, kolaborasi EHT mengungkapkan gambar pertama lubang hitam, yang menangkap raksasa di jantung galaksi M87. Projek ini telah berjalan selama dua dekad, tetapi pembukaan itu tidak menandakan kemuncak atau kemuncak. Sebaliknya, ini adalah titik perubahan, pembukaan jendela ke penemuan yang lebih menarik lagi, kata ahli pasukan.
"Kami akan melihat kembali 20 tahun ini dari sekarang - anda tahu, kita semua akan minum minuman payung di suatu tempat - dan saya rasa kita akan mengenali gambar M87 sebagai permulaan," kata pengarah pengasas EHT, Shep Doeleman, seorang ahli astronomi di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) di Massachusetts, kepada wartawan pada 10 April semasa acara siaran web meraikan ulang tahun satu tahun pembukaan foto itu.
"Ini benar-benar hanya permulaan," tambah Doeleman. "Saya rasa penemuan itu akan terus berjalan."
Cita-cita lubang hitam besar
Momen besar seterusnya boleh melibatkan supermasif galaksi Bima Sakti kita sendiri lubang hitam, yang dikenali sebagai Sagittarius A *, atau Sgr A * secara ringkas. Pasukan EHT telah memerhatikan Sgr A * tetapi belum dapat menghasilkan gambar dari data.
Memotret lubang hitam jauh lebih penting daripada sekadar menunjuk dan menembak. EHT menggabungkan data dari lapan teleskop radio di seluruh dunia, yang dihubungkan untuk membentuk megascope maya dengan ukuran Bumi. Pasukan ini merancang algoritma untuk memahami semua maklumat ini, menggabungkannya untuk menghasilkan gambar yang menggambarkan lubang hitam cakerawala peristiwa - "titik tidak boleh kembali" di luar yang tidak ada, bahkan cahaya pun, yang dapat melarikan diri. (Memotret bahagian dalam lubang hitam adalah mustahil, kecuali jika anda berada di sana sendiri, yang tidak dinasihatkan.)
Kerja seperti itu sangat menyusahkan dan memakan masa; sebagai contoh, data M87 yang membolehkan gambar tahun lalu dikumpulkan pada tahun 2017. Dan Sgr A * masih merupakan sasaran yang lebih sukar, walaupun jauh lebih dekat dengan kami (26.000 tahun cahaya berbanding 55 juta tahun cahaya untuk M87). Sgr A * adalah lubang hitam supermasif yang relatif ringan, yang menyimpan jisim "hanya" 4.3 juta matahari, dan oleh itu beroperasi pada skala waktu yang lebih pendek daripada raksasa M87 berjisim 6,5 bilion-solar.
"Salah satu cabaran bagi Sagittarius A * adalah ia berkembang dengan begitu cepat sepanjang malam," kata Doeleman. "Jadi, kami sedang mengembangkan algoritma baru yang secara khusus dapat mengatasi hal itu, untuk menambahkan variabilitas waktu untuk pemodelan. Itu hanya memerlukan lebih banyak masa."
Menambah Sgr A * ke album foto adalah keutamaan tinggi bagi ahli pasukan EHT, sebahagiannya kerana mereka berminat untuk melihat objek yang sangat berbeza daripada Lubang hitam supermasif M87. Tetapi cita-cita projek itu tidak berakhir di sana. Kerjasama ini merancang untuk menggandakan jumlah teleskop EHT penyusun, mewujudkan "EHT generasi seterusnya" yang akan mendorong penemuan ke tahap seterusnya.
Megascope yang diubah "akan memberi kita pandangan yang lebih tajam dan membiarkan kita membuat filem pertama lubang hitam," kata Doeleman.
EHT gen seterusnya akan membawa lebih banyak lubang hitam untuk penyelidik. Dan ini boleh membolehkan pasukan memperbesar "cincin foton" lubang hitam, struktur aneh yang nampaknya mengandungi urutan subrings yang tidak terbatas dan penuh maklumat. Pemerhatian mendalam seperti itu akan "membolehkan ujian tepat pada teori Einstein, dan bahkan pengekstrakan putaran," kata Doeleman.
Itu akan menjadi masalah besar. "Lubang hitam supermasif adalah objek unsur yang dijelaskan hanya berdasarkan ukuran dan putarannya," kata anggota pasukan EHT, Michael Johnson, juga dari CfA, semasa acara 10 April. Pemerhatian EHT telah memungkinkan para saintis untuk membuat massa, jadi dengan berputar juga akan membolehkan para saintis benar-benar mendapatkan barang-barang pada monster-monster ini.
EHT gen seterusnya akan memberikan faedah lain juga, kata Doeleman dan Johnson. Sebagai contoh, perkongsian yang ditingkatkan seharusnya membolehkan kolaborasi memperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai jet lubang hitam, pancaran zarah-zarah yang dilancarkan oleh raksasa dengan hampir kelajuan cahaya.
Kerjasama itu telah mendapat dana dari Yayasan Sains Nasional A.S. untuk mendapatkan bola di EHT generasi seterusnya. Tujuannya adalah untuk mendapatkan reka bentuk akhir dalam tiga atau empat tahun dan semuanya berjalan lancar sebelum akhir dekad ini, kata Doeleman. (Hidangan baru bukan satu-satunya cara untuk meningkatkan EHT, dengan cara ini. Resolusi juga dapat ditingkatkan dengan memerhatikan sasaran dalam frekuensi elektromagnetik berganda, kata Doeleman dan Johnson.)
EHT dapat satu lagi peningkatan selepas itu. Memperluas jangkauan megascope ke luar angkasa akan meningkatkan daya penyelesaiannya, dan pasukan sedang mencari cara untuk melakukan hal itu. Kerjasama itu sedang menyiasat kemungkinan memasukkan aset ruang yang sudah ada serta menambah misi baru, khusus, kata Johnson.
Menambah bahkan satu instrumen dalam orbit geosinkron, lebih dari 22,000 batu (35,400 kilometer) di atas planet kita, akan membuat perbezaan. "Dan, tentu saja, setelah anda keluar bulan - di situlah saya fikir kita akan benar-benar melihat sains yang sama sekali baru, "kata Johnson kepada Space.com bulan lalu, ketika pasukan EHT mengumumkan hasil cincin fotonnya. (Jarak itu kira-kira 10 kali lebih jauh; bulan rata-rata 238,855 batu, atau 384,400 km, dari Bumi.)
Lebihan di jalan raya
Pandemi coronavirus telah membuat jalan menuju penemuan EHT masa depan lebih buruk daripada yang biasa: Proyek ini Kempen pemerhatian 2020 dibatalkan kerana beberapa ruang lingkup peserta ditutup kerana alasan kesihatan dan keselamatan. (Projek ini mengumpulkan data sekali setahun, semasa jendela pada bulan Mac dan April ketika cuaca cenderung baik di semua lokasi pengamatannya yang meluas.)
Pembatalan itu adalah tindakan yang tepat, kata Doeleman. Tetapi itu "memilukan," tambahnya, terutama kerana pemerhatian tahun ini akan merangkumi sumbangan kali pertama dari instrumen di Greenland, Arizona dan Pegunungan Alpen Perancis. Oleh itu, kempen 2020 akan menampilkan EHT 11 skop yang diperluas dan lebih hebat.
Tetapi pasukan masih dapat melakukan banyak analisis data dan mulai meletakkan asas untuk pemerhatian tahun depan, tegas Doeleman. Jadi, semangat di kalangan penyelidik jauh dari patah semangat.
"Di seberang kolaborasi sekarang, tidak ada nada putus asa; Saya rasa kita agak bersatu dengan penderitaan," kata Johnson.
"Penyelesaian lubang hitam dihasilkan oleh Karl Schwarzschild di parit semasa Perang Dunia I," katanya, merujuk kepada ahli fizik Jerman yang datang dengan penyelesaian tepat pertama untuk Persamaan relativiti umum Einstein. "Jadi, sains berterusan, dan saya fikir ia mempunyai peranan penting walaupun di tengah cabaran ini."
- Lubang hitam besar ini berputar pada separuh kelajuan cahaya!
- Pasukan Teleskop Event Horizon memenangi Hadiah Terobosan $ 3 juta untuk imejan lubang hitam epik
- 8 misteri astronomi yang membingungkan
