En händelsehorisont är punkten för ingen återkomst, en sfärisk region som omger den gapande magen i ett svart hål bortom vilket ingenting, inte ens ljus, kan fly. Vi har ingen aning om vilka mysterier som finns inuti, men vi vet att vårt universum slutar plötsligt vid denna fruktansvärda gräns mot det okända.

Nu, efter två decennier av internationellt samarbete, några av världens mest kraftfulla radioteleskop har tagit en bild av ett supermassivt svart håls händelsehorisont. Genom att göra så, de bevisade att de förutsägelser som härrör från Einsteins allmänna relativitetsteori är giltiga även i den mest extrema kosmiska miljön som är möjlig.

Det svarta hålet i bilden lurar i mitten av den massiva elliptiska galaxen Messier 87 (M87) i stjärnbilden Jungfrun, cirka 55 miljoner ljusår borta. Bilden släpptes efterlängtad över hela världen, och publicerad i flera studier som förekommer i tidskriften Astrophysical Journal Letters.

Supermassiva svarta hål dikterar utvecklingen av galaxerna de bor i, så en direkt titt på den här händelsehorisonten kan öppna ett nytt fönster för förståelse för hur dessa tarmar fungerar. Och det här monsterobjektet är ett exemplar:Det har en jättemassa på 6,5 miljarder solar som alla har trängts in i en händelsehorisont som mäter nästan en halv ljusdag över.

In i M87's Event Horizon

Trots sin otroliga storlek och massa, inget enda teleskop på planeten kunde fånga dess porträtt. Det är helt enkelt för långt bort för att lösa. För att åtgärda detta, astronomer använde en metod som kallas mycket lång baslinjeinterferometri för att kombinera den kollektiva observationskraften hos åtta av världens mest kraftfulla radioteleskop för att göra jobbet. Event Horizon Telescope (EHT) är ett virtuellt teleskop så brett som vår planet - och tillräckligt kraftfullt för att fånga den första glimten av ett av de mest massiva svarta hål som finns.

"Vi har tagit den första bilden av ett svart hål, "sade EHT -projektledaren Sheperd S. Doeleman, från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, i ett påstående. "Detta är en extraordinär vetenskaplig bedrift som ett team på mer än 200 forskare har åstadkommit."

Även om svarta hål är väl, svart, om det skulle finnas någon sak nära händelsehorisonten, extrem friktion i den relativistiska miljön kommer att riva elektroner från atomer, skapa en kraftfull fyrverkeri. Det är därför EHT:s första bild visar en mörk cirkel omgiven av en ljus emission. Dessa utsläpp produceras strax utanför det svarta hålets händelsehorisont, där de extremt heta gaserna som kretsar kring den värms upp till flera miljarder grader Kelvin, med själva händelsehorisonten som en silhuettad mörk disk mot en ljus bakgrund-funktioner som bekräftar vad teoretiska fysiker förutspådde inför dagen.

"Teorins konfrontation med observationer är alltid ett dramatiskt ögonblick för en teoretiker, "säger EHT -styrelseledamoten Luciano Rezzolla från Goethe Universität, Tyskland, i ett uttalande från ESO. "Det var en lättnad och en stolthet att inse att observationerna matchade våra förutsägelser så bra."

Detta är möjligen det mest djupgående resultatet av EHT:s observation. Alla de teoretiska förutsägelserna för vad EHT kan se är baserade på ramen för Einsteins allmänna relativitet, en teori som har visat sig vara robust sedan dess formulering för mer än 100 år sedan. När jag såg den här första bilden, fysiker anmärkte på hur exakt verkligheten i ett svart håls händelsehorisont matchar förutsägelser om allmän relativitet.

En ny era av svart håls astronomi

Den här första bilden är just det, den första.

EHT -samarbetet kommer att fortsätta att observera M87 och ett andra mål, det supermassiva svarta hålet i mitten av vår galax, ett 4 miljoner solmassaobjekt som kallas Skytten A*.

Motintuitivt, även om Skytten A* är relativt nära (endast 25, 000 ljusår bort, 2, 000 gånger närmare oss än M87), den har en annan uppsättning utmaningar. Ett problem är att eftersom Skytten A* är mindre, dess utsläpp varierar över kortare tidsperioder än M87:s monströsa svarta hål, gör observationer svårare. Också, när vi är inbäddade i vår galaxdisk, som innehåller mycket interstellärt damm, EHT -signalen lider mer spridning, vilket gör det mer utmanande att lösa. Eftersom det mesta av det intergalaktiska utrymmet mellan oss och M87 är ganska tomt, spridning är ett mindre problem.

När vi får se Skytt A* återstår att se, men nu när tekniken bakom EHT har bevisats, vår förståelse av supermassiva svarta hål kommer säkert att blomstra.

Full information: Författaren Ian O'Neill arbetade med University of Waterloo på deras pressmeddelande och en artikel som visar Avery Broderick, professor vid Waterloo och Perimeter Institute, och medlem i EHT -teamet. Du kan läsa om Brodericks arbete här .

Den högprofilerade bilden av det svarta hålet skulle inte existera utan arbete från en MIT-doktorand vid namn Katie Bouman, som skapade algoritmen som gjorde det möjligt.