Tiedemiehet ovat pitäneet sitä vuosikymmeniä Supermassiiviset mustat aukot (SMBH) sijaitsevat suurempien galaksien keskellä. Nämä todellisuutta taipuvat pisteet avaruudessa vaikuttavat äärimmäisen voimakkaasti kaikkeen, mikä niitä ympäröi, kuluttavat ainetta ja sylkevät ulos valtavan määrän energiaa. Mutta niiden luonteen vuoksi kaikki yritykset tutkia niitä on rajoittunut epäsuoriin menetelmiin.
Kaikki tämä muuttui keskiviikkona 12. huhtikuuta 2017, kun kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä sai kaikkien aikojen ensimmäisen kuvan Jousimies A* . Käyttää sarjaa kaukoputkia eri puolilta maailmaa – tunnetaan yhteisnimellä Tapahtuma Horizon -teleskooppi (EHT) – he pystyivät visualisoimaan tämän jättimäisen mustan aukon ympärillä olevan salaperäisen alueen, josta aine ja energia eivät pääse pakoon – eli tapahtumahorisontin.
Tämä ei ole vain ensimmäinen kerta, kun tämä salaperäinen mustaa aukkoa ympäröivä alue on kuvattu, se on myös äärimmäisin testi Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria koskaan yrittänyt. Se edustaa myös EHT-projektin huipentumaa, joka perustettiin erityisesti tutkimaan mustia aukkoja suoraan ja parantamaan niiden ymmärtämistä.
Simuloitu näkymä mustasta aukosta. Luotto: Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University
Siitä lähtien, kun EHT aloitti tietojen keräämisen vuonna 2006, se on omistettu Sagitarrius A*:n tutkimukselle, koska se on lähin SMBH tunnetussa universumissa – noin 25 000 valovuoden päässä Maasta. Tarkemmin sanottuna tutkijat toivoivat selvittävänsä, ympäröikö mustia aukkoja pyöreä alue, josta aine ja energia eivät pääse pakoon (mitä yleinen suhteellisuusteoria ennustaa), ja kuinka ne keräävät ainetta itseensä.
Sen sijaan, että se muodostaisi yhden laitoksen, EHT luottaa maailmanlaajuiseen radioastronomisten laitosten verkostoon, joka perustuu neljään mantereeseen, jotka kaikki on omistettu tutkimaan yhtä maailmankaikkeuden tehokkaimmista ja salaperäisimmista voimista. Tämä prosessi, jossa laajasti avaruudessa olevat radioantennit eri puolilta maailmaa yhdistetään Maan kokoiseksi virtuaaliteleskooppiksi, tunnetaan nimellä Erittäin pitkä perusviivainterferometria (VLBI).
Kuten Michael Bremer – tähtitieteilijä Kansainvälinen radioastronomian tutkimuslaitos (IRAM) ja Event Horizon Telescopen projektipäällikkö – sanoi haastattelussa AFP :
”Sen sijaan, että olisimme rakentaneet niin suuren kaukoputken, että se luultavasti romahtaisi oman painonsa alla, yhdistimme kahdeksan observatoriota kuin jättimäisen peilin palasia. Tämä antoi meille Maan kokoisen virtuaalisen teleskoopin – halkaisijaltaan noin 10 000 kilometriä (6 200 mailia).
Chandra-observatorion ja Hubble-avaruusteleskoopin tuottama yhdistetty kuva Jousimies A:sta röntgenkuvana (sininen) ja infrapunana (punainen). Kiitokset: Röntgen: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI
Kaiken kaikkiaan verkosto sisältää instrumentteja, kuten Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) Chilessä, Arizonan radioobservatorion submillimetriteleskooppi , IRAM 30 metrin teleskooppi Espanjassa, Suuri millimetrinen kaukoputki Alfonso Serrano Meksikossa, Etelänapateleskooppi Etelämantereella ja James Clerk Maxwellin teleskooppi ja Submillimetritaulukko Mauna Keassa, Havaijilla.
Näiden ryhmien avulla EHT-radioantenniverkko on ainoa tarpeeksi tehokas havaitsemaan valon, joka vapautuu, kun esine katoaisi Jousimies A*:hen. Ja kuuden yön ajan – keskiviikosta 5. huhtikuuta tiistaihin 11. huhtikuuta – kaikki sen ryhmät koulutettiin Linnunradamme keskustassa tekemään juuri niin. Juoksun loppuun mennessä kansainvälinen joukkue ilmoitti saaneensa ensimmäisen kuvan tapahtumahorisontista.
Lopulta dataa kerättiin noin 500 teratavua. Nämä tiedot siirretään nyt MIT Haystackin observatorio Massachusettsissa, jossa se käsitellään supertietokoneilla ja muunnetaan kuvaksi. 'Ensimmäistä kertaa historiassamme meillä on tekninen kapasiteetti tarkkailla mustia aukkoja yksityiskohtaisesti', Bremer sanoi. ”Kuvat tulevat esiin, kun yhdistämme kaiken datan. Mutta meidän on odotettava useita kuukausia tulosta.'
Osa syynä odotukseen on se, että Etelänapateleskoopin tallentamat tiedot voidaan kerätä vasta kevään alkaessa Etelämantereella – mikä tapahtuu aikaisintaan lokakuussa 2017. Sellaisenaan vasta vuonna 2018 yleisö pääsee katselemaan Jousimies A*:ta ympäröivää varjoaluetta, eikä ensimmäisen kuvan odoteta olevan täysin selkeä.
Kuten Heino Falcke – Radboundin yliopiston tähtitieteilijä, joka toimii nyt EHT:n tieteellisen neuvoston puheenjohtajana (ja oli se, joka ehdotti tätä koetta kaksikymmentä vuotta sitten) – selitti EHT:ssa. Lehdistötiedote ennen havainnon tekemistä:
”Se on haaste tehdä jotain, mitä ei ole koskaan ennen kokeiltu. Se on seikkailunhaluisen matkan alkuun kohti mustaa aukkoa… Uskon kuitenkin, että tarvitsemme lisää havaintokampanjoita ja lopulta lisää kaukoputkia verkkoon todella hyvän kuvan luomiseksi.”
Huolimatta odotuksesta ja siitä, että tarvitaan toistuvia yrityksiä ennen kuin saamme ensimmäisen selkeän näkemyksen mustaan aukkoon, sillä välin on silti syytä juhlia. Tämä ei vain ollut ensimmäinen, jota hän teki pitkään, vaan se edustaa myös suurta harppausta kohti yhden voimakkaimman ja salaperäisimmän luonnonvoiman ymmärtämistä.
Ajan myötä mustien aukkojen tutkiminen voi antaa meille mahdollisuuden selvittää, kuinka painovoima ja muut maailmankaikkeuden perusvoimat ovat vuorovaikutuksessa. Viimeinkin voimme ymmärtää koko olemassaolon yhtenä yhtenäisenä yhtälönä!
Lisälukemista: Tapahtuma Horizon -teleskooppi , NRAO