Rudolf Cole
0 
2737
594
Een internationaal team van radioastronomen maakte vandaag (10 april) de eerste close-upfoto van een zwart gat bekend.
Het is een superzwaar zwart gat in het centrum van sterrenstelsel Virgo A (ook wel Messier 87 of M87 genoemd), en het is zo groot - zo breed als ons hele zonnestelsel - dat het zelfs op 53 miljoen lichtjaar afstand zo groot lijkt aan de hemel. als Boogschutter A *, het kleinere maar nog steeds vrij superzware zwarte gat in het centrum van ons eigen sterrenstelsel. Deze aankondiging is het eerste resultaat van een inspanning die in april 2017 begon en waarbij elke grote radiotelescoop op aarde betrokken was - gezamenlijk de Event Horizon Telescope genoemd..
Dus als deze objecten zo groot zijn en de telescopen er al waren, waarom hebben wetenschappers dan pas onlangs ontdekt hoe ze ze in beeld konden brengen? En toen ze het eenmaal doorhadden, waarom duurde het dan twee jaar om een beeld te produceren? [9 rare feiten over zwarte gaten]
Om de eerste vraag eenvoudig te beantwoorden: zwarte gaten van deze omvang zijn zeer zeldzaam. Er wordt aangenomen dat elk groot sterrenstelsel er maar één in het midden heeft. Ze zijn meestal vrij donker, gehuld in wolken van dichte materie en sterren. En zelfs de dichtstbijzijnde, in ons eigen sterrenstelsel, is 26.000 lichtjaar van de aarde verwijderd.
Maar de nieuwe afbeelding onthult niet het eerste licht dat mensen hebben waargenomen vanuit een zwart gat. (En het beeld is niet gemaakt van licht zoals we ons dat doorgaans voorstellen; de elektromagnetische golven die de telescoop opmerkte, zijn erg lange radiogolven. Als je dichter bij het zwarte gat zou zijn, zou je echter ook een zichtbare lichtschaduw zien.)
Al in 1931 merkte de natuurkundige Karl Jansky, volgens het Armagh Observatory and Planetarium, op dat er een helder punt van radiogolflengteactiviteit in het hart van de Melkweg was. Natuurkundigen vermoeden nu sterk dat dit punt een superzwaar zwart gat is. Sinds die ontdekking hebben natuurkundigen al lang andere zwarte gaten gedetecteerd aan de hand van hun radiosignaturen.
Wat hier nieuw is, is dat de Event Horizons-telescoop de schaduw in beeld heeft gebracht die het zwarte gat creëert tegen de omringende, gloeiende materie van de accretieschijf van het object (de hete materie viel snel naar de waarnemingshorizon van het zwarte gat). Dat is opwindend voor natuurkundigen, omdat het enkele belangrijke ideeën bevestigt over hoe die schaduw eruit zou moeten zien, wat op zijn beurt bevestigt wat wetenschappers al dachten over zwarte gaten..
Om de schaduw in beeld te brengen, moesten astrofysici die radiogolven in ongekend detail detecteren. Geen enkele radiotelescoop zou het kunnen. Maar natuurkundigen hebben ontdekt hoe ze allemaal, overal op aarde, kunnen netwerken om als één gigantische telescoop te fungeren, zoals Sheperd Doeleman, een astrofysicus van Harvard University en directeur van de Event Horizon Telescope, zei op een persconferentie van de National Science Foundation..
Elke radiotelescoop ving een enorme hoeveelheid binnenkomende radiofotonen op, maar bij lang niet genoeg details om de schaduw van het zwarte gat te zien, omringd door zijn aanwasschijf. Maar het perspectief van elke telescoop op de afbeelding was een beetje anders. Dus combineerden de wetenschappers de ietwat verschillende datasets nauwgezet en, met behulp van atoomklokken, vergeleken wanneer de radiofotonen bij de verschillende instrumenten arriveerden. Op deze manier konden de fysici het signaal van het zwarte gat uit veel ruis halen.
De telescopen verzamelden de feitelijke gegevens die werden gebruikt om het beeld te produceren in de loop van slechts drie dagen in april 2017. Dit bedroeg in totaal meer dan 5 petabytes, ongeveer evenveel informatie als de hele Library of Congress. Het was opgeslagen op een uitgebreide verzameling harde schijven die samen in de tonnen werden gemeten, zeiden Dan Marrone, een astrofysicus en een van de medewerkers van het project, op de persconferentie.
Dat zijn zoveel gegevens dat verzending via internet vrijwel onmogelijk was, zei hij. In plaats daarvan verzamelden de fysici de informatie allemaal op één plek door de harde schijven fysiek te verzenden.
Onderzoekers hebben het volgende jaar computers gebruikt om die gegevens te verfijnen en te interpreteren totdat dit beeld naar voren kwam, zei Marrone. Ze brachten het jaar daarna door met het controleren van hun resultaten en het schrijven van papers. Water in de atmosfeer, verdwaalde radiofotonen van andere bronnen en zelfs minuscule fouten in de gegevens van de telescoop, allemaal samengespannen om de gegevens te verwarren. Het meeste werk van het project bestond daarom uit zorgvuldige wiskunde om rekening te houden met al die fouten en de ruis in de gegevens, waarbij het werk langzaam het beeld achter die problemen blootlegde..
Dus in een bepaald opzicht gaat het maken van een foto van een zwart gat vrij snel. Het ontwikkelen ervan duurt erg lang.
- De grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde
- De 12 vreemdste objecten in het heelal
- Stephen Hawking's meest verre ideeën over zwarte gaten
Oorspronkelijk gepubliceerd op .