Wykorzystując moc interferometrii, dwa projekty astronomiczne po raz pierwszy będą mogły bezpośrednio obserwować czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej.
To prawdziwy potwór żyjący w centrum galaktyki.
Wiemy, że istnieje supermasywna czarna dziura z powodu ruchu gwiazd i chmur gazu obracających się wokół niewidzialnego punktu. Ten punkt ma przytłaczający wpływ pływowy na wszystkie obiekty, które wpadają w jego pułapkę, i ta siła może być użyta do obliczenia masy czarnej dziury.
To oczywiście nie jest największa czarna dziura we wszechświecie, ale nie najmniejsza. Jest 4 miliony razy masywniejszy niż nasz Słońca.
Ta czarna dziura nazywa się Strzelec A * i znajduje się w odległości ponad 20 000 lat świetlnych od Ziemi, co uniemożliwia bezpośrednią obserwację. Pomimo swojej ogromnej masy, czarna dziura ma niewielki rozmiar patrząc z Ziemi. Potrzebny jest tutaj teleskop o niespotykanej rozdzielczości kątowej.
Fotografia bardzo dużych teleskopów obserwatorium Paranal
Chociaż wiemy już dużo o Strzelcu A * dzięki obserwacjom pośrednim, w tej chwili jest prawdziwy wyścig międzynarodowy, w którym wykorzystano najpotężniejsze obserwatoria na świecie i najbardziej złożone metody astronomiczne, aby dostarczyć obraz czarnej dziury Drogi Mlecznej. Pozwoli to nie tylko udowodnić, że istnieje, ale także pokazać obszar, w którym czasoprzestrzeń jest zdeformowana - miejsce o największej grawitacji we Wszechświecie. Ogromne światowe wysiłki zmierzają do połączenia sieci globalnych radioteleskopów w celu stworzenia wirtualnego teleskopu, który pokryje szerokość naszej planety. Wykorzystując niesamowitą moc interferometrii, astronomowie mogą łączyć światło z wielu odległych anten radiowych i zbierać je w jednym punkcie, aby naśladować jedną dużą antenę radiową obejmującą cały glob.
Wysiłek ten znany jest jako Event Horizon Telescope (EHT) i ma nadzieję, że projekt będzie w stanie osiągnąć rozdzielczość kątową i wzrost przestrzenny w celu przeprowadzenia pierwszych obserwacji radiowych jasnego pierścienia w pobliżu horyzontu zdarzeń Strzelca A * w najbliższej przyszłości - punktu otaczającego czarną dziurę, skąd nic, nawet światło nie może go opuścić.
Jedna z czterech wielkich kopuł teleskopu uruchamia nowy cztero-laserowy system adaptacyjnej optyki. GRAVITY wykorzysta również optykę adaptacyjną do wzmocnienia obserwacji Sagittariusa A * poprzez kompensację skutków turbulencji atmosferycznych.
Niemniej jednak istnieje inny projekt, który ma ten sam cel, choć nie będzie obserwowany w paśmie radiowym, ale zajrzy w rdzeń galaktyki i będzie szukał światła optycznego i podczerwonego pochodzącego od Strzelca A *. Ale potrzebuje jednego obserwatorium, aby urzeczywistnić ten cel.
Obecnie narzędzie GRAVITY przechodzi ostateczne kontrole przed rozpoczęciem projektu przy użyciu bardzo dużych teleskopów w Obserwatorium Paranal, położonym wysoko na pustyni Atacama w Chile. Wykorzysta także moc interferometrii do stworzenia obrazu naszej supermasywnej czarnej dziury. Ale zamiast korzystać z globalnej sieci radioteleskopów, tak jak w projekcie EHT, GRAVITY połączy światło czterech 8-metrowych teleskopów VLT interferometrii (powszechnie znanych jako VLTI), aby stworzyć „wirtualny” teleskop, którego rozmiar jest równy odległości między poszczególnymi teleskopami . „Dzięki temu można uzyskać tę samą rozdzielczość i dokładność, co teleskop o średnicy stu metrów” - powiedział astronom Oliver Pfuhl z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka w Niemczech. „Wiemy, że przez ostatnie dziesięć lat czarna dziura nie była naprawdę czarna. Dostrzegamy rozjaśnienie i przyciemnienie” - dodał.
Wynika to z faktu, że materia wpada w horyzont zdarzeń, tworząc potężny błysk energii. Charakter tych ognisk jest słabo poznany, ale projekt powinien być w stanie śledzić to wydarzenie. Ta absorpcja materii będzie działać jako znaki sygnałowe, pomagając nam po raz pierwszy zobaczyć strukturę czasoprzestrzeni bezpośrednio wokół czarnej dziury.
Anteny ALMA zlokalizowane na płaskowyżu Chahnantor podczas imprezy #MeetESO 11 maja 2016 r. Skrajne położenie obserwatorium może prowadzić do nieprzewidywalnej pogody, na przykład, jak w tym przypadku, gdy na płaskowyżu spadła zamieć.
„Naszym celem jest zmierzenie tych ruchów. Jeśli będziemy mogli zbadać te ruchy, które występują tak blisko czarnej dziury, będziemy mieli unikalne dane. Możemy zatem bezpośrednio przetestować ogólną teorię dla niektórych najbardziej ekstremalnych warunków, które możemy znaleźć we wszechświecie - dodał Pfuhl.
Sam ALMA jest interferometrem, który składa się z 66 anten radiowych zlokalizowanych na płaskowyżu Chahnantor na wysokości około 5000 metrów (16 400 stóp). Astronom Linda Watson wykorzystuje dane ALMA do badania zimnego pyłu w przestrzeni międzygwiezdnej, ale łącząc go z danymi EHT, jego moc gromadzenia radia pomoże nam zrozumieć dynamikę środowiska otaczającego Strzelca A *. „ALMA to interferometr z 66 antenami, ale w odniesieniu do EHT reprezentuje on tylko jeden teleskop i, łącząc go z innymi teleskopami na całym świecie, stworzymy jeden globalny interferometr”, dodała.
Wiele czarnych dziur, jak sądzą naukowcy, ma dysk akrecyjny z wirującego gazu i pyłu. ALMA, w połączeniu z danymi EHT, będzie w stanie ocenić strukturę tego dysku, prędkość i kierunek ruchu. Nie mając bezpośrednich obserwacji, wiele z tych cech przewidywano za pomocą modelowania komputerowego lub na podstawie obserwacji pośrednich. Wkraczamy w erę, w której możemy uzyskać odpowiedzi na niektóre z największych tajemnic.
