La un an de la prima imagine a unei găuri negre, EHT a fost blocată de coronavirus

Oamenii de știință din spatele primei imagini a unei găuri negre stoarce tot ce pot din datele pe care le au.

La un an după prezentarea unui portret al găurii negre supermasive din galaxia M87 (SN: 4/10/19), echipa Event Horizon Telescope se confruntă cu o secetă de date de doi ani, datorită problemelor tehnice, problemelor de securitate și unei pandemii globale.

„Coronavirusul ne-a dat puțin înapoi”, spune astrofizicianul Shep Doeleman de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică din Cambridge, Massachusetts, și directorul fondator al EHT. „Nimic nu este imun, nici măcar găurile negre.”

Întârzierea poate respinge răspunsul la întrebări despre modul în care găurile negre împușcă jeturi rapide de particule încărcate în spațiu și ar putea amâna obținerea unei vederi clare a găurii negre din centrul Căii Lactee. Dar echipa încă analizează datele existente și face planuri pentru extinderea observatorului în viitor.

EHT este o rețea globală de radiotelescoape care, împreună, formează un telescop care este efectiv de dimensiunea Pământului (SN: 4/10/19). Întinderea globului permite EHT să mărească orizontul evenimentelor unei găuri negre, regiunea dincolo de care nici măcar lumina nu poate scăpa.

Anul trecut, echipa EHT a dezvăluit prima imagine directă a orizontului evenimentelor unei găuri negre: un inel de lumină asimetric reprezentând umbra găurii negre pe un disc strălucitor de plasmă care o orbitează (SN: 18/03/2020). Imaginea, a orizontului de evenimente al găurii negre supermasive a lui M87, a fost realizată în întregime din datele luate de observator în 2017, cu șapte telescoape în cinci locuri din întreaga lume. (Un al optulea telescop, Telescopul Polului Sud din Antarctica, făcea parte din EHT la acea vreme, dar M87 nu este vizibil de la Polul Sud.)

Rezultatele au oferit confirmări uimitoare ale unor părți ale teoriei relativității generale a lui Einstein și au întărit înțelegerea fizicienilor despre găurile negre din univers. Dar lipseau câteva piese surprinzătoare: gaura neagră supermasivă a lui M87 aruncă jeturi de plasmă la ani lumină în spațiu, dar EHT nu a văzut niciun semn de ele.

Și, deși telescopul a observat gaura neagră din centrul galaxiei Căii Lactee, Săgetător A*, rezultatele au fost atât de confuze încât echipa a ales să nu le publice în acel moment. Sgr A* este mult mai mic decât gaura neagră din centrul lui M87, ceea ce înseamnă că materialul din discul luminos din jurul Sgr A* se rotește mult mai repede decât cel al lui M87. Drept urmare, Sgr A* și-a schimbat aspectul prea repede pentru ca cercetătorii să lanseze o singură imagine statică în 2019, deși încă speră să facă un film (SN: 16/12/19).

În 2020, oamenii de știință au sperat să aducă numărul total de observatoare din rețeaua EHT la 11, adăugând observatorul Kitt Peak din Arizona, matricea NOEMA din Alpii francezi și Telescopul Groenlanda. Echipa a planificat, de asemenea, să înceapă observarea la frecvențe mai mari de emisie radio, care pot pătrunde mai ușor în plasma din jurul găurilor negre.

Matrice de radiotelescoape NOEMA
Rețeaua de radiotelescoape NOEMA din Alpii francezi trebuia să se alăture rețelei globale a Telescopului Event Horizon în 2020, dar aceste planuri au fost suspendate din cauza COVID-19.Institutul IRAM

„Cred că este un fel de schimbare”, spune Kazu Akiyama, membru al echipei EHT, astrofizician la Observatorul MIT Haystack din Westford, Massachusetts, despre aceste observații viitoare. Adăugarea mai multor site-uri ar oferi imagini mai clare, permițând echipei să mărească avioanele M87. Iar observarea prin plasmă din Calea Lactee care se află între Pământ și Sgr A*, la aproximativ 25.640 de ani-lumină distanță, ar putea ajuta la clarificarea vederii astronomilor despre propria noastră gaură neagră supermasivă vecină.

Dar observațiile din 2020, programate pentru 25 martie până în 5 aprilie, au fost anulate din cauza pandemiei de coronavirus. Echipa a efectuat o cursă uscată chiar în ianuarie, trimițând astronomi în unele dintre cele mai îndepărtate părți ale globului pentru a se asigura că telescoapele erau gata. Dar până când astronomii ar fi trebuit să plece din nou la observatoare, restricțiile de călătorie și blocajele erau în vigoare în întreaga lume.


De la astronomie la zoologie

Abonați-vă la Știri Științe pentru a vă satisface apetitul omnivor pentru cunoașterea universală.

Abonati-va

„Numai cu cea mai mare reticență, dar cu siguranța primordială, am anulat observațiile”, spune Doeleman. „Suntem fericiți să facem parte din soluție, de fapt, prin faptul că nu călătorim. Dar este încă sfâșietor.”

Cursa din 2019 a fost, de asemenea, anulată din mai multe motive, de la probleme tehnice până la vreme rea până la hoții de combustibil care blocau drumul către Telescopul Milimetru Mare din Mexic. „A fost decizia corectă, având în vedere că ne așteptam să candidam în 2020”, spune Doeleman.

Deci, echipa este lăsată să cerceteze date care au cel puțin doi ani. Din fericire, mai sunt multe de învățat din aceste informații.

„Avem încă multă știință excelentă chiar și în setul de date din 2017”, spune directorul adjunct al EHT Michael Hecht de la Observatorul Haystack. Și „setul de date din 2018 este în mare parte neutilizat până în acest moment”.

Un rezultat al datelor din 2017 este cea mai clară imagine de până acum a unei perechi de avioane care se îndepărtează de o gaură neagră supermasivă dintr-o galaxie numită 3C 279. Spre deosebire de M87, care este un vecin relativ la aproximativ 55 de milioane de ani lumină de Pământ, 3C 279 își trimite lumina de la aproximativ 5 miliarde de ani lumină distanță. Această distanță mare le-a permis astronomilor să vadă caracteristici ale jetului găurii negre care sunt prea aproape pentru a fi văzute la M87.

„Ne uităm cu adevărat la cea mai adâncă regiune a avionului… pentru că avem un ochi foarte ascuțit”, spune Akiyama. La doar câțiva ani-lumină de fața găurii negre, jetul se mișcă deja cu aproximativ 99,5% din viteza luminii, informează echipa EHT pe 7 aprilie. Astronomie și astrofizică. Astronomii au văzut astfel de avioane zoom la viteze extrem de mari, departe de găurile lor negre, dar s-a crezut că avioanele aveau nevoie de mai multă pistă pentru a accelera la viteze atât de mari.

Gaură neagră supermasivă cu jeturi
Datele pe care Telescopul Event Horizon le-a adunat în 2017 au arătat ceva nou: jeturi de înaltă energie (prezentate) care fug de o gaură neagră supermasivă din galaxia 3C 279 cu aproximativ 99,5% viteza luminii.J. -Y Kim et al/Astronomie și astrofizică 2020

„Ceea ce a fost surprinzător este că, chiar și pentru regiunea interioară a jetului, jetul este deja accelerat foarte aproape de viteza luminii”, viteza maximă la care materia se poate mișca, spune Akiyama.

Echipa încă lucrează la analizarea structurii câmpului magnetic din apropierea găurii negre uriașe a lui M87, ceea ce va fi un indiciu asupra modului în care se formează jeturile acelei găuri negre. Cercetătorii speră să publice detalii despre Sgr A* până la sfârșitul anului 2020, spune Akiyama, deși nu a putut spune ce.

Între timp, Doeleman se uită spre viitor. În următorul deceniu, el și colegii săi speră să adauge încă vreo 10 telescoape la rețea pentru a construi EHT de „următoarea generație”.

EHT-ul actual folosește telescoape care existau deja, iar echipa a trebuit să-și facă observațiile să funcționeze de oriunde se află acele telescoape. „Am fost puțin oportuniști la început”, spune Doeleman. Acum, că oamenii de știință știu că EHT funcționează, pot plasa telescoape mai mici oriunde doresc – inclusiv, poate, în spațiu – pentru a obține vederi și mai bune ale găurilor negre.

„Anunțul de anul trecut a arătat tuturor de ce este capabil EHT”, spune Doeleman. „Avem o libertate pe care nu o aveam înainte.”

Anul trecut, echipa EHT a anunțat că a surprins prima imagine a orizontului evenimentelor unei găuri negre. Iată cum au făcut-o.