Onsdagen den 10 april 2019 släppte Event Horizon Telescope (EHT) det första fotot av ett svart hål eller ett svart hål, för att vara exakt det svarta hålet i mitten av spiralgalaxen M87, som ligger cirka 53 miljoner ljusår från jorden.
För en förklaring av vad hål är och hur de kan formas, läs här och här.
Strax efter att fotot släpptes trodde många att fotot liknade en munk, saurons öga , som kattens öga. Även idag finns det många memes utspridda i cyberspace som säger samma sak.
Så är det verkligen ett svart hål eller en kattöga? Låt oss ta reda på!
Kort sagt, vi kan inte. Eftersom svarta hål inte avger eller reflekterar energi i någon form och ingenting (till och med ljus) kan komma ut ur det svarta hålet för att upptäckas från jorden. Emellertid kan förekomsten av svarta hål upptäckas genom påverkan av deras gravitationsfält på andra himmellegemer.
Det betyder att fotot igår var ett bluff !
Väntar lite. Hoppa inte till slutsatser. I grund och botten är svarta hål osynliga . Men när ett objekt, såsom en stjärna, är tillräckligt nära det svarta hålets händelsehorisont, kommer stjärnan att uppleva en tidvattenstörning . Det är ett fenomen där stjärnan förstörs på grund av de enorma tidvattenkrafterna.
När materialet som utgör stjärnan faller ner i det svarta hålet bildar det något som kallas en ackretionsskiva , eller jag föredrar att kalla det en svart hålring.
Materialen på ringen av svarta hål kommer att kretsa kring det svarta hålet innan de så småningom tappar tyngdkraften och faller ätbara svarta hål. Dessa material gnuggar mot varandra så att temperaturen ökar och avger elektromagnetiska vågor med olika våglängder. Det är det som gör att vi visuellt kan observera svarta hål.
Läs också: Vetenskapliga metoder och fallet med cyanidkaffeEvent Horizon Telescope (EHT) är ett internationellt projekt som syftar till att observera miljön runt det supermassiva svarta hålet Skytten A * och det supermassiva svarta hålet i mitten av galaxen M87. EHT består av tio radioteleskop som är utspridda på flera platser på jorden och kopplade till varandra för att skapa ett virtuellt teleskop som är lika stort som jorden.
EHT använder interferometrisk metod för att få bilder av svarta hål. Alla motsvarande data som samlas in av varje teleskop kommer att kombineras för att ge ett störningsmönster. Störningsmönstret innehåller information om det svarta hålet som observeras.
Men eftersom antalet teleskop som samlar in data fortfarande är relativt litet och inte fördelas jämnt över jordytan finns det mycket obemärkt information. Av denna anledning har EHT utvecklat en algoritm som kan fylla informationshålen.
Kort sagt, sättet som algoritmen fungerar på är att interpolera och extrapolera data baserat på mönster som bildats från den data som har samlats in. Sedan bearbetar algoritmen data för att bli en bild.
Det finns dock många möjliga bilder som algoritmen kan generera baserat på de insamlade uppgifterna. Återigen beror detta på att de insamlade uppgifterna fortfarande är relativt små. Välj därför en (eller en grupp) av de bästa bilderna som ser mer rimliga ut. Det som är vettigt här är att bildens form approximerar den form som matematiska modeller förutsäger.
Så det är så vi kan fotografera svarta hål.
Så det är inte ett kattögonfoto, eller hur?
Yups . Men för att bättre förstå fotot måste vi känna till delarna i ett svart hål.
Ett svart hål är inte ett hål. Det är ett objekt med en oändlig densitet som kallas en singularitet . Det kallas en singularitet eftersom objektet bara är en punkt i rymden ( en enda punkt i rymden ) som inte har någon volym.
Läs också: Varför byggs teleskop på toppen av bergen, inte i en platt öken?Runt singulariteten finns det ett område som kallas händelsehorisonten . Detta område är det som ger ett svart hål egenskaperna hos ett svart hål. Detta händer för att inne i händelsehorisonten är gravitationsfältet i ett svart hål mycket stort och till och med ljus kan inte undkomma dess gravitation. Det är därför svarta hål är svarta. Händelsehorisontens radie kallas Schwarzschild-radien .
Sedan finns det accretion disk eller svart hål ring som tidigare beskrivits. Denna del är det som avger många elektromagnetiska vågor så att vi kan fotografera svarta hål. Svarta hålringen kretsar på ett visst avstånd från singulariteten och kallas den innersta stabila cirkulära banan (ISCO) . För ett icke-roterande svart hål är ISCO-radien tre gånger radien för händelsehorisonten.
En annan är foton sfären , som är ungefär 1,5 gånger händelsehorisontens radie. Detta är ett område där fotoner kan kretsa kring ett svart hål! Tänk om du var i det området, så kunde du se baksidan av din egen kropp! Så fantastiskt! (Men försök inte dig)
Titta nu på bilden av det svarta hålet (svart hål) M87 igen. Det finns en mörk del i mitten och en ljus del som omger den mörka delen. I den mörka delen finns en singularitet mitt i mitten och händelsehorisonten som omger den, och den ljusa delen är en ring av svarta hål och en liten del av foton sfären .
Nåväl, nu är det klart att fotot verkligen är ett svarthålsfoto och inte ett kattögon, sauron eller munk.
Håll dig nyfiken, killar!
Referens
- Event Horizon Telescope: Science
- Svart hål
- Hur tar vi bilder med svart hål?
- Tidal Disruption Event
