Słynny obraz centralnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej, Sgr A*, będzie błędny!

W latach 2019 i 2022 po raz pierwszy w naszej historii dużemu zespołowi badaczy udało się uzyskać pierwszy obraz supermasywnej czarnej dziury, najpierw nieproporcjonalny obraz odległej galaktyki (M87*), a następnie Drogi Mlecznej. (Nawias A*).

Jego imię? Strzelec A*, w skrócie Sgr A*, to potwór o masie 4 milionów mas Słońca, ale tylko 18 razy większy. Zatem ciśnienie czyni z niej gwiazdę, której grawitacja jest tak silna, że ​​kiedyś stanie się gwiazdą Horyzont zdarzeń Przekroczone – jego granice – nic nie może uciec, ani światło, ani materia, ani informacja. Jest to więc mniej więcej kulisty cień w przestrzeni. Astronomowie rozpoznają je po ich wpływie na otoczenie. Sgr A* znajduje się 27 000 lat świetlnych od nas, bo tyle jesteśmy od centrum Drogi Mlecznej.

Obraz będzie błędny: powinien być bardziej wydłużony i mniej zaokrąglony!

Ale wróćmy do Ogłoszenie tego japońskiego zespołu ukazało się w Biuletynie Miesięcznym Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego. Zespół wykorzystał tę samą kampanię danych z 2017 r. z Teleskopu Horyzontu Zdarzeń i zauważył błędy w rekonstrukcji spowodowane artefaktami. Wrócimy później do tego, jak w ogóle powstał ten obraz, ponieważ jest on artystycznie bardzo imponujący i imponujący. Zastosowano kilka algorytmów. Oto jak według tego badania powinien wyglądać obszar wokół Strzelca A*:

Tutaj zespół chciał poprawić błędy spowodowane lukami informacyjnymi. Należy pamiętać, że obraz Sgr A* sprawił EHT sporo kłopotów: w porównaniu do odległości od nas nie jest on aż tak duży. W rzeczywistości, jak na swoje rozmiary, kontrast świetlny M87* wynosi 20 sekund, podczas gdy M87* to kilka godzin, a ta ostatnia „waży” znacznie więcej, 6 miliardów mas Słońca (patrz zdjęcie powyżej). Japończycy zastosowali technologię hybrydowej rekonstrukcji obrazu, aby uniknąć słynnych artefaktów.

Uzyskali także nadające się do naukowego wykorzystania wyniki wykraczające poza nowy wydłużony kształt czarnej dziury wschód-zachód. Oto, co zauważyli:

Kąt widzenia, z którego obserwujemy, wynosi około 44 stopnie.

Prędkość obrotowa supermasywnej czarnej dziury wynosi około 60% prędkości światła.

Bardzo trudno było określić te dwa parametry na obrazie EHT.

Ale jak uzyskać obraz czarnej dziury, jeśli nie emituje ona żadnego światła? Czy to jest zdjęcie?

To dobre pytanie. Czarna dziura z definicji nie emituje ani nie emituje światła: wszystko, co przekroczy jej horyzont, nieuchronnie w nią wpada. Ale podobnie jak wiatr, którego wpływ widzimy na środowisko, zdradza się. Sam Harry Potter, uczyniony niewidzialnym dzięki tytułowemu płaszczowi, byłby mniej inteligentny, gdybyśmy zrzucili tam, gdzie on się znajduje, kilogramy mąki. Czarne dziury emitują także pył i materię krążącą wokół nich, zdradzając się.

Są jednak daleko, zwłaszcza gigantyczne – supermasywne – czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk. Pozorny rozmiar czarnej dziury Sgr A* jest w przybliżeniu wielkości jabłka na powierzchni Księżyca, patrząc z Ziemi! Aby uzyskać obraz tak małego obiektu, potrzebny jest teleskop wielkości Ziemi, dlatego konieczne było połączenie teleskopów: to jest interferometria. Taka jest zasada EHT. Aby uzyskać słynne zdjęcia, w 2017 roku konieczne było kilka nocy obserwacji.

Odbierane fale są milimetrowe i monochromatyczne. Faza budowania wizerunku była najbardziej złożona i najdłuższa. Konieczne było stworzenie specjalnych algorytmów, aby wypełnić luki i uzyskać pierścień każdej czarnej dziury. Nie jest to zatem obraz w zwykłym tego słowa znaczeniu, ale obraz. Katie Bowman Był twarzą tego procesu rekonstrukcji i algorytmu, ale w rzeczywistości nad tymi procesami pracowały dziesiątki osób.