„Event Horizon“ teleskopas (EHT) į pasaulinį radijo teleskopo tinklą įtraukė daugiau observatorijų, o pirmasis mūsų galaktikos juodosios skylės vaizdas gali būti pasiektas per mažiau nei metus.
„Kitą pavasarį„ Event Horizon “atkurs juodosios skylės vaizdą Paukščių tako centre, - sakė„ Waterloo “universiteto fizikos ir astronomijos docentas Avery E. Broderickas per 2015 m. Birželio 23 d.
Broderickas, kuris taip pat yra šio instituto mokytojas, pasidalino kai kuriomis proto puoselėjimo galimybėmis tyrinėti laikiną erdvę aplink supermazinį juodąją skylę Paukščių tako centre, vadinamu Šauliu * (arba Šauliu A *), todėl EHT dėmesys bus skiriamas stiprios gravitacijos tyrimui.
„Visatoje yra tik dvi vietos, kuriose galite ištirti didelį sunkumą dideliame, labai dideliame ir aplink kompaktiškuose objektuose“, - pridūrė jis.
Remdamasis Albert Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos tyrimu, kuris jį suformulavo prieš 100 metų - nuo jūrininkų sukurtų žemėlapių pradžios, Broderickas sakė, kad neišnagrinėtoje erdvės gelmėje yra daug „monstrų“, iš kurių vienas yra juodosios skylės aplinkoje esančios gravitacijos sąlygos. Tačiau ši teorija pirmą kartą gali keistis žmonijos istorijoje.
Renginio horizonto kampo raiška
EHT sudaro daugybė radijo stebėjimo centrų visame pasaulyje. Su labai ilga bazine interferometrija (ultragarso interferometru arba VLBI), daugelis nepriklausomų radijo antenų, atskirtų šimtais ar tūkstančiais mylių, gali būti naudojamos kartu, kad būtų sukurtas „virtualus“ teleskopas su mūsų planetos skersmeniu. Galingiausių planetos optinių teleskopų galimybės yra labai ribotos stebint net ir pačius masinius objektus, žinomus visatoje. Ir juodosios skylės yra labai kompaktiškos, atrodo kaip mažos dulkių dėmės danguje. Savo veiklos metu daugelio galaktikų branduoliuose egzistuoja supermazyvios juodosios skylės, kurios gali užgožti jas ir generuoti didžiules sprogstamųjų reliatyvistinių dujų sritis intergalaktinėje erdvėje. Jie taip pat gali turėti galingą poveikį galaktikų evoliucijai, todėl šių gravitacinių „hipopotamų“ stebėjimas yra vienas svarbiausių šiuolaikinių astrofizikos tikslų.
Norint stebėti Šaulį A * per „Event Horizon“, reikalinga labai maža kampinė skiriamoji geba. Naudojant šį teleskopą, šie skaičiai yra 50 skersmens lanko sekundžių (mikro μas). Viena iš galingiausių optinių infraraudonųjų spindulių observatorijų (dvi Keck teleskopai, esanti Havajų Mauna Kea viršuje) gali turėti iki 20000 μm kampinę skiriamąją gebą. Planuojama, kad trisdešimties metrų teleskopas (TMT) galės pateikti rodiklius 7000 μas. Nors šios rezoliucijos yra nuostabios optinei astronomijai, šie ištekliai nėra visiškai pakankami visapusiškam tyrimui šioje srityje, pridūrė Broderick.
Baigus pasiruošimą projektui, EHT darbas bus 10 μm, o šie rodikliai yra labai geri problemai spręsti. Šios charakteristikos rodo kai kurias intriguojančias galimybes ne tik gauti pirmąjį juodosios skylės vaizdą, bet ir išbandyti Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją, ir jie taip pat padės pakelti uždangą ant fizikos už bendrosios reliatyvumo teorijos ribų.
„Tai nėra ateities eksperimentas, tai vyksta dabar“, - sakė Broderickas, nurodydamas, kad EHT „prototipas“ jau turi 9 metų darbo patirtį. Tačiau šaulio A * pastabos iki šiol buvo pateiktos tik iš trijų radijo antenos EHT sekcijų, ir šie duomenys buvo pernelyg riboti, kad būtų galima aiškiai matyti „juodosios skylės“ žiedą. Tačiau šie stebėjimai labai padeda suprasti juodosios skylės savybes, padedant teoriniams fizikams atspėti, kas yra šaulys A *, tačiau daugelis klausimų lieka neatsakytų. Net ir atsižvelgiant į juodąją skylę Paukščių tako centre, kyla rimtų abejonių, susijusių su teritorijos geometrijos ir dinamikos supratimu.
„Klasikinės“ juodosios skylės teorija apima tašką, kuriame nėra grįžimo - sritis, kurioje gravitacinė deformacija yra tokia didelė, kad net šviesa negali išvengti juodosios skylės gravitacinio traukimo, vadinamo įvykių horizontu. Taip pat yra akcizinis diskas, kuriame medžiaga patenka į renginio horizontą supančias sritis, tai yra didelių energijos šaltinių karta. Bet mes tikrai nežinome, kas yra didelio, mažo, plono ar storo disko. Mes taip pat nežinome, ar šis diskas yra kampas nuo juodosios skylės nugaros (astrofizikai yra įsitikinę, kad Šaulys A * yra besisukanti juoda skylė). Galbūt bet kuri iš mūsų juodųjų skylučių taip pat yra diskas? Šiuo metu juodąją skylę sudarančių struktūrų morfologija lieka paslaptis.
Ši paslaptis pasirodo kaip „egzistencinė krizė“ EHT - įspėja Brodericką.
„Renginio Horizon teleskopo teleskopo pavadinimas toli gražu nėra atsitiktinis, jam buvo suteikta galimybė patikrinti, ar juodojoje skylėje yra įvykių horizonto, jei ši teorija buvo paneigta, teleskopas būtų pervadintas“, - pridūrė jis. šiandien, tai tiesa ir įvykių horizontai. "
Šaulys A * mirksi, blaškosi
Šiuo metu, išskyrus mažai tikėtiną fizikos posūkį, yra įvykių horizontas, o fizikai sugebėjo susiaurinti, kaip ji atrodys - nedidelis kintamųjų ir dabartinių modelių rinkinys, ir tai atitinka duomenis, kurie pradedami iš EHT.
„Nesu tikras, ar džiaugiuosi, ar aš esu depresija, tikėjausi, kad dabar mes rasime netikėtų dalykų, nors viskas gerai,“ juokavo Broderick. Nors EHT jau duoda rezultatų ir tikisi, kad pirmuosius Šaulio A * atvaizdus galima greitai gauti, yra daug, dar reikia daug nuveikti ir įveikti problemas.
Viena iš problemų, kurias nurodė Broderick, yra visų žemės stebėjimo vietų problema. Kai išvaizda eina per atmosferą, matome žvaigždžių mirgėjimą. Šį mirgėjimą sukelia daug atmosferos poveikių, įskaitant turbulenciją viršutinėje atmosferoje ir drėgmę. Stebint supermazinį juodąją skylę, mūsų galaktikos centre atsiranda panašus efektas - „Šaulys A *“ taip pat „šviečia“.
Kai žvaigždės ir tarpžvaigždinė plazma praeina tarp mūsų ir Sgr. *, Gali atsirasti scintiliacijos gautame signale, todėl atsiranda nedidelių anomalijų, kurias reikia nedelsiant ištaisyti. Po kelerių metų, kai EHT vykdo visapusiškas operacijas, jo moksliniai tyrimai bus labai svarbūs norint suprasti, kas sukelia srautą aplink juodąją skylę. Tačiau jei neįvertinama scintiliavimo efektas, toks fenomenas, kaip magnetohidrodinaminis turbulencija šalia juodosios skylės, gali tapti pernelyg difuzinis tyrimui.
Panašiai kaip antžeminės observatorijos, turinčios viršutinėje atmosferoje esančius lazerius turbulencijos ir derinimo matavimui naudojant adaptyviąją optiką, EHT priims adaptyvią optikos schemą (tačiau be lazerių), kad pašalintų šį efektą analizuojant rezultatus.
Kosmoso tomografija
Galbūt naudingiausias EHT naudojimas yra SGR protrūkių tyrimas. *. Yra žinoma, kad jie yra periodiškai generuojami ten.
Apie vieną kartą per dieną keletas stebėjimo centrų stebėjo, kaip iš Sgr. * ir šis reiškinys taip pat keičia skleidžiamos teritorijos struktūrą. Ši blykstė buvo aiškinama kaip „karštoji vieta“ įvykio srovėje netoli įvykių horizonto. Kai EHT yra visiškai veikiantis, jis galės sekti šias karštąsias vietas, atsekti jų kilmę ir pažvelgti į jų mažinimo procesą. Astronomai taip pat tikisi panaudoti karštus taškus kaip rodiklį, norėdami apibūdinti laikinos erdvės struktūrą šioje stiprioje gravitacijos aplinkoje. „Tai atveria duris į laikinos erdvinės tomografijos galimybę - šios dėmės juda, jos atsiranda skirtingose laikinos erdvės vietose“, - sakė Broderikas. "Ir kaip tai vyksta kartą per dieną, jūs galite pamatyti nemažai šių blyksnių."
Kiek giliai mes neturėtume išbandyti nežinomo šiame unikaliame gravitaciniame regione, ir mes manome, kad mes turime gana gerą platformą juodosios skylės dinamikos teorijoje, bet noriu galvoti, kad EHT galėtų rasti kažką naujo ir galbūt egzotiško apie labai nenuspėjamą erdvę, kuri yra artimiausia juoda skylė.
„Norėčiau galvoti, kad iškart, kai gausime atvaizdą, pamatysime, kad jis atrodys XXI amžiaus pradžios versija - šviesiai mėlynas taškas, galbūt su baisesniais įspėjimais ... Yra monstrų, kurie slepiasi tamsoje "- tai padarė Broderick.
