• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Astronomer som hoppas kunna fånga en bild av ett svart hål direkt

    Gravitationsmonster:Detta konstnärliga intryck visar händelsehorisonten runt det svarta hålet i mitten av vår galax. Kredit:M. Moscibrodzka, T. Bronzwaar och H. Falcke, Radbouds universitet

    Astronomer vill spela in en bild av hjärtat av vår galax för första gången:ett globalt samarbete mellan radiorätter är att ta en detaljerad titt på det svarta hålet som antas vara beläget där. Detta Event Horizon Telescope länkar samman observatorier över hela världen för att bilda ett enormt teleskop, från Europa via Chile och Hawaii ända ner till Sydpolen. IRAMs 30-meters teleskop, en installation medfinansierad av Max Planck Society, är den enda stationen i Europa som deltar i observationskampanjen. Max Planck Institute for Radio Astronomy är också involverad i mätningarna, som kommer att pågå från 4 till 14 april inledningsvis.

    I slutet av 1700 -talet, naturforskarna John Mitchell och Pierre Simon de Laplace spekulerade redan om "mörka stjärnor" vars gravitation är så stark att ljus inte kan fly från dem. De två forskarnas idéer låg fortfarande inom gränserna för Newtons gravitationsteori och den korpuskulära teorin om ljus. I början av 1900-talet, Albert Einstein revolutionerade vår förståelse av gravitation - och därmed av materia, rum och tid - med hans allmänna relativitetsteori. Och Einstein beskrev också begreppet svarta hål.

    Dessa föremål har en så stor, extremt komprimerad massa som inte ens ljus kan fly från dem. De förblir därför svarta – och det är omöjligt att observera dem direkt. Forskare har ändå bevisat förekomsten av dessa gravitationsfällor indirekt:genom att mäta gravitationella vågor från kolliderande svarta hål eller genom att upptäcka den starka gravitationskraft som de utövar på deras kosmiska grannskap, till exempel. Denna kraft är anledningen till att stjärnor som rör sig med hög hastighet kretsar runt ett osynligt gravitationscentrum, som händer i hjärtat av vår galax, till exempel.

    Det är också möjligt att observera ett svart hål direkt, dock. Forskare kallar gränsen kring detta exotiska objekt, bortom vilken ljus och materia oundvikligen sugs in, händelsehorisonten. Just i det ögonblick då saken passerar denna gräns, teorin säger att den avger intensiv strålning, ett slags "dödsrop" och därmed en sista uppteckning över dess existens. Denna strålning kan registreras som radiovågor i millimeterområdet, bland andra. Följaktligen, det ska vara möjligt att avbilda händelsehorisonten för ett svart hål.

    Event Horizon Telescope (EHT) siktar på att göra just detta. Ett huvudmål med projektet är det svarta hålet i mitten av vår Vintergatan, vilket är runt 26, 000 ljusår bort från jorden och har en massa som ungefär motsvarar 4,5 miljoner solmassor. Eftersom det är så långt borta, objektet visas i en extremt liten vinkel.

    Lyssningsinlägg ut i rymden:IRAMs 30-metersfat är ett av de känsligaste radioteleskopen i det globala samarbetet som kallas Event Horizon Telescope. Kredit:IRAM / Nicolas Billot

    En lösning på detta problem erbjuds av interferometri. Principen bakom denna teknik är följande:istället för att använda ett enormt teleskop, flera observatorier kombineras som om de vore små komponenter i en enda gigantisk antenn. På så sätt kan forskare simulera ett teleskop som motsvarar vår jords omkrets. De vill göra detta eftersom ju större teleskopet är, desto finare detaljer som kan observeras; den så kallade vinkelupplösningen ökar.

    EHT-projektet utnyttjar denna observationsteknik och i april ska det utföra observationer med en frekvens på 230 gigahertz, motsvarande en våglängd på 1,3 millimeter, i interferometriläge. Den maximala vinkelupplösningen för detta globala radioteleskop är cirka 26 mikrobågsekunder. Detta motsvarar storleken på en golfboll på månen eller bredden på ett människohår sett från ett avstånd av 500 kilometer!

    Dessa mätningar vid gränsen för vad som är observerbart är endast möjliga under optimala förhållanden, dvs vid torr tid, höga höjder. Dessa erbjuds av IRAM-observatoriet, delvis finansierad av Max Planck Society, med sin 30-meters antenn på Pico Veleta, en 2800 meter hög topp i Spaniens Sierra Nevada. Dess känslighet överträffas endast av Atacama Large Millimeter Array (ALMA), som består av 64 individuella teleskop och tittar ut i rymden från Chajnantor-platån på 5000 meters höjd i de chilenska Anderna. Platån är också hem för antennen känd som APEX, som på liknande sätt ingår i EHT-projektet och förvaltas av Max Planck Institute for Radio Astronomy.

    Max Planck-institutet i Bonn är dessutom involverat i databehandlingen för Event Horizon-teleskopet. Forskarna använder två superdatorer (korrelatorer) för detta; en ligger i Bonn, den andra vid Haystack Observatory i Massachusetts i USA. Avsikten är att datorerna inte bara ska utvärdera data från det galaktiska svarta hålet. Under observationskampanjen den 4-14 april, astronomerna vill titta närmare på minst fem ytterligare objekt:M 87, Galaxerna Centaurus A och NGC 1052 samt kvasarerna som kallas OJ 287 och 3C279.

    Från 2018 och framåt ytterligare ett observatorium kommer att ansluta sig till EHT-projektet:NOEMA, det andra IRAM-observatoriet på Plateau de Bure i de franska alperna. Med sina tio högkänsliga antenner, NOEMA kommer att bli det kraftfullaste teleskopet i samarbetet på norra halvklotet.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com