Unul dintre cele trei telescoape pentru a furniza date de ultimă oră pe o gaură neagră îndepărtată, Telescopul James Clerk Maxwell se află în vârful Mauna Kea din Hawaii. Fotografie de Nik Szymanek
În sfârșit, punctul de neîntoarcere a fost descoperit. La cincizeci de milioane de ani lumină de pe Pământ, în inima galaxiei Messier 87, o gaură neagră care este de șase miliarde de ori mai masivă decât Soarele le-a oferit oamenilor de știință prima măsurare a ceea ce este cunoscut drept „orizont de eveniment”, punct. dincolo de care materia se pierde pentru totdeauna în gaura neagră.
„Odată ce obiectele cad prin orizontul evenimentului, ele sunt pierdute pentru totdeauna”, spune Shep Doeleman, un asociat de cercetare la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics și autor principal pe lucrarea publicată în Science Express.
Găurile negre sunt cele mai dense obiecte din univers. "Există o gravitate atât de intensă, încât nu este doar o chestiune care poate traversa orizontul evenimentului și să fie aspirat în gaura neagră, ci chiar un foton de lumină", spune coautorul Jonathan Weintroub, tot la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian. „Există un paradox în a pretinde că am măsurat o gaură neagră, deoarece găurile negre sunt negre. Măsurăm lumina, sau, în cazul nostru, radiouri ”din jurul găurii negre, nu gaura neagră în sine.
Gaura neagră în cauză este una dintre cele două cele mai mari din cer, potrivit unei lucrări din septembrie 2011, intitulată „Dimensiunea regiunii de lansare a jetului în M87”, care a evidențiat modul în care pot fi luate măsurători ale orizontului evenimentului.
Descrise în lucrare, „Structura de lansare a jetului rezolvată în apropierea găurii negre supermasive din M87”, aceste jeturi sunt făcute din „particule relativiste care se pot extinde timp de sute de mii de ani-lumină, oferind un mecanism important pentru redistribuirea materiei și a energiei. la scară mare care afectează evoluția galactică. ”Imagine de NASA și Hubble Heritage Team STScI / AURA
Dincolo de faptul că sunt fantastice, ciudat de minte, găurile negre sunt, de asemenea, ținte utile pentru studiu, explică Weintroub, în special cele zece la sută care prezintă ceea ce sunt cunoscute sub numele de jeturi, sau izbucniri care emite lumină de materie fiind transformate în energie pe măsură ce masele se apropie de orizontul evenimentului. . Susținute de teoria generală a relativității a lui Einstein, aceste jeturi au furnizat echipa lui Weintroub de radiație necesară pentru a-și lua măsurătorile.
Folosind datele combinate de la radiotelescoape din Hawaii, Arizona și California, cercetătorii au creat un telescop „virtual” capabil să capteze de 2.000 de ori mai multe detalii decât Telescopul spațial Hubble. La acest nivel de detaliu, cercetătorii au putut măsura ceea ce este cunoscută drept „orbita circulară cea mai interioară stabilă” a materiei în afara găurii negre, precum și orizontul evenimentelor M87. Dacă orizontul de eveniment este ușa într-o gaură neagră, atunci orbita circulară cea mai interioară stabilă este ca pridvorul; trecut de acel punct, corpurile vor începe să spire spre orizontul evenimentului.
„Sperăm să adăugăm mai multe telescoape”, spune Weintroub. „Asta este ceea ce trebuie să facem pentru a începe să creăm noi imagini și să înțelegem ce naiba se întâmplă la baza jetului.”
Ca un punct de clarificare a faptului pe care echipa a făcut-o de fapt, Weintroub spune: „Am văzut titluri care spuneau că am făcut o imagine a găurii negre - de fapt nu ne-am făcut o imagine și dacă am făcut o imagine, acesta ar fi modelul radiațiilor în imediata vecinătate a găurii negre, deoarece gaura neagră este neagră. "
Deși aspectul găurilor negre poate fi simplu de descris (sunt negre), comportamentul lor devine ciudat și tocmai asta este promisiunea sclipitoare care așteaptă la orizontul evenimentului.
„Găurile negre sunt interesante”, spune Weintroub, „pentru că unul dintre lucrurile pe care Einstein le prezice cu teoria sa relativității generale este că radiația îndoaie lumina.” În adevăr, continuă Weintroub, Einstein a considerat că gravitatea obiectelor masive (inclusiv găurile negre ) de fapt îndoaie spațiul prin care circulă lumina.
După cum spune Weintroub, „Gravitația îndoaie chiar țesătura spațiului, iar gravitația intensă îndoaie intens țesătura spațiului.”
Deoarece telescopul virtual se extinde și pe alte site-uri din Chile, Europa, Mexic, Groenlanda și Polul Sud, Weintroub spune că vor putea crea imagini din ce în ce mai detaliate în aproximativ cinci ani. „Când vom începe să facem imagini”, spune el, „vom putea vedea dacă radiația pe care o gaură neagră o admite este„ lentilată ”sau„ îndoită ”, așa cum a prezis Einstein.
Între timp, aici, pe Calea Lactee, lucrurile sunt la fel de interesante din diferite motive. Deși gaura neagră din centrul galaxiei noastre este ceea ce Weintroub numește „liniștit” și îi lipsește un jet, în acest septembrie cercetătorii de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics au descoperit un nor de gaze cu capacități de formare a planetei îndreptate spre gaura neagră a Calea Lactee.
