Ett teleskop så stort som vår planet har påbörjat den monumentala uppgiften att observera det svarta hålet i mitten av vår galax. Det supermassiva svarta hålet kallas Skytten A*, och det lurar i Vintergatans kärna cirka 26, 000 ljusår från jorden.

De indirekta ledtrådarna till Skytt A*:s existens är starka, men vi har ännu inte "sett" det direkt. Det här är för att, trots sin storlek, det svarta hålet är väldigt långt bort och långt bortom lösningsförmågan hos våra bästa teleskop.

Tills nu.

För att direkt avbilda detta kosmiska monster, världens mest kraftfulla radioteleskop har gått samman för att observera Skytten A*, skapa ett stort "virtuellt teleskop" som är lika brett som vår planet. Detta projekt kallas Event Horizon Telescope (EHT) och, efter år av planering, den har äntligen börjat observera Skytten A*. Det kommer också att kolla in det supermassiva svarta hålet på M87, en galax i mitten av det massiva Jungfrun galaktiska klustret.

"Den här veckan är en spännande och utmanande strävan efter astronomi, "Frankrike Córdova, direktören för National Science Foundation (NSF), sade i ett uttalande den 5 april. "Radioteleskop från hela världen ... kommer att arbeta tillsammans för att testa några av fysikens mest grundläggande teorier."

Black Hole Backstory

Svarta hål regerar som de mest förvirrande och exotiska föremålen i vårt universum. I dessa områden av rymden gäller inte "vardaglig" fysik, och Einsteins allmänna relativitetsteori dominerar.

Supermassiva svarta hål som Skytten A* och M87 är kända för att uppta kärnan i de flesta galaxer. Dessa massiva objekt kan vara miljontals miljarder massan av vår sol och verkar vara lika gamla som galaxerna själva. De har ett intimt förhållande med sina galaktiska värdar och kraften att utlösa stjärnfödelse. Omvänt, de kan också avbryta en galax produktionskapacitet några stjärnor. Dessa komplexa förhållanden mellan det svarta hålet och galaxen omfattar några av de största frågorna som hänger över modern kosmologi.

Öka kraften i radioteleskop med mycket lång baslinjeinterferometri

För att förstå dessa föremål i hjärtat av många galaxer, vi måste få en bra titt på dem. Men för att fotografera Skytt A*:s händelsehorisont - området kring ett svart hål där inte ens ljus kan komma undan ett svart håls gravitation - behöver vi en teknik som kombinerar kraften hos många olika teleskop.

"Den viktigaste uppfinningen i ett teleskop är" fokuseringselementet, '"säger teoretiska astrofysiker Avery E. Broderick, som är docent vid University of Waterloo och fakultetsmedlem vid Perimeter Institute of Theoretical Physics i Ontario, Kanada. "Galileo utnyttjade egenskapen hos linser; moderna teleskop använder speglar. Fokuseringselementet tar allt ljus som sprids ut över teleskopets bländare och för det tillbaka till en enda plats i fokus."

Ju större teleskopets bländare, desto mer ljus samlas in och därför blir de föremål på natthimlen som kan avbildas mörkare och mer avlägsna. Med tekniken för mycket lång baslinjeinterferometri, astronomer kan ansluta radioteleskop, avlägsna varandra i olika länder och på kontinenter, att efterlikna ett enda "virtuellt" teleskop med en bländare så bred som jorden.

"Vi registrerar de elektromagnetiska vågorna vid de enskilda [radioteleskop] -stationerna, "fortsätter Broderick." Sedan tar vi tillbaka data till en central plats och på en dator - känd som en korrelator - och fördröjer hur lång tid det tar för det ljuset att återgå till huvudfokus vid rätt tidpunkt.

"Ju längre baslinjerna [avståndet mellan observatorierna] är från varandra, ju mindre vinkelskalan vi får se. "

Vinkelstorleken på ett astronomiskt objekt är dess skenbara storlek på himlen ur vårt perspektiv. Ju längre bort ett föremål är, ju mindre dess vinkelstorlek. Genom att kombinera många olika radioteleskop, mycket lång baslinjeinterferometri kan tillåta astronomer att se mindre vinkelskalor och därför avbilda mycket avlägsna objekt som vi annars inte skulle kunna se. Och EHT -vinkelskalan är häpnadsväckande; den kommer att ha förmågan att lösa något i storleken på en druva som ligger på månens yta. Detta innebär att den avlägsna Skytten A* fortfarande ligger väl inom EHT:s lösningsförmåga.

Kombinera och korrelera signalerna från enskilda observatorier från hela världen - några med baslinjer på mer än 12, 000 miles (19, 312 kilometer) - är ingen lätt uppgift. Men när detta väl har uppnåtts, EHT-astronomer förväntar sig att kunna lösa en bild av Skyttens A*skugga och se småskaliga strukturer som omger det svarta hålet, bekräftar några av de mest extrema teorierna för fysik i denna starka tyngdkraftsmiljö och, kanske, avslöjar några överraskningar på vägen.

"Skytten A* kommer att bli ett laboratorium för oss att förstå hur dessa odjur växte, säger Broderick.

Svarta hål är välkända som grymma ätare. Deras otroliga tyngdkraft lockar till sig lokalt material - damm, gas och stjärnor - som sedan kraftfullt aktiveras och värms upp till en skiva av virvlande, varm gas. Sedan, över tid, en del av detta material slurps ner av det svarta hålet, öka sin massa. Dock, eftersom vi inte direkt har kunnat se vad som händer nära det svarta hålets händelsehorisont, hur denna tillväxt fungerar har varit ett mysterium.

Men när EHT går online, "vi borde kunna titta på den magnetiska turbulensen som vi tror driver denna tillväxt, "Broderick påpekar." Vi borde kunna se de turbulenta virvlarna [snurra] runt; lite som att titta på turbulent vatten i en bäck. "

Vänta, Det finns mer

Även om Skytt A* verkligen är det närmaste (och mest kända) supermassiva svarta hålet till jorden, det är bara halva historien.

"Det finns två (radio) källor som finns i docket i år - det finns Skytten A* och det finns också M87, "säger Broderick. Och M87:s svarta hål skiljer sig mycket från Skytten A*.

Även om M87 är runt 2, 000 gånger längre bort från jorden än Skytten A*, det är mer än 2, 000 gånger mer massiv, så det kommer att se ut på himlen för EHT som ungefär samma vinkelstorlek. Vad mer, detta svarta hål är känt för att vara extremt aktivt, spränga ut gaser i rymden med nästan ljusets hastighet. Hur dessa strålar bildas är ett mysterium - trots allt, svarta hål är mer kända för att konsumera material, inte spotta ut det i rymden igen!

Astronomer har därför en otrolig möjlighet att studera två svarta hål i år, den ena i Vintergatan och den andra i en avlägsen galax, ge astronomer en oöverträffad syn på två mycket olika objekt.

"Det är en utforskningsresa, du vet aldrig riktigt vad du kommer att se, det är det som gör det spännande, "Broderick berättar för HowStuffWorks." Vi tror att vi har idéer och jag har ägnat mycket tid åt att utveckla modeller för EHT ... och ta reda på vad vi kan och inte kan bestämma. Men det är helt inom möjligheterna att vi kan se något helt annat - och det är förmodligen den mest spännande möjligheten. "

Så, när kommer världen att se den historiska första bilden av ett svart hål? Vi måste ha tålamod. Det är nog inte förrän i juli som en bild börjar bildas, och det kommer sannolikt att vara slutet av 2017 som vi får se, för första gången, den ljusa ringen i ett svart håls händelsehorisont.