Einstein'ın yüz yıl önceki tahmini nihayet doğrulandı! İlk yüksek çözünürlüklü "siluet", kara deliklerin varlığına dair sağlam kanıtlar sunuyor
"Uçuruma baktığınızda, uçurum size bakıyor." Nietzsche'nin ünlü sözü astronomiye aşılanmışsa, bilim adamları bir kara deliğe baktıklarında, ışık izini bile göremezler ...
Şaşırtıcı bir şekilde, bilim adamları muhteşem hayal güçleri, olağanüstü deneysel yetenekleri ve inanılmaz azimleriyle Dünya'ya eşdeğer bir çapta bir "Olay Ufuk Teleskobu" inşa ettiler ve iki yıldan fazla aralıksız çabaların ardından ilkini kazandılar. Kara deliğin parlak yığılma fenomenine karşı "silueti" ve "kozmik ateş sütunu" jet fenomeni - sessiz kara deliğin gölgesini nazikçe yansıtan ılık bir mum ışığı gibi.
Einstein, 1916'da kara delik teorisi tahminini ortaya koyduğundan beri, insanlık sonunda ilk kez kara deliklerin varlığının demir kanıtı elde etti!
Kara delik "silüetlerini" dikmek için küresel ekip oluşturma
Güçlü yerçekiminin varlığından dolayı, kara delikten ışık bile kaçamaz. Bu nedenle teorik olarak kara delik konusunun fotoğrafını insanların çekmesi imkansızdır. Ancak, Einstein'ın genel görelilik teorisinin öngörüsüne göre, kara deliğin kenarında "kara delik ufku" denen bir sınır bölgesi vardır.
Bu bağlantı bölgesinde, çevreleyen gaz, güçlü yerçekimi kuvveti altında kara deliğin içine düşecek ve güçlü bir radyasyon yayacak ve parlak bir büyüme fenomeni oluşturacaktır.Aynı zamanda, muhteşem bir "kozmik ateş sütunu" jet fenomeni sunan güçlü bir madde ve enerji çıkışı yayacaktır. Bu nedenle, insanlar kara deliğin ana hatlarını onun ince tanımıyla özetleyebilir.
Ancak böyle bir kara delik silueti elde etmek hayal edilemeyecek kadar büyük. Bir kara delik araştırma uzmanı ve Çin Bilimler Akademisi Şangay Astronomik Gözlemevi'nin müdür yardımcısı Yuan Feng'e göre, kara deliklerin doğrudan gözlemlenmesi yüksek çözünürlüklü bir teleskop gerektirir: eğer optik bir teleskopsa, onu birkaç kilometre çapında bir cam mercekle donatmamız gerekir; eğer kızılötesi ise Bir teleskop, o zaman açıklığı onlarca yüzlerce kilometre uzunluğunda olacaktır; eğer bir milimetre dalga teleskopuysa, açıklığı dünyanın çapına eşit olacaktır!
Şu anda, insan teknolojisi birkaç kilometre çapında cam mercekleri bilemiyor, ancak Çok Uzun Temel İnterferometri (VLBI) teknolojisine güvenerek, dünyanın farklı bölgelerindeki milimetre dalga radyo teleskopları bir ağa bağlı olduğu sürece, dünyanın çapına sahip bir cam mercek oluşturmaya eşdeğerdir. Oldukça büyük bir teleskop.
EHT'nin oluşturulması çok zahmetli bir iştir. Küresel bir ağ oluşturmak için mevcut sekiz radyo teleskopunun yükseltilmesi ve konuşlandırılması gerekir. Bu teleskoplar Hawaii ve Meksika'daki yanardağlar, Arizona dağları, Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki yüksek rakımlı bölgelere dağıtılır. İspanya'da Sierra Nevada, Şili'de Atacama Çölü ve Güney Kutbu.
Nisan 2017'de bilim adamları nihayet sekiz radyo teleskopunu devasa bir "Olay Ufuk Teleskobu" na (EHT) dönüştürdü. "Bu teleskoplar sayesinde, kara delikten radyasyonu alabilir ve bu zayıf sinyalleri biriktirebiliriz. Tıpkı bir bulmaca gibi, sonunda kara deliğin bir siluetini elde edebiliriz." Dedi Yuan Feng, 2016'da keşfedilen yerçekimi bile. Dalga, bir kara deliğin varlığının yalnızca dolaylı bir kanıtıdır ve ancak gerçek bir görüntü elde ederek bir kara deliğin gerçek varlığının demirden bir kanıtı olabilir!
Kara delik "modeli": Yay A ve M87
İki yıldan fazla bir süredir veri işlemenin ardından, bilim adamları nihayet 10 Nisan Pekin saatiyle 21: 00'de kara delik "siluetini" tüm insanlığa açıkladılar.
Bu kez yayınlanan kara delik fotoğrafları, Samanyolu dışındaki dev eliptik gökada M87'ye aittir. Çin Bilimler Akademisi Şangay Astronomik Gözlemevi müdürü Shen Zhiqiang, M87'nin bilinen en büyük kara deliklerden biri olduğunu açıkladı.Bu sefer tespit edilen kara delik görüntülerine göre, bilim adamları M87 kara deliğinin kütlesinin güneş kütlesinin 6,5 milyar katı olduğunu hesapladılar. Dünyadan 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Aslında, süper kütleli kara delikler o kadar küçüktür ki doğrudan görülemezler. Kara deliğin kütlesi büyüdükçe, kara deliğin gölgesi de daha büyüktür.M87'nin merkezindeki kara delik, dünyanın en büyük açısal çapına sahip kara deliklerden biridir ve onu EHT için mükemmel bir hedef haline getirir.
HST tarafından çekilmiş M87, görüntü telif hakkı: NASA
Aslında her galaksinin merkezinde bir kara delik olacak.Bilim adamları bu sefer toplam altı kara delik gözlemlediler ve Yay A * da ana gözlem nesnelerinden biri. Shen Zhiqiang, yeryüzünden sadece 25.000 ışıkyılı uzaklıkta olan "gri çekirdekli kara delik" olarak da bilindiğini ve kütlesinin güneş kütlesinin yaklaşık 4,3 milyon katı olduğunu açıkladı ve "Bu, dünyaya en yakın süper kütleli kara deliktir."
2005 yılının başlarında, Shen Zhiqiang liderliğindeki Uluslararası Astronomik Araştırma Grubu, görüntüsünü 3,5 mm gözlem dalgaboyu doğruluğu ile elde etti.Araştırma sonuçları Nature dergisinde yayınlandı.
1,3 mm hassasiyet bir kara deliğin gölgesini "temizler"
EHT projesine katılan Çin Bilimler Akademisi Şangay Astronomi Gözlemevi'nde araştırmacı olan Lu Rusen, gazetecilere EHT'nin çözünürlüğünün 20 mikro ark saniyeye ulaştığını ve bu doğruluk anlamına geldiğini " , New York'ta Paris sokaklarına yayılmış bir gazete okuyabilirsiniz!
Bu doğruluğa ulaşmak için hayal edilemeyecek zorlukların üstesinden gelinmesi gerekir. 1960'lardan beri gökbilimciler kara deliklerin gözlemlenebileceğini anlamaya başladılar ve onlarca yıldır yorulmadan çalıştılar. "Başından bu yana, gözlem doğruluğu on kattan fazla arttı!" Shen Zhiqiang, gözlem sınırını aşmak için bilim adamlarının teleskobu birkaç kilometre yükseklikte bir dağa inşa ettiklerini, ancak gözlem doğruluğunun teleskopun yansıma yüzeyi sapmasının 60'ı geçmemesini gerektirdiğini söyledi. Mikron, sıcaklık farkının üstesinden gelmek ve malzeme deformasyonu aşılması gereken zorluklardır. Dahası, veriler helyum dolu disklere kaydedilmeli; İnternete bağlanamayan sekiz teleskop, hidrojen saatleri ile senkronize edilmelidir ...
Hawaii'deki Maxwell Teleskopu'nda (JCMT) çalıştıktan sonra Lu Rusen, sebat ettiği günleri hala hatırlıyor: ince hava nefes almayı zorlaştırıyor, 24 saatlik saat sadece iki vardiyaya bölünüyor ve ağır disk her gün makineye yüklenmek zorunda. Yanlışlıkla kuruldu. "Bu gerçekten zor bir dönem, ama sonunda hayalimizi gerçekleştirdik!"
"Kara deliğin görünümünü ancak şimdi gördüm!" Shen Zhiqiang, bilgiyi aldıktan sonra bilim adamlarının hala büyük miktarda bilgiyi işlemesi gerektiğini söyledi. "Örneğin Antarktika verileri Nisan ayında toplandıktan sonra Eylül ve Ekim ayına kadar mevcut olmayacak. "Bilim adamları, yayınlanan görüntülerin doğru olmasını sağlamak için karşılaştırma ve onay için çok zaman harcıyor.
Bu uzun keşifte Çinli bilim adamları önemli katkılarda bulundular. Birçok bilim insanı uzun zamandır yüksek çözünürlüklü kara delik gözlemleri ve kara delik fiziğinin teorik ve sayısal simülasyon çalışmaları ile ilgileniyor. 2017 EHT küresel ortak gözlem döneminde, Şangay 65 metrelik Tianma Teleskobu ve Xinjiang Nanshan 25 metrelik Radyo Teleskopu, son M87 kara delik görüntülemesi için toplam akış limiti sağlayan yoğun milimetre dalgalı VLBI koordineli gözlemine birlikte katıldı.
Ufuk Teleskobu'nun büyük ölçekli uluslararası işbirliği projesine 16 Çinli bilim insanı dahil olmak üzere 200 kadar bilimsel araştırmacı katıldı.
"Daha sonra, gözlem bandını 0.8mm ve 345G Hz'e çıkaracağız." Shen Zhiqiang, Grönland Teleskobu ve Kitt Peak Teleskopu'nun ileride eklenmesiyle EHT'nin hassasiyetinin önemli ölçüde artacağını söyledi. "Kara delikleri daha da fazla göreceğiz. Açık!"
Yazar: Xuqi Min, baş muhabir stajyer muhabir Jin Wanxia
Editör: Jin Wanxia
Sorumlu editör: Xu Qimin
* Wenhui'ye özel el yazması, lütfen yeniden basımın kaynağını belirtin.
