EHT teleskop (Event Horizont Telescope) daje naučnicima novu ideju o čudovištu zvanom Mlečni put. Zahvaljujući ovim podacima, prvi put bliži pogled na crnu rupu.

Sistem radio teleskopa koji su raspoređeni oko Zemlje i nazvali su ga EHT (Event Horizon Telescope), fokusiran na nekoliko divova. Strelac A je super masivna crna rupa na sredini Mlečnog puta, i još veća crna rupa udaljena za 53,5 miliona svetlosnih godina u M87 galaksiji. U aprilu, 2017 se pridružio opservatorijima da bi posmatrao granice crnih rupa u kojima je sila gravitacije toliko jaka da čak i svjetlosni zraci ne mogu da je napuste. Skoro posle dve godine poređenja, naučnici su objavili prve slike ovih zapažanja. Sada se naučnici nadaju da će nam nove slike reći nešto više o crnim rupama.

Kako izgleda prava crna rupa?

Crne rupe su zaista vredne njihovog imena. Ogromna gravitacijska zvijer ne emitira nikakvo svjetlo u bilo kojem dijelu elektromagnetnog spektra, tako da izgleda da ne postoji sama od sebe. Ali astronomi znaju da su nekako tamo za svoju vrstu pratnje. Pošto im gravitaciona sila pulsira u zvezdanom gasu i prašini, oko njih se formiraju mase u obliku rotirajućeg diska s akkretijama sa njihovim međusobno sudarajućim atomima. Ova aktivnost emituje "bijelu toplinu" i emitira rendgenske zrake i drugo visoko-energetsko zračenje. Najzasićenije crne rupe "mrze" onda ozračuju sve zvijezde u okolnim galaksijama.

Smatra se da će SHTH-ova EHT teleskopska slika, Sagittaria A, imati sjajnu crnu senku na pratećem disku akrecije od sjajnog materijala. Računarska simulacija i zakoni gravitacione fizike daju astronomima dobru ideju o tome šta mogu očekivati. Zbog velike sile gravitacije u blizini crne rupe, akrecijski disk će se deformirati oko prstena horizonta i taj materijal će biti vidljiv iza crne rupe. Dobivena slika će verovatno biti asimetrična. Gravitacija savija svetlost iz unutrašnjeg dela diska prema Zemlji jače od spoljašnjeg dela i čini prsten lakšim.

Da li se zakoni opšte relativnosti primjenjuju oko crne rupe?

Tačan oblik prstena može riješiti najfrustrirajući zastoj u teorijskoj fizici. Dva stupa u fizici su Einsteinova teorija opće relativnosti, koja kontrolira masivne i gravitaciono jake objekte poput crne rupe, i kvantna mehanika, koja kontrolira čudan svijet subatomskih čestica. Svaka teorija djeluje u svojoj domeni. Ali ne mogu raditi zajedno.

Fizičarka Lia Medeiros sa Univerziteta u Arizoni u Tucsonu kaže:

"Opšta relativnost i kvantna fizika su međusobno nekompatibilni. Ako se opća relativnost primijeni u području crne rupe, onda to može značiti korak naprijed za fizičare. "

Budući da su crne rupe najekstremnija gravitaciona sredina u svemiru, one su najbolje okruženje za stresno testiranje gravitacione teorije. To je kao bacanje teorija na zid i predviđanje i rušenje. Ako je opšta teorija relativnosti istinita, naučnici očekuju da će crna rupa imati specifičnu senku i tako kružni oblik, osim ako se Einsteinova teorija ne primijeni, onda će sjena imati drugačiji oblik. Lia Medeiros i njene kolege primenile su kompjutersku simulaciju na različite senke crne rupe 12 000 koje se mogu razlikovati od Einsteinovih teorija.

L. Mederios kaže:

"Ako pronađemo nešto drugo (alternative teorijama gravitacije), to će biti kao božićni poklon."

Čak i malo odstupanje od opšte teorije relativnosti pomoglo bi astronomima da kvantifikuju ono što vide od onoga što očekuju.

Da li mrtve zvezde zvane pulsari okružuju crnu rupu na mliječnom putu?

Drugi način da se testira opšta teorija relativnosti oko crnih rupa je posmatrati kako se zvezde oko njih kreću. Kada svetlost zvezda teče u polju ekstremne privlačnosti crne rupe u blizini, svetlost je "rastegnuta" i tako se pojavljuje crvenija. Ovaj proces, nazvan "crveni, gravitacioni pomak" i opšta teorija relativnosti, pretpostavljen je. Prošle godine astronomi su ga posmatrali u blizini područja SgrA. Za sada, dobra vest za Ajnštajnovu teoriju. Još bolji način da se potvrdi ovaj fenomen jeste da se uradi isti test na pulsarima koji se brzo okreću i pomeraju zvezdano nebo zračenjem zračenja u redovnim intervalima i čini se da pulsiraju.

Crveni gravitacioni pomak bi na taj način poremetio redovnu metronomsku operaciju i posmatranjem bi imao precizniji test teorije opšte relativnosti.

Scott Ranson iz Nacionalne astronomske opservatorije u Charlottesvilleu kaže:

"Većini ljudi koji promatraju područje SgrA bio bi san otkriti pulsare ili pulsare koji kruže oko crne rupe. Pulsari mogu pružiti mnoga vrlo zanimljiva i vrlo detaljna ispitivanja opšte teorije relativnosti. "

Uprkos pažljivom posmatranju, međutim, još nije pronađen nikakav pulsar u blizini SgrA područja. Delimično zbog toga što galaktička prašina i gas raspršuju svoje zrake i teško je ciljati. Ali EHT još uvijek pruža najbolji pogled na centar radio valova tako da se S.Ransom i njegove kolege nadaju da će to moći učiniti. "To je kao ribarska ekspedicija čija je šansa da se uhvati vrlo mala, ali isplati", kaže S.Ransom.

Pulsar PSR J1745-2900 (lijevo na slici) otkriveno je u 2013-u. Ona kruži tačno u 150 svetlosnih godina oko crne rupe u centru galaksije. Ali predaleko je od nje da sprovede precizne testove opšte relativnosti. Samo postojanje ovog pulsara daje astronomima nadu da će koristiti EHT da otkriju sve više i bliže pulsare bliže crnoj rupi.

Kako crne rupe proizvode mlazove?

Neke crne rupe su gladni oluci i vuku ogromne količine gasa i prašine, dok su drugi izbirljivi. Niko ne zna zašto. Čini se da je SgrA anksiozan eater sa iznenađujuće tamnim diskom, uprkos masi koja je jednaka milionima solarnih masa 4-a. Još jedna meta, koju je ciljala EHT, crna rupa u M87 galaksiji je proždrljivi proždrljivac. Težak je 3,5 na 7,22 milijarde sunaca. I da pored ogromnog nagomilanog akrecionog diska u njegovoj blizini, on takođe izbacuje struju nabijenih subatomskih čestica unutar 5 000 svetlosnih godina daleko.

Thomas Krichbaum Institut za radio astronomiju u Bonu kaže:

"Pomalo je kontradiktorno misliti da crna rupa uopće nešto isključuje."

Ljudi obično misle da crna rupa samo apsorbira. Mnoge crne rupe proizvode mlazove koji su duži i širi od čitavih galaksija i mogu doseći milijarde svjetlosnih godina od crne rupe.

Prirodno pitanje je šta može biti moćan izvor energije koji emituje mlazove na tako velike udaljenosti. Zahvaljujući EHT-u, konačno možemo prvi put pratiti ove događaje. Možemo procijeniti veličinu magnetnog polja crne rupe u M87 galaksiji jer su one povezane sa silama mlazova. Mjerenjem svojstava mlaznica kada su blizu crne rupe, pomaže da se odredi odakle potječu mlaznice - iz unutrašnjosti diska, ili iz drugog dijela diska ili iz same crne rupe.

Ova opažanja takođe mogu da razjasne da li mlazovi potiču iz crne rupe ili iz materijala koji brzo teče u disku. Pošto mlaznice mogu da prenesu materijal iz centra galaksije u međugalaktički region, to bi moglo da objasni uticaj na razvoj i rast galaksija. Čak i tamo gde se rađaju planete i zvezde.

T. Krichbaum kaže:

"Važno je razumjeti evoluciju galaksija od ranog stvaranja crnih rupa do rođenja zvijezda i na kraju do rođenja života. Ovo je vrlo velika priča, a proučavajući mlazove crnih rupa, samo malo dopunjavamo male čestice velike slagalice života. "

Napomena izdavača: Ovu priču je ažurirao 1 April 2019 rafiniranjem mase crne rupe M 87: masa galaksije je 2,4 triliona mase Sunca. Sama crna rupa ima masu kao nekoliko milijardi Sunaca. Dodatak, simulacija crne rupe je primjer potvrde Einstein-ove teorije opće relativnosti, a ne njene pobijanja.