Dünyanın ikinci kara delik fotoğrafı yayınlandı! "Olay Ufuk Teleskobu" ile alınan yüksek derecede bulanık görüntüler kuasarların gizemini çözebilir mi?
Uzun bir kara delik keşfinin ardından, Nisan 2017'de, dünya çapında 30'dan fazla araştırma enstitüsünden gökbilimciler nihayet kara deliğin fotoğrafını tamamladı.
Nisan 2019'da, kara delik araştırmalarında bir kilometre taşı haline gelen ilk kara delik fotoğrafı yayınlandı.
Bir yıl sonra, gökbilimciler dünyanın ikinci kara delik fotoğrafını yayınladı - kuasar 3C 279'un merkezi çekirdeğinin ve onun jet orijininin 5,5 milyar ışık yılı uzaklıkta Nisan 2017'de çekilmiş bir fotoğrafı.
7 Nisan 2020 yerel saatinde, ilgili araştırma sonuçları Astronomy and Astrophysics dergisinde yayınlandı, arketip blazar 3C 279'un 20 mikro ark saniye çözünürlükte (Event Horizon Teleskop, kuasar 3C279'u 20 mikrosaniye çözünürlükle, yüzlerce ortak yazarla görüntüledi.
Gizemli gök cismi
Herkes "duymuş olmalı" Kara delik ".
1915'te Einstein, genel görelilik teorisinin temelini tamamladı ve ertesi yıl resmi olarak yayınladı. Genel görelilik teorisi, evrende nükleer füzyon reaksiyonundan sonra yeterince büyük bir kütleye sahip bir yıldızın yerçekimsel çöküşü tarafından üretilen bir tür gök cismi olduğunu öngörür. Bu tür gök cisimlerinin yoğunluğu son derece büyüktür, vücut küçüktür ve yerçekimi de son derece güçlüdür, o kadar güçlüdür ki, ışık bile çekilir ve kaçamaz.
1916'da Alman fizikçi Karl Schwarzschild bu tahmine doğru bir çözüm buldu.Karl Schwarzschild, hesaplamalar yoluyla Einstein alan denkleminin bir vakum çözümünü elde etti.Bu çözüm, statik küresel simetrik bir yıldızın gerçek yarıçapının sabit bir yıldızdan daha küçük olduğunu gösterir Değer (bu belirli değer, ünlü Schwarzschild yarıçapıdır), etrafında garip fenomenler olacaktır: "Ufuk" adlı bir arayüze girdiğinizde, ışık bile kaçamaz.
Amerikalı astrofizikçi John Archibald Wheeler ilk kez 1969'a kadar "kara delikler" kavramını önerdi ve o zamandan beri dünyayı yaydı.
1970 yılında, Amerikan "Özgürlük" uydusu, diğer radyasyon kaynaklarından farklı olan Cygnus X-1'i keşfetti.Cygnus X-1'de, güneşten 30 kat daha ağır olan devasa bir mavi gezegen var. Güneşin çektiği kadar ağır görünmez bir nesne. Gökbilimciler oybirliğiyle bu nesnenin insanlık tarihindeki ilk kara delik olan bir kara delik olduğuna inandılar.
Genel olarak, bilim adamlarının kara delikleri keşfetme yolu oldukça zordur çünkü bunun büyük bir kısmı kara deliklerin doğrudan gözlemlenememesidir.Bu nedenle bilim adamları, kara deliklerin varlığını, kütlelerini ve kara deliklerin diğer şeyler üzerindeki etkisini ancak dolaylı yollarla öğrenebilirler.
Lei Feng.com, nesne kara deliğe çekilmeden önce, kara deliğin yerçekiminin neden olduğu ivmenin sürtünmeye neden olacağını ve ardından x-ışınlarının ve gama ışınlarının "kenar bilgisini" serbest bırakacağını öğrendi ve bu, bilim adamlarının kara deliklerin varlığını elde ettiklerinin kanıtıdır. Elbette bilim adamları, yıldızların veya yıldızlararası bulutların yörüngesini dolaylı olarak gözlemleyerek bazı ipuçları da bulabilirler.
Görünmez bir kara deliğin fotoğrafını çekin
Kara delikleri ve evreni daha iyi anlamak için bilim adamları bir alet-radyo teleskopu kullandılar.
Radyo teleskopları, radyo dalgalarını toplamak için yönlü antenler, radyo sinyallerini yükseltmek için yüksek hassasiyetli alıcılar, gök cisimlerinden gelen radyo dalgalarının yoğunluğunu ve frekans spektrumunu ölçebilen bilgi kaydı, işleme ve görüntüleme sistemleri gibi gök cisimlerinden gelen radyo dalgalarını gözlemlemek ve incelemek için temel ekipmanı ifade eder. Ve polarizasyon eşdeğeri.
Kara deliklerin incelenmesi için bilim adamları " Event Horizon Teleskopu "(Olay Ufuk Teleskobu, EHT) çoklu radyo teleskoplarından oluşan ağ. İsme göre, gözlemlemeye çalıştığı şeyin aslında kara deliğin "olay ufku" olduğunu görmek zor değil.
Yukarıda bahsedildiği gibi, olay ufkunu zaman ve mekan arasında bir sınır olarak anlayabiliriz. Kara deliğin etrafındaki olay ufkunda, çok büyük yerçekiminin etkisi altında, kara deliğin yakınındaki kaçış hızı ışık hızından daha büyüktür, bu da olay ufkundan herhangi bir ışığın kaçmasını imkansız hale getirir ve olay ufkunun dışındaki kara delikten etkilenmez.
2006 yılında, dünyanın dört bir yanındaki 30'dan fazla araştırma enstitüsünden bilim adamları, iddialı bir plan başlatmak için güçlerini birleştirdiler: bir kara deliğin fotoğrafını çekmek.
Spesifik olarak, bu plan, aynı hedef kaynağını birlikte gözlemlemek ve verileri kaydetmek için dünyanın birçok yerinde dağıtılan 8 radyo teleskopu kullanan ve böylece dünyanın çapına eşdeğer bir açıklığa sahip sanal bir teleskop oluşturan Çok Uzun Temel Girişimölçer (VLBI) 'ye dayanmaktadır. Teleskobun açısal çözünürlüğünü olay ufkunun ölçekli yapısını gözlemlemek için yeterli bir seviyeye yükseltin.
Yukarıdaki sekiz radyo teleskopunun, teleskop dizileri de dahil olmak üzere tek teleskoplar olmadığını belirtmek gerekir.Örneğin, Şili'deki Atacama büyük milimetre dalga dizisi 70'den fazla küçük teleskoptan oluşur.
Nisan 2017'de insanlar kara delik fotoğraf çekimini tamamladıktan sonra uzun bir veri işleme sürecine girdi.
Eylül 2019'da, Event Horizon Teleskobu'nun kooperatif organizasyonu, 2020 "Bilimde Oscar" Bilim Atılım Ödülü'nün Temel Fizik Ödülü'nü kazandı.
Son olarak, 10 Nisan 2019'da saat 9'da (Pekin saatiyle 10'da saat 21'de, Pekin saatinde) Washington, DC, Şangay ve Taipei, Santiago, Şili, Brüksel, Lynby, Danimarka ve Tokyo, Japonya'da aynı anda bir basın toplantısı düzenlendi. Bu, insanlık tarafından şimdiye kadar elde edilen ilk kara delik fotoğrafı olan Event Horizon Teleskobu tarafından yapılan ilk büyük başarıdır.
Dünyadaki ikinci kara delik fotoğrafı
İkinci kara delik fotoğrafı birincisi kadar yüksek olmasına rağmen, kuasarların incelenmesi için büyük önem taşıyor.
Kuasarlar aslında yıldız nesnelerinin kısaltılmışıdırlar. Dünyadan en uzak ve en yüksek enerjiye sahip bir tür aktif galaksi çekirdeğidir. Bir galaksiden çok daha küçüktür, ancak enerjisi galaksinin bin katından fazladır.
Kuasarlar ve pulsarlar, mikrodalga arka plan radyasyonu ve yıldızlararası organik moleküller 1960'larda bir zamanlar astronominin "Dört Keşifleri" olarak adlandırılıyordu. Ayrıca astronomları uzun süredir şaşırttı.
3C 279'un optik olarak uçucu bir kuasar olduğu anlaşılmaktadır ve ilk defa bir kuasarın süper lümen hareketi üzerinde tespit edilmiştir.
Aslında gökbilimciler gözlem nesnesi olarak 3C279'u seçiyorlar. Bunun iki olası nedeni var:
-
Diğer kuasarlardan farklı olarak, 3C279'un merkezindeki süper kütleli kara delik, gözlemlenmesi daha kolay olan güçlü radyasyon yayan bir gaz biriktirme diski ile çevrilidir (Lei Feng net notu: yıldızı çevreleyen gaz ve toz karışımını ifade eder);
-
Yıllar önce araştırmacılar, bu kara deliğin nispeten zayıf bir gama ışını emisyonu kaynağına sahip olduğunu keşfettiler.
Nisan 2017'de araştırmacılar, jet kaynağına olan yakınlığını (oldukça değişken) incelemek için 3C279'un merkez jetini 4 kez ayırt etmek için ultra yüksek açısal çözünürlük teknolojisini (1.3 mm (230GHz) çok uzun temel interferometri) kullandılar. Değişen gama ışınları bu ince ölçekli formdan elde edilir.
Bu resimdeki kara deliğin sanal ve hayali olanlardan tamamen farklı olduğunu belirtmekte fayda var - gökbilimciler kara delik radyasyon jetinin düz olduğu konusunda hemfikir, ancak bu resim ilk kez jetin kavisli olduğunu ortaya koyuyor. İlke henüz netleşmemiş olsa da, bu keşif şüphesiz bilim adamlarının kara deliklerin etrafındaki fiziksel özellikleri daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.
Buna ek olarak, araştırmacılar, toplama diskindeki dönen malzemenin daha önce hiç gözlemlenmemiş olan kara deliğin içine düştüğünde ince değişikliklere neden olduğunu da fark ettiler.
Referans kaynağı:
https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa37493-20.pdf
https://baike.baidu.com/item/%E9%BB%91%E6%B4%9E/10952?fr=aladdin#4_1
https://baike.baidu.com/item/%E5%88%86%E8%BE%A8%E7%8E%87/213523?fr=aladdin#5_10
Lei Feng
