gov-civil-vilareal.ptKą paskutinį kartą pamatytumėte patekę į juodąją skylę?
>2019 m. Balandžio mėn. astronomai išleido an nuostabu supermasyvios juodosios skylės vaizdas galaktikos M87 centre . Tai buvo aukščiausios raiškos kada nors padarytas juodosios skylės vaizdas, kuriame buvo rodomas baisiai švytintis neryškus medžiagos žiedas su tamsia dėme centre. Tai nebuvo pati juodoji skylė, bet tam tikra prasme šešėlis ; didesnis erdvės tūris aplink jį, kur nė viena orbita nėra stabili, ir net pati šviesa ilgainiui patenka į be galo gilią duobę.
Pats pirmasis supermasyvios juodosios skylės „šešėlio“ vaizdas. Tai rodo regioną aplink juodąją skylę, kurios masė yra 6,5 milijardo kartų didesnė už Saulę, esančią 55 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės galaktikos M87 šerdyje. Kreditas: NSF
Kad ir koks kietas tas vaizdas, jis neaiškus dėl dviejų priežasčių. Viena - nepaisant to įvykių horizonto teleskopas (kaip vadinamas masyvas, atlikęs stebėjimus), sujungiantis teleskopų galias tiesiogine prasme visame pasaulyje, skiriamoji geba tiesiog nėra pakankamai didelė, kad būtų galima pamatyti daug detalių - nuo 55 milijonų šviesmečių atstumu net didelė juoda skylė atrodo gana maža. Kitas dalykas yra tai, kad ekspozicijos laikas buvo ilgas, todėl visos funkcijos, pvz., Aplink juodąją skylę besisukančios dujų dėmės, buvo neryškios.
Kas būtų a daug kaip atrodo didesnė tos skyros juodosios skylės nuotrauka?
Astronomų ir fizikų komanda nusprendė išspręsti šią problemą . Naudodamiesi Einšteino bendrosios reliatyvumo lygtimis, kurios nustato, kaip erdvė ir šviesa elgiasi šalia juodosios skylės, jie sukūrė vaizdų seriją, kad ištirtų, kaip tai atrodytų iš toli.
Simuliacija, kaip atrodytų juodoji skylė galaktikos M87 centre, kai ji sulenkia šviesą aplink ją. Apačioje: Šviesos aplink juodąją skylę momentiniai vaizdai skirtingu metu. Viršuje: visų momentinių nuotraukų sudėtinė dalis, rodanti, ką „Event Horizon“ teleskopas matė istoriniame 2019 m. Kreditas: pritaikytas iš Johnson ir kt.
Oho. Ką tai reiškia?
Apatinėje vaizdų eilutėje yra trys atskiros momentinės nuotraukos, padarytos naudojant jų modeliavimą su fizinėmis juodosios skylės savybėmis, imituojančiomis tas, kurios yra tikroje juodojoje skylėje. Pavyzdžiui, jie naudojo 6,2 milijardo saulės masių masę, matymo kampą, kuris atitinka mūsų M87, ir medžiagos kiekį, kuris sukasi aplink jį plokščiame diske, vadinamame akrecijos disku (apskaičiuotas naudojant tos medžiagos infraraudonųjų spindulių stebėjimus). Skalė yra neįtikėtinai maža; 50 μas = 50 mikrosekundžių, kai viena arkosekundė yra maždaug JAV kvartalo dydžio daugiau nei už 5 kilometrų. Taigi tai tiesiogine to žodžio prasme yra tarsi pamatyti a bakterija tame kvartale.
Viršutiniame paveikslėlyje parodyta kelių momentinių nuotraukų kombinacija, parodanti, ką tikrasis įvykių horizonto teleskopas būtų matęs ilgesnę ekspoziciją, jei būtų begalinė skiriamoji geba. Gausite šviesų, šiek tiek asimetrišką žiedą, kurį iš vidaus ir išorės sklinda šiek tiek šviesos, o centre - žiojanti juoda tuštuma.
Taigi ką tai reiškia?
Ar būtų įmanoma gauti tikrą juodosios skylės vaizdą, kuris labiau panašus į šį sim? Tiesą sakant, taip! Vienas iš būdų būtų paleisti radijo teleskopus į kosmosą, plečiant masyvo bazinę liniją. Kuo toliau jūsų teleskopai, tuo didesnė skiriamoji geba. Problema ta, kad radijo teleskopai turi būti dideli, apskritai keliolikos metrų skersmens, jei ne daugiau, o tokio dydžio daiktų gavimas į kosmosą nėra lengvas. Įdomu, ar per ateinančius dešimtmečius mums pavyks tai padaryti? Galbūt net statyti kai kuriuos Mėnulyje, ilsėtis panašaus dydžio krateriuose, kurie juos priglaudžia stabilumui užtikrinti ... Jei galėtume, gautume vaizdų, kurie konkuruotų su šio skaičiavimo rezultatais.
Tačiau iki tol mes galime dirbti su tuo, ką turime, ir tai vis tiek yra gana gerai. Mes daug sužinome apie tai, ką pamatytumėte, jei patektumėte į juodąją skylę. Jūs to nepamatytumėte ilgas -artėjant prie šviesos greičio jūs judėtumėte arti šviesos-ir tikriausiai būtumėte užsiėmę, kad gravitacija ir atoslūgiai suplėšytų į gabalus ir vis tiek keptų didelės energijos spinduliuotė. Bet vis tiek, gana šaunu.
