I mitten av vår galax ligger en virvlande, energispirande supermassiva svarta hål som kallas Skytten A* eller Sgr A*, för korta. I miljarder år, omgivande gas och damm har fallit in i den. Var 10:e 000 år eller så, den sväljer en närliggande stjärna.

Sgr A* (uttalas Saj-A-star) är det största svarta hålet på vår natthimmel, men vi vet inte hur det ser ut på nära håll eftersom vi aldrig har kunnat ta en bild på det.

Detta är faktiskt sant för alla svarta hål.

De är allestädes närvarande i vårt universum, men de är så små på himlen, vi har ingen detaljerad bild av någon av dem.

De bilder du ser på webben eller i TV-dokumentärer är illustrationer eller simuleringar baserade på indirekta bevis – observationer av området i rymden runt det svarta hålet. Forskare tvivlar inte på att det finns svarta hål, men utan bild, de kan inte bevisa det med säkerhet.

Allt detta kan vara på väg att förändras.

De senaste fyra åren, Professorn i astrofysik John Wardle har arbetat med ett team på cirka 200 forskare och ingenjörer för att skapa en bild av Sgr A* som skulle vara vår första bild någonsin av ett svart hål. Initiativet, kallat Event Horizon Telescope (EHT), avslutade insamlingen av data i april 2017. Forskare håller på att analysera den.

Beroende på resultaten, bilden de producerar av Sgr A* kan se ut som en av dessa:

Det här kanske inte verkar så mycket, men att skapa den här grova bilden av Sgr A* motsvarar att läsa en tidningsrubrik på månen när du står på jorden.

Faktiskt, det är tillräckligt bra för att svara på några av våra största obesvarade frågor om ett av universums mest mystiska fenomen:Hur ser ljus och materia ut när de faller mot ett svart hål? Vad är energiströmmarna som skjuter ut ur svarta hål gjorda av? Vilken roll spelade svarta hål i bildandet av galaxer?

Även om det är osannolikt, resultat från EHT kan till och med kräva justeringar av Einsteins allmänna relativitetsteori.

Men innan vi kommer till om en av de största forskarna som någonsin levt inte fattade det helt rätt, vi måste börja med grunderna.

Fakta

Svarta hål uppstår vanligtvis när en mycket massiv stjärna brinner genom sitt kärnbränsle och kollapsar katastrofalt till en otroligt tät punkt, eller singularitet.

När gas, stjärnor och annan materia kommer tillräckligt nära det svarta hålet, de dras mot det svarta hålets händelsehorisont, ett tänkt skal runt singulariteten. Ingenting som passerar över tröskeln till händelsehorisonten kan undgå det svarta hålets gravitationskraft. Och när materia faller in, det svarta hålet blir mer massivt och händelsehorisonten utvidgas.

Det visar sig att svarta hål finns överallt. Supermassiva ligger i centrum av de flesta galaxer. Mindre massiva svarta hål är mycket vanligare. Vår galax, Vintergatan, har troligen runt 100 miljoner svarta hål, även om vi bara har identifierat några dussin av dem.

När det gäller Sgr A*, det är ungefär 26, 000 ljusår bort från jorden med en massa fyra miljoner gånger solens. Det gör det "tjusigt" jämfört med andra supermassiva svarta hål, säger Wardle. Det andra supermassiva svarta hålet som EHT studerar, Messier 87 (M87) i mitten av Jungfruklustret, har en massa på nästan sju miljarder gånger solens.

EHT valde Sgr A* och M87 eftersom de är de största supermassiva svarta hålen sett från jorden. De är de enklaste och mest tillgängliga kandidaterna för studier.

Men hur kan vi ta en bild av ett svart hål när det är svart?

Bra poäng. Faktiskt, svarta hål är lika svarta som rymdens svärta. Allt ljus som kommer in försvinner aldrig.

Men runt ett svart hål, det finns ljus från en lysande virvel av överhettad materia som ännu inte faller in i det svarta hålet. När ljuset passerar nära händelsehorisonten, det böjer sig och förvrängs av dragningen av det svarta hålets starka gravitation.

Denna linsering av ljuset skisserar ett mörkt område som kallas det svarta hålets skugga. Storleken på skuggan förväntas vara två och en halv gånger så stor som händelsehorisonten. Händelsehorisontens storlek är proportionell mot det svarta hålets massa. För Sgr A* verkar det vara cirka 15 miljoner miles i diameter. Och diametern på M87, det andra svarta hålet som EHT studerar, är tusen gånger större än så.

Du får bilden:Genom att studera det svarta hålets skugga, EHT-forskarna kan ta reda på en hel del om det svarta hålet.

Så tekniskt sett, EHT:s forskare kommer inte att producera en bild av ett svart hål. De kommer att använda information om skuggan för att härleda information om det svarta hålet.

Men eftersom avbildning av ett svart hål inte är ett alternativ (åtminstone inte för närvarande), forskare betraktar en bild av skuggan som ett avgörande bevis på att det finns ett svart hål.

Gå in i John Wardle.

När Wardle började med astrofysik i slutet av 1960-talet med att analysera radiovågor som sänds ut av galaxer, "svarta hål var bara en nyfikenhet som kan ha existerat eller inte, ", sa han. "De var ett lite ansedda område för en astronom att vara i."

Men några år senare, fältet exploderade, och eftersom svarta hål driver energiska jetstrålar som sänder ut radiovågor, han drog sig naturligt i deras riktning (ingen ordlek avsedd).

Som en del av Brandeis Radio Astronomy Group, Wardle studerar "aktiva galaxer, "en relativt sällsynt typ av superljusgalax med supermassiva svarta hål i mitten.

Nätverket

Sgr A* är så liten på himlen att vi inte har ett enda teleskop på jorden som kan se det tillräckligt detaljerat för att skapa ett högupplöst foto.

EHT-forskarna övervann detta genom att nätverka sju teleskop runt om i världen med en teknik som kallas mycket lång baslinjeinterferometri (VLBI). Resultatet blev ett "virtuellt teleskop" med upplösningsförmågan hos ett teleskop lika stort som jordens diameter.

Under en vecka i april 2017, alla sju EHT-teleskopen spelade in signaler från Sgr A*. Sju atomklockor registrerade ankomsttiden för signalerna vid varje teleskop.

Signalernas karaktär och när de anländer till varje teleskop kommer att göra det möjligt för forskare att arbeta bakåt för att konstruera en bild av Sgr A*. Detta kommer att ta ett tag att slutföra. EHT-teleskopen samlade in tillräckligt med data för att fylla 10, 000 bärbara datorer.

Stora jetplan

Wardle är särskilt intresserad av att ta reda på mer om de massiva strålarna av energi som strömmar från svarta hål.

Strålarna bildas när materia utanför ett svart hål värms upp till miljarder grader. Den virvlar runt i det som kallas accretion disk. En del av det passerar point of no return, händelsehorisonten, och går in i det svarta hålet.

Men svarta hål är stökiga ätare. En del av saken kommer att spottas ut i form av tätt fokuserade (kollimerade) jetstrålar. Strålarna färdas med nära ljusets hastighet i tiotusentals ljusår.

Det är möjligt att det inte kommer några jetplan från Sgr *A. Det har inte varit särskilt aktivt under de senaste decennierna.

Men om jetplanen existerar, EHT:s teleskop kommer att ha tagit upp deras radiosignaler. Sedan kan EHT-besättningen använda informationen för att försöka svara på vad Wardle säger är de stora obesvarade frågorna om jetplanen:

Vad är de gjorda av, elektroner och positroner, elektroner och protoner, eller elektromagnetiska fält?

• Hur börjar de?
• Hur accelererar de till nästan ljusets hastighet?
• Hur håller de sig hårt fokuserade?

Och nu, till sist, vi kommer till Einstein

Fram till helt nyligen, bevis som stöder teorin om allmän relativitet (GR) har kommit från observationer av vårt solsystem. Men förhållandena i vår lilla fläck av universum är ganska milda. De extrema förhållanden som finns nära ett svart hål kommer att sätta GR på det ultimata testet.

GR bör noggrant beskriva hur ljuset böjer sig när det svarta hålets massiva gravitationskraft kurvor rumtiden och drar allt mot sig. Data som samlats in av EHT kommer att ge mätningar av detta fenomen som kan jämföras med Einsteins förutsägelser.

GR:s formler tyder också på att skuggan som kastas av accretionskivan runt Sgr A* kommer att vara nästan cirkulär. Om det visar sig vara format som ett ägg, det kommer att berätta för oss att något är fel med GR också.

Wardle tror att GR kommer att hålla ut under testning. Fortfarande, det finns alltid en chans att GR "kan behöva justeras, " sa han. "Då kommer vi att vara i en allvarlig rak jacka eftersom du inte kan göra ändringar som förstör alla andra bitar som fungerar. Det skulle vara väldigt spännande."