Speciální dalekohled, který se soustředí na sledování černých děr, nabídl zcela nový pohled na tyto tajemné krásky

Při testování snímků vzdálených galaxií dosáhla soustava dalekohledů Event Horizon nejvyššího rozlišení, jaké kdy bylo ze Země pořízeno.

Je to úspěch, díky němuž máme na dosah ještě působivější snímky supermasivních černých děr, které v budoucnu nabídnou o 50 % detailnější snímky než dosud získané snímky M87*, supermasivní černé díry vzdálené 55 milionů světelných let, a Sagittarius A* (Sgr A*), supermasivní černé díry v centru naší galaxie.

Nová pozorování, pořízená pouze několika dalekohledy, které tvoří soustavu Event Horizon Telescope (EHT), nepřinesla žádné nové snímky. K tomu je zapotřebí plné síly celé soustavy. Experimentu se však podařilo pozorovat vesmír v nejjemnějším rozlišení, jakého kdy bylo ze zemského povrchu dosaženo, a detekovat vzdálené infračervené světlo na relativně vyšší frekvenci 345 GHz, které má vlnovou délku pouhých 0,87 milimetru.

„Díky EHT jsme viděli první snímky černých děr pomocí pozorování na vlnové délce 1,3 milimetru, ale jasný prstenec, který jsme viděli a který vznikl ohybem světla v gravitaci černé díry, vypadal stále rozmazaně, protože jsme byli na absolutní hranici toho, jak ostré jsme mohli snímky udělat,“ říká astrofyzik Alexander Raymond z Laboratoře proudového pohonu NASA.

„Při 0,87 mm budou naše snímky ostřejší a detailnější, což zase pravděpodobně odhalí nové vlastnosti, a to jak ty, které byly dříve předpovězeny, tak možná i některé, které nebyly.“ Snímky M87* a Sgr A* jsou výsledkem techniky zvané interferometrie s velmi dlouhou základnou (VLBI), na níž se podílí ne jeden, ale mnoho radioteleskopů po celém světě, které pracují společně a s přesnou synchronizací.

Kombinací mnoha soustav se efektivně získá sběrná plocha o velikosti Země, čím více antén teleskopu se použije, tím podrobnější jsou výsledná data. S takovým množstvím teleskopů je však k dispozici velké množství dat, jejich třídění, analýza a zpracování za účelem vytvoření obrazu horizontu událostí černé díry je monumentální úkol. Mezi sběrem dat a jejich analýzou a zpracováním vyžaduje každý snímek obětavost, čas a práci. Nicméně samotné snímky jsou stále poměrně rozmazané a existují pouze dva způsoby, jak zlepšit rozlišení. Prvním je zvětšení dalekohledu. To se ale hned tak nestane, EHT je už tak velký jako Země. Druhou možností je pozorování na vyšší frekvenci.

Tato druhá možnost je mnohem dosažitelnější, ale není bez problémů. Například vodní pára pohlcuje vlny o vlnové délce 0,87 milimetru mnohem více než o vlnové délce 1,3 milimetru, což má za následek mnohem větší neprůhlednost atmosféry na této vlnové délce. Předchozí pozorování na vlnové délce 0,87 milimetru vyžadovala použití kosmického dalekohledu, který nemá sběrnou plochu o velikosti Země jako EHT.

Spolupráce na projektu EHT vyvinula způsob korekce vlivu vodní páry v atmosféře, který zlepšuje účinnost soustavy a umožňuje provádět pozorování z povrchu Země v rozsahu 0,87 milimetru. Nová pozorování slibují rozlišení odpovídající pozorování uzávěru láhve na Měsíci ze Země, což znamená, že budeme možná schopni pozorovat menší, slabší a vzdálenější supermasivní černé díry.

Pozorování také znamenají, že bychom brzy mohli vidět vícebarevné pohledy na horký, vroucí materiál, který víří kolem těchto vesmírných monster, a to díky současnému snímání v 1,3milimetrové a 0,87milimetrové vlnové délce. „Abychom pochopili, proč se jedná o průlomový objev, uvědomme si, že při přechodu z černobílých fotografií na barevné získáme příval dalších detailů,“ říká astrofyzik Sheperd ‚Shep‘ Doeleman z Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics a Smithsonian Astrophysical Observatory.

„Toto nové ‚barevné vidění‘ nám umožňuje oddělit účinky Einsteinovy gravitace od horkého plynu a magnetických polí, které vyživují černé díry a vypouštějí silné proudy, které proudí do galaktických vzdáleností.“ Jsme velmi blízko k tomu, abychom se o černých dírách dozvěděli mnohem více, než jsme kdykoli předtím byli schopni. Sledujte s námi tento nový prostor, na horizontu událostí číhá epická věda.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: iopscience.iop.org, eurekalert.org, eso.org, eurekalert.org (2)