Kara deliği fotoğraflayan "Olay Ufuk Teleskobu" tam olarak nedir? Dönen bir disko topu
Muhabir | Pan Jinhua
Pekin saatiyle 10 Nisan'da saat 21'de, dünyanın birçok ülkesinden bilimsel araştırmacıların ortaklaşa kurduğu "Olay Ufuk Teleskobu" projesi, insanlığın şimdiye kadar elde ettiği kozmik bir kara deliğin ilk fotoğrafını dünyaya duyurdu.
Raporlara göre, bu kez yayınlanan kara delik görüntüsü, Başak gökada kümesindeki süper kütleli gökada M87'nin merkezindeki kara deliği, dünyadan 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta ve güneşin 6,5 milyar katı kütlesine sahip olduğunu ortaya koyuyor. Bu görüntüyü inceleyerek, insanlar kara delikler gibi gök cisimlerinin doğasını daha fazla açığa çıkaracaklar.
1915'te Einstein ilk olarak genel görelilikte kara deliklerin varlığını öngördü. Onun çıkarımına göre bir kara delik, çevredeki tüm yabancı maddeleri ve radyasyonu emebilen devasa, yerçekimsel bir gök cisimidir ve insanların bildiği en hızlı ışık bile kaçamaz. Teorik olarak kara delikler gözlemlenemez, ancak kara deliklerin gölgesi - "olay ufku" olabilir.
Bunun nedeni, madde ve radyasyon kara delikten geçtiğinde, kara deliğin yoğunluğunun sonsuz olma eğiliminde olduğu "tekilliğe" çökecekler ve yerçekiminden etkilenen bu dağınık maddeler, kara deliğin etrafında bir "birikme diski" oluşturacaklar. Folyo, kara delik üzerinde dairesel bir gölge bırakacak ve ışık ile karanlık arasındaki uzay-zaman sınırı "olay ufku" dur.
Fransız gökbilimci Luminne, 1978'de kara deliğin "olay ufkunun" ilk görüntüsünü simüle etti ve ondan sonra, insanlar bu gizemli gök cisimini "Star Trek" ve "Interstellar Crossing" gibi sayısız film ve televizyon çalışmasında sergiledi. Sonsuz hayal gücü. 2015 yılında insanlık ilk olarak çift kara deliklerin ürettiği yerçekimi dalgası sinyalini tespit etti.Yeni bir astronomi çağı açarken, kara deliklerin gerçek doğasını görmek için sabırsızlanıyor.
Kütleye göre, gökbilimciler evrendeki kara delikleri üç kategoriye ayırıyorlar: sabit yıldız kütleli kara delikler (güneş kütlesinin onlarca ila yüzlerce katı), süper kütleli kara delikler (güneş kütlesinin birkaç milyon katından fazla) ve aradakiler. Orta kütleli kara delik. Gökbilimciler, tüm galaksilerin merkezlerinde süper kütleli kara delikler olduğuna ve Samanyolu'nun bir istisna olmadığına inanırlar - Yay A *, Samanyolu'nun merkezinde, Dünya'dan 26.000 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Dünya'ya en yakın süper kütleli kara delik olduğu bilinmektedir ve o da bizimdir. En iyi gözlem hedefi.
Ancak bu "en yakın" kara delik, dünyadan hala çok uzaktadır. Yeryüzünden Yay A *, aydaki bir portakal ile yaklaşık aynı boyuttadır. Kırınım nedeniyle görebildiğimiz en küçük nesnenin bir sınırı vardır Görmek istediğimiz şey ne kadar küçükse, ihtiyacımız olan teleskop o kadar büyük olur. Yay A'yı * görmek için dünya kadar büyük bir teleskopa ihtiyacımız var.
mümkün mü? Bilim adamları, "Olay Ufuk Teleskobu" ile olumlu yanıt verdiler.
Elbette, dünya kadar büyük bir teleskop inşa etmek imkansızdır, ancak "Çok Uzun Temel İnterferometri (VLBI)" aracılığıyla, dünyanın çapına eşit bir çap oluşturmak için dünyanın dört bir yanına teleskopları bağlayabiliriz. "Sanal" teleskoplarda, her bir teleskop bir atom saati ile doğru bir şekilde bağlanır ve aynı zamanda aktif hale getirilir, bilinmeyen bir gök cisminin gerçek görünümünü on binlerce ışıkyılı uzaklıkta belirli bir anda eski haline getirebilir.
2006 yılında, "Olay Ufuk Teleskobu" ilk astronomik veri setini başlattı ve kaydetti.O zaman, üç teleskop çevrimiçi gözlem için VLBI teknolojisini kullandı. Bilimsel hedeflerin, teknik planların ve organizasyon yapısının oluşturulmasıyla, "Event Horizon Telescope" projesi şimdi 30'dan fazla üniversite, astronomik gözlemevi ve diğer araştırma birimleri ve 12 ülkeden devlet kurumlarını içeren uluslararası bir işbirliği organizasyonuna dönüştü.
Nisan 2017'de, dünyanın dört bir yanındaki 30'dan fazla araştırma enstitüsünden 200'den fazla bilim insanı, Yay A'nın ana hatlarını resmen çizmeye başlamak için Amerika Birleşik Devletleri, Meksika, Şili, Fransa, Grönland ve Antarktika'da dağıtılan 8 radyo teleskopu (tek aynalar ve diziler) kullandı. Gibi görünüyor. Ayrıca, Başak A galaksisinde Dünya'dan 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan M87 kara deliği de gözlemleniyor. M87'nin güneş kütlesinin 6,4 milyar katı olduğu tahmin edilmektedir, bu nedenle dünyadan Yay A * 'dan yalnızca biraz daha küçüktür.
Ancak, kara deliklerin "fotoğrafını çekmek" kolay değildir ve "resimleri yıkamak" daha da zordur.
Kaba hesaplamalara göre, beş günlük sıradan bir gözlem süresi boyunca her bir teleskop, 1.000 ila 2.000 sabit sürücü ile doldurulabilecek 900 terabayt veri toplayacak ve tüm teleskoplar 7 PB (yaklaşık 7.200 TB) veri üretebilir. Bu kadar büyük miktarda veriyi taşımak için, proje en doğrudan aktarım yöntemi olan hava taşımacılığını mümkün kıldı. Tüm sabit diskler, süper bilgisayarlar tarafından entegre işleme için Massachusetts'teki Massachusetts Institute of Technology'deki Hestark Observatory'e ve Bonn, Almanya'daki Max Planck Institute for Radio Astronomy'ye gönderilir.
"Fotoğrafları yıkamanın" zorluğu, bu 8 "göz" tarafından görülen sahnelerin tek bir görüntüde nasıl birleştirileceğidir. Dünya büyüklüğünde bir teleskopu dev bir disko topu olarak hayal edebiliriz.Her ayna ışığı toplar ve tam bir görüntüde birleştirilebilir. Bununla birlikte, şu anda VLBI teknolojisi ile bağlı olan sınırlı sayıdaki teleskop nedeniyle, "Olay Ufuk Teleskobu" yalnızca birkaç aynadan oluşan bir disko topuna eşdeğerdir.Boş kısım, bir kara delik oluşturmak için dikkatli algoritmalarla doldurulmalıdır. Resim.
Neyse ki, dünya dönmeye devam ettikçe, her ayna konum değiştirecek ve yeni bilgiler toplayacaktır.
Gerçekler, bu gece aldığımız ilk kara delik fotoğrafının Yıldızlararası'daki kadar net ve parlak olmadığını kanıtladı, ancak kuşkusuz genel görelilik teorisinin önerilmesinin üzerinden 100 yıldan daha uzun bir süre geçecek ve insanların evrenin gizemlerini keşfetmesine ve ilerleme kaydetmesine izin verecek. Bir adım ötede.
