Noile telescoape ar putea ajuta la identificarea „inelului fotonic” al primei găuri negre fotografiate vreodată

Inele slabe de lumină care înconjoară găurile negre enorme ar putea fi observate cu ajutorul unei viitoare generații de telescoape în spațiu.

Strălucirea în formă de gogoașă observată în prima imagine a unei găuri negre, lansată în aprilie 2019 de colaborarea Event Horizon Telescope (SN: 4/10/19), este mai complex decât ar putea discerne rețeaua mondială de radiotelescoape. Gravitația găurii negre este atât de intensă încât unele particule de lumină, numite fotoni, pot înconjura gaura neagră parțial – sau o dată, de două ori sau de mai multe ori – înainte de a scăpa pentru a fi captate de telescoape. Acei fotoni care orbitează produc un „inel fotonic”, alcătuit dintr-o serie de subinele – cercuri de lumină care par succesiv mai subțiri și mai greu de detectat de telescoape.

„Este un fel ca o sală de oglinzi, unde primim o serie infinită de imagini”, spune astrofizicianul Michael Johnson de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică din Cambridge, Mass.

Acum, Johnson și colegii lor calculează că, cu ajutorul noilor telescoape din spațiu, subinelele fotonice ar putea fi observate teoretic în jurul găurii negre supermasive din centrul galaxiei M87, subiectul primei instantanee a găurii negre.

Telescopul Event Horizon, sau EHT, combină puterile telescoapelor din întreaga lume, printr-o tehnică numită interferometrie de bază foarte lungă, astfel încât acestea să funcționeze ca un singur telescop mai mare (SN: 4/10/19). Dar pentru a descoperi mai multe detalii, cum ar fi subinelele găurilor negre, cercetătorii ar trebui să adauge telescoape separate de distanțe și mai mari.

Un radiotelescop care orbitează în jurul Pământului ar putea captura primul subinel, anunță echipa pe 18 martie Progresele științei. Dar observarea celui de-al doilea inel secundar ar necesita un telescop și mai îndepărtat – pe Lună. Al treilea subinel ar putea fi detectat cu un telescop și mai departe, la 1,5 milioane de kilometri de Pământ.

Oamenii de știință au propus anterior astfel de telescoape, dar planurile nu au demarat încă. Johnson spune că noul studiu oferă o nouă motivație pentru adăugarea unui telescop spațial la rețeaua EHT.

Deși EHT nu ar fotografia în mod direct subringurile, ar putea detecta existența acestora. Această detectare ar reafirma teoria gravitației a lui Einstein, teoria generală a relativității, care prezice existența inelelor. De asemenea, ar putea permite măsurători mai bune ale masei găurii negre și cât de repede se învârte.

Ideea „va fi o provocare, dar este ceva de așteptat cu nerăbdare”, spune astrofizicianul Avi Loeb de la Universitatea Harvard, care nu a fost implicat în cercetare. „Este un obiectiv interesant pentru următoarea generație.”