2017 թվականի ապրիլին հեռադիտակի / աստղադիտակի բոլոր զանգվածները, որոնք կապված են Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի հետ, մատնանշեցին Messier 87-ին: Ահա թե ինչ է թվում գերծանրքաշային սև խոռոչը, որտեղ հստակ երևում է իրադարձությունների հորիզոնը: (ՄԻENTԱԶԳԱՅԻՆ ՀՈՐԻԶՈՆ ՀԵՌՈՒՍՏԱՏԵՍԱԿԱՆ ՀԱՄԱԳՈՐԾԱԿՈՒԹՅՈՒՆ ԷԼ ԱԼ.)

Սև խոռոչի իրադարձության հորիզոնի առաջին խորը դասի 10 խոր դասերը

Եվ մենք դեռ ի՞նչ ենք մնացել սովորելու:

Սև խոռոչի սկզբնական գաղափարը անցնում է մինչև 1783 թվականը, երբ Քեմբրիջի գիտնական Johnոն Միշելը գիտակցում էր, որ բավականաչափ փոքր քանակությամբ տարածքի բավականաչափ զանգվածային առարկա կդարձնի ամեն ինչ, նույնիսկ թեթև, չկարողանալով խուսափել դրանից: Ավելի քան մեկ դար անց Կարլ Շվարցշիլդը հայտնաբերեց Էյնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականության ճշգրիտ լուծումը, որը կանխատեսում էր նույն արդյունքը ՝ սև խոռոչ:

Ինչպես Միխելը, այնպես էլ Շվարցշիլդը կանխատեսում էին բացահայտ փոխհարաբերություն իրադարձության հորիզոնի կամ այն ​​շրջանի այն շառավիղի միջև, որտեղից լույսը չի կարող փախչել, և սև խոռոչի զանգվածը, ինչպես նաև լույսի արագությունը: Շվարցշիլդից հետո 103 տարի անց, այս կանխատեսումն անցավ չստուգված: Վերջապես, 2019-ի ապրիլի 10-ին, գիտնականները բացահայտեցին սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնի առաջին նկարը: Էյնշտեյնի տեսությունը կրկին հաղթեց, ինչպես և գիտությունը:

Երկրորդ խոշոր սև անցքը, ինչպես երևում է Երկրից, որը գտնվում է M87 գալակտիկայի կենտրոնում, այստեղ ներկայացված է երեք տեսակետով: Վերևում օպտիկական է Hubble- ից, ներքևի ձախ մասում ռադիոկայանն է NRAO- ից, իսկ ներքևի աջում `Chandra- ից ռենտգեն: Չնայած իր 6,6 միլիարդ արևի զանգվածին ՝ այն ավելի քան 2000 անգամ ավելի հեռու է, քան Աղեղնավոր Ա * -ը: Event Horizon աստղադիտակը փորձեց դիտել ռադիոյում գտնվող իր սև անցքը, և սա այժմ այն ​​իրադարձությունների հորիզոնի առաջին սև խոռոչի գտնվելու վայրն է: (TOP, OPTical, HUBBLE SPACE TELESCOPE / NASA / WIKISKY; LOWER LEFT, RADIO, NRAO / VERY LARGE ARRAY (VLA); LOWER RIGHT, X-RAY, NASA / CHANDRA X-RAY TELESCOPE)

Չնայած, որ իրադարձությունների հորիզոնի առաջին ուղղակի պատկերից առաջ մենք շատ բան գիտեինք սև անցքերի մասին, այս նոր թողարկումը իսկապես որակվում է որպես խաղի փոփոխիչ: Կային մի շարք հարցեր, որոնք մենք ունեինք մինչ այս հայտնագործությունը, և դրանցից շատերը այժմ հաջողությամբ պատասխանել են:

2019 թվականի ապրիլի 10-ին «Իրադարձությունների հորիզոն» աստղադիտակի համագործակցությունը հրապարակեց սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնի առաջին հաջողված պատկերը: Քննության սև անցքը գալիս է Messier 87 գալակտիկայից. Ամենամեծ և մասսայական գալակտիկան մեր գալակտիկաների տեղական գերկենտրոնում: Միջոցառման հորիզոնի անկյունային տրամագիծը չափվել է 42 միկրո-վայրկյան / վայրկյան, ինչը ենթադրում է, որ ամբողջ երկնքը լցնելու համար կպահանջվի համարժեք չափի 23 քառակուսի միլիարդ սև անցք:

Այս շատ խորը պատկերով երևում է հսկա էլիպսաձև գալակտիկայի հսկա մեսիջ 87-ի շուրջը: Այս հալոյի վերին աջ մասում լույսի ավելցուկը և գալակտիկայում մոլորակային միգամածությունների շարժումը վերջին չափանիշներն են միջին չափսի գալակտիկայի, որոնք վերջերս բախվել են Մեսսի 87-ին: (CHRIS MIHOS (CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY ) / ESO)

55 միլիոն լուսային տարվա հեռավորության վրա, սև խոռոչի համար ընկած զանգվածը 6,5 միլիարդ անգամ գերազանցում է մեր Արևին: Ֆիզիկապես, դա համապատասխանում է ավելի մեծ չափի, քան Պլուտոնի ուղեծրը Արեգակի շուրջը: Եթե ​​սև խոռոչ չլիներ, մեկ օրվա շուրջ լույս կպահանջվեր իրադարձության հորիզոնի տրամագծով անցնելու համար: Դա միայն այն պատճառով, որ

  1. իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակը բավարար լուծում ունի այս սև անցքը տեսնելու համար,
  2. սև անցքը ռադիոալիքների ուժեղ արտանետող է,
  3. և ահա ռադիոյի արտանետումները շատ քիչ են `ազդանշանը աղտոտելու համար,

որ մենք կարողացանք ընդհանրապես կառուցել այս առաջին պատկերը: Հիմա, երբ մենք դա արեցինք, ահա 10 խորը դաս, որոնք մենք կամ սովորեցինք, կամ էլ լավ ենք սովորելու ճանապարհին:

1. Սա իսկապես սև անցք է, ինչպես կանխատեսում է General Relativity– ը: Եթե ​​դուք երբևէ տեսել եք այնպիսի վերնագիր ունեցող հոդված, ինչպիսին է, «տեսաբանը համարձակորեն պնդում է, որ սև խոռոչներ գոյություն չունեն» կամ «ինքնահոս այս նոր տեսությունը կարող է բարձրացնել Էյնշտեյնը», դուք հավանաբար կեղծիք եք արել այն մասին, որ ֆիզիկոսները երազելու խնդիր չունեն: այլընտրանքային տեսություններ դեպի հիմնականը: Չնայած ընդհանուր հարաբերականությունն անցել է մեր կողմից նետված յուրաքանչյուր փորձություն, երկարացումների, փոխարինողների կամ հնարավոր փոխարինումների պակաս չկա:

Այս դիտարկումը բացառում է դրանց մի փունջ: Հիմա մենք գիտենք, որ սա սև փոս է, այլ ոչ թե ջրմուղ, գոնե wormhole մոդելների առավել հիմնական դասի համար: Մենք գիտենք, որ կա իրական իրադարձությունների հորիզոն, և ոչ թե մերկ եզակիություն, համենայն դեպս մերկ եզակիությունների շատ ընդհանուր դասերի համար: Մենք գիտենք, որ իրադարձությունների հորիզոնը ծանր մակերես չէ, քանի որ անսխալական նյութը կստեղծեր ինֆրակարմիր ստորագրություն: Սա, մեր արած դիտարկումների սահմաններում, համահունչ է ընդհանուր հարաբերականությանը:

Այնուամենայնիվ, դիտարկումը նաև ոչինչ չի ասում մութ նյութի, առավել փոփոխված ծանրության տեսությունների, քվանտային ծանրության կամ իրադարձության հորիզոնի հետևում: Այդ գաղափարները Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի դիտողությունների շրջանակներից դուրս են:

Կաթնային ուղու հիմքում գտնվող գերհիասքանչ սև խոռոչի մոտ հայտնաբերվել են մեծ թվով աստղեր, իսկ M87- ն առաջարկում է մոտակա աստղերից կլանման առանձնահատկությունները դիտարկելու հեռանկարը: Դա ձեզ հնարավորություն է տալիս ձգողականություն ստանալ զանգվածային կենտրոնական սև խոռոչի համար: Կարող եք նաև կատարել սև անցք պտտվող գազի չափում: Գազի չափումները համակարգված ցածր են, իսկ գրավիտացիոն չափումները `ավելի բարձր: «Իրադարձությունների հորիզոն» աստղադիտակի արդյունքները արդյունք են ոչ թե գազի վրա հիմնված տվյալների հետ: (S. SAKAI / A. GHEZ / WM KECK OBSERVATORY / UCLA GALACTIC CENTER GROUP)

2. Աստղերի ծանրության դինամիկան լավ գնահատական ​​է տալիս սև խոռոչի զանգվածներին. գազի դիտարկումները չեն լինում: Նախքան Event Horizon Telescope- ի առաջին պատկերը մենք սև խոռոչների զանգվածները չափելու մի շարք տարբեր եղանակներ ունեինք: Մենք կարող ենք օգտագործել կամ աստղերի չափումներ, ինչպիսիք են աստղերի անհատական ​​ուղեծրերը մեր գալակտիկայի սև խոռոչի շուրջը կամ M87- ի աստղերի կլանման գծերը, որոնք մեզ տալիս են գրավիտացիոն զանգված, կամ արտանետումները գազի կողմից `կենտրոնական սևի շուրջ շարժման մեջ փոս:

Թե՛ մեր գալակտիկայի, թե՛ M87- ի համար այս երկու գնահատականները շատ տարբեր էին, իսկ գրավիտացիոն գնահատականները մոտ 50–90% -ով ավելի մեծ էին, քան գազի գնահատականները: M87- ի համար գազի չափումները ցույց են տվել 3,5 միլիարդ արևի սև խոռոչի զանգված, մինչդեռ ծանրության չափումները մոտ են եղել 6,2–6,6 միլիարդի: Event Horizon Telescope- ի արդյունքներից սև անցքը կշռում է 6,5 միլիարդ արևային զանգված, ինչը մեզ ասում է, որ գրավիտացիոն դինամիկան սև խոռոչի զանգվածների լավ հետքեր է, բայց գազից ներթափանցումները կողմնակալ են դեպի ավելի ցածր արժեքներ: Դա հիանալի հնարավորություն է վերանայելու մեր աստղաֆիզիկայի ենթադրությունները ուղեծրային գազի վերաբերյալ:

Երկրից մոտավորապես 55 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա, M87 գալակտիկան պարունակում է հսկայական relativistic ինքնաթիռ, ինչպես նաև արտահոսքեր, որոնք երևում են ինչպես ռադիոյով, այնպես էլ ռենտգենյան ճառագայթներում: Այս օպտիկական պատկերը ցուցադրում է ինքնաթիռ; Այժմ մենք գիտենք, որ «Հորիզոն» աստղադիտակի կողմից սև խոռոչի պտտման առանցքը հեռու է Երկրից, թեքված է մոտ 17 աստիճանով: (ESO)

3. Սա պետք է լինի պտտվող սև անցք, և դրա պտտման առանցքը տեղի է ունենում Երկրից հեռավորության վրա: Իրադարձությունների հորիզոնի դիտարկմամբ, դրանում շրջապատող ռադիոէլեկցիաների արտանետմամբ, լայնածավալ ինքնաթիռով և երկարացված ռադիոէլեկտրոնային արտանետումներով, որոնք նախկինում չափվել են այլ աստղադիտարաններով, Event Horizon աստղադիտակի համագործակցությունը որոշել է, որ սա պետք է լինի Kerr (պտտվող) և ոչ մի Շվարցշիլդ (ոչ պտտվող) սև խոռոչ:

Կա ոչ մի պարզ առանձնահատկություն, որը մենք կարող ենք նայել, որպեսզի գայթակղի այս բնությունը: Փոխարենը, մենք պետք է կառուցենք սև խոռոչի և դրա դրսում գտնվող նյութի ցնցող մոդելները, ապա զարգանանք դրանցից ՝ տեսնելու, թե ինչ է տեղի ունենում: Երբ նայում եք տարբեր ազդանշաններ, որոնք կարող են առաջանալ, դուք հնարավորություն եք ստանում սահմանափակել այն, ինչը հնարավոր է համահունչ ձեր արդյունքներին: Սև անցքը պետք է պտտվի, իսկ պտտվող առանցքը Երկրից հեռու է մոտ 17 աստիճանով:

Reնցումային օղակի և ինքնաթիռի հայեցակարգային արվեստը գերհագեցած սև խոռոչի շուրջ: Չնայած սա մեր պատկերն էր այն մասին, թե ինչպես պետք է երկար աշխատել սև անցքերի շարժիչները, Event Horizon աստղադիտակը տրամադրել է այն նոր ապացույցներ, որոնք հաստատում են այն: (NASA / JPL-CALTECH)

4. Մենք կարողացանք որոշակիորեն որոշել, որ սև անցքի շուրջը առկա է նյութեր, որոնք համահունչ են միացման սկավառակների և հոսքերի: Մենք արդեն գիտեինք, որ M87- ը օպտիկական դիտարկումներից ինքնաթիռ ունի, և որ այն նաև արտանետում է ռադիոալիքներ և ռենտգենյան ճառագայթներ: Դուք իսկապես չեք կարող ստանալ այդ ճառագայթումը միայն աստղերից կամ ֆոտոններից; ձեզ հարկավոր է նյութ, մասնավորապես էլեկտրոններ: Միայն մագնիսական դաշտում էլեկտրոնները արագացնելով դուք կարող եք ստանալ մեր տեսած բնութագրած ռադիոընդունիչ բնութագիրը `սինքրոտրոնի ճառագայթում:

Սա նույնպես տևեց սիմուլյացիոն աշխատանքների հիանալի քանակ: Թրթռելով բոլոր հնարավոր մոդելների տարբեր պարամետրերը, դուք սովորում եք, որ այս դիտողությունները ոչ միայն ռադիոյի արդյունքների բացատրման համար պահանջում են միացման հոսքեր, այլև անպայման կանխատեսում են ոչ ռադիոյի արդյունքներ, ինչպիսիք են ռենտգենյան արտանետումները: Դա ոչ միայն իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակն է, որը կատարել է հիմնական դիտարկումներ դրա համար, այլ այլ աստղադիտարաններ, ինչպիսին է Chandra ռենտգենյան աստղադիտակը: Հավաքման հոսքերը պետք է տաքանան, ինչպես նշված է M87- ի կենտրոնական արտանետումների սպեկտրով, որը համահունչ է մագնիսական դաշտի հարաբերականորեն արագացող էլեկտրոններին:

Այս նկարչի տպավորությունը պատկերում է ֆոտոնների ճանապարհները սև խոռոչի հարևանությամբ: Իրադարձությունների հորիզոնով լույսի գրավիտացիոն թեքումը և լույսի գրավումը պատճառ է հանդիսանում Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի կողմից գրավված ստվերի: Առգրավված ֆոտոնները բնորոշ ոլորտ են ստեղծում, և դա կօգնի մեզ հաստատել ընդհանուր հարաբերականության վավերությունը այս նոր փորձարկված ռեժիմում: (NICOLLE R. FULLER / NSF)

5. Տեսանելի օղակը ցույց է տալիս ծանրության և գրավիտացիոն ոսպնյակի ուժը կենտրոնական սև անցքի շուրջը. կրկին, Ընդհանուր հարաբերականությունը անցնում է քննությունը: Ռադիոյի այդ օղակը չի համապատասխանում իրադարձությունների հորիզոնին և ոչ էլ համապատասխանում է ուղեծրային մասնիկների օղակին: Դա նույնպես սև խոռոչի ամենա կայուն կայուն շրջանաձև ուղեծրը (ISCO) չէ: Փոխարենը, այս օղակը բխում է գրավիտացիոն ոսպնյակի ֆոտոնների մի ոլորտից, որոնք թեքված են սև խոռոչի ծանրությամբ `նախքան մեր աչքերը ճանապարհորդելը:

Լույսը թեքվում է ավելի մեծ ոլորտի, քան կցանկանայիք սպասել, եթե ինքնահոսությունն այդքան ուժեղ չլիներ: «Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտարան» համագործակցության կողմից թողարկված վեց փաստաթղթերից առաջինի համաձայն ՝

«Մենք գտնում ենք, որ աղեղնավոր մասշտաբների մասշտաբի ընդհանուր հոսքի 50% -ը գալիս է հորիզոնի մերձակայքից, և որ արտանետումը կտրուկ ճնշում է ինտերիերը այս տարածաշրջանի համար> գործոնով> 10, ապահովելով ուղղակի ապացույցներ սև խոռոչի կանխատեսվող ստվերի մասին»:

Ընդհանուր հարաբերականության կանխատեսումների և այն, ինչ մենք տեսանք այստեղ համաձայնության միջև, Էյնշտեյնի ամենամեծ տեսության գլխարկի մեկ այլ ուշագրավ փետուր է:

Չորս տարբեր ժամանակներից չորս տարբեր պատկերներ հստակ ցույց են տալիս, որ երկու զույգ պատկերներ մի փոքր տարբերվում են մեկ օրվա ժամկետի վրա, բայց մեծապես անցել են 3 կամ 4 օր: Հաշվի առնելով M87- ի փոփոխականության ժամանակային սանդղակը, սա չափազանց համահունչ է մեր պատկերացմանը, թե ինչպես պետք է և արվեն սև անցքերը զարգանալ: (ՄԻENTԱԶԳԱՅԻՆ ՀՈՐԻԶՈՆ ՀԵՌՈՒՍՏԱՏԵՍԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆ)

6. Սև անցքերը դինամիկ սուբյեկտներ են, և դրանցից արտանետվող ճառագայթումը ժամանակի ընթացքում փոխվում է: Վերակառուցված զանգվածով ՝ 6,5 միլիարդ արևային զանգված, մոտավորապես մեկ օր է պահանջվում, որպեսզի լույսը անցնի սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնը: Սա մոտավորապես սահմանում է այն ժամանակացույցը, որի վրա մենք ակնկալում ենք, որ առանձնահատկությունները փոխվում և տատանվում են Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի կողմից դիտարկվող ճառագայթման մեջ:

Նույնիսկ մի քանի օր տևած դիտարկումների արդյունքում մենք հաստատեցինք, որ արտանետվող ճառագայթման կառուցվածքը ժամանակի ընթացքում փոխվում է, ինչպես և կանխատեսվում էր: 2017 թվականի տվյալները պարունակում են դիտարկումների չորս գիշեր: Նույնիսկ նայելով այս չորս պատկերներին ՝ տեսողականորեն կարող եք տեսնել, թե ինչպես են առաջին երկու ամսաթվերը ունեն նմանատիպ առանձնահատկություններ, իսկ վերջին երկու ամսաթվերը ունեն նմանատիպ առանձնահատկություններ, բայց կան հաստատուն փոփոխություններ, որոնք տեսանելի և փոփոխական են ՝ վաղ և ուշ պատկերների հավաքածուների միջև: Այլ կերպ ասած, M87- ի սև անցքից ճառագայթման առանձնահատկությունները իսկապես փոխվում են ժամանակի հետ:

Մեր գալակտիկայի գերհագեցած սև անցքը ականատես է եղել մի քանի աներևակայելի պայծառ բռնկման, բայց ոչ մեկը այնքան պայծառ կամ երկարատև չէր, որքան XJ1500 + 0134: Այս և շատ այլ նման իրադարձությունների շնորհիվ, մեծ թվով Chandra տվյալներ ՝ 19 տարվա ընթացքում, առկա են գալակտիկական կենտրոնից: Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտարանը վերջապես թույլ կտա մեզ հետաքննել դրանց ծագումը (NASA / CXC / STANFORD / I. ZHURAVLEVA ET AL.)

7. Event Horizon աստղադիտակը հետագայում կբացահայտի սև խոռոչի բռնկումների ֆիզիկական ծագումը: Մենք տեսանք, և՛ ռենտգենյան, և՛ ռադիոյով, մեր սեփական Կաթնային ճանապարհի կենտրոնում գտնվող սև անցքը արտանետում է ճառագայթման անցողիկ պոռթկումներ: Չնայած նրան, որ թողարկված առաջին պատկերը M87- ի ծայրահեղ սև անցքից էր, մեր գալակտիկայի մեկը `Աղեղնավոր A * - ը կլինի նույնքան մեծ, բայց կփոխվի շատ ավելի արագ ժամանակների վրա:

Ավելի քան 6,5 միլիարդ արևային զանգված, Աղեղնավոր Ա * -ի զանգվածը կազմում է ընդամենը 4 միլիոն արևային զանգված. 0.06% -ը նույնքան մեծ: Դա նշանակում է, որ փոխանակ մոտ մեկ օրվա ժամային սանդղակի վրա, մենք շուրջ մեկ րոպեի ժամկետում փոփոխականություն ենք նայում: Դրա հատկությունները արագորեն կզարգանան, և երբ բռնկում է առաջանում, նա պետք է կարողանա բացահայտել, թե որն է այդ բռնկումների բնույթը:

Ինչպե՞ս են բռնկումները կապված այն ռադիոյի առանձնահատկությունների ջերմաստիճանի և լուսավորության հետ, որոնք մենք կարող ենք տեսնել: Արդյո՞ք տեղի են ունենում մագնիսական միացման իրադարձություններ, որոնք նման են մեր Արևի միջանցքի զանգվածային արտանետումների: Ինչ-որ բան կտրվում է միմյանցից հոսող նյութերից: Աղեղնավոր A *- ը ամեն օր բռնկվում է, այնպես որ մենք կկարողանանք հետևել այս իրադարձությունների հետ կապված ազդանշաններին: Եթե ​​մեր սիմուլյացիաներն ու դիտարկումները նույնքան լավն են, որքան դրանք M87- ի համար, և դրանք պետք է լինեն, մենք կկարողանանք որոշել, թե ինչն է մղում այս իրադարձությունները, և գուցե նույնիսկ իմանանք, թե ինչն է ընկնում սև խոռոչի մեջ դրանք ստեղծելու համար:

Այս նկարչի տպավորությունը պատկերում է սև խոռոչի շրջակայքը `ցույց տալով գերհագեցած պլազմայի և ռելատիվիստական ​​ինքնաթիռի կուտակման սկավառակ: Մենք դեռ չենք որոշել ՝ սև անցքերն ունեն իրենց մագնիսական դաշտը ՝ անկախ նրանից դուրս գտնվող նյութից: (NICOLLE R. FULLER / NSF)

8. Բևեռացման տվյալները գալիս են, և պարզվելու է ՝ սև խոռոչները ունենա մագնիսական դաշտ: Չնայած մենք բոլորս, անշուշտ, վայելում ենք սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնի առաջին պատկերը, կարևոր է գնահատել, որ իր ճանապարհին լրիվ նոր պատկեր է. Պատկեր, որը ներկայացնում է սև անցքից եկող լույսի բևեռացումը: Լույսի էլեկտրամագնիսական բնույթի պատճառով դրա փոխազդեցությունը մագնիսական դաշտի հետ կուղարկի դրա վրա բևեռացման հատուկ ստորագրություն, ինչը մեզ հնարավորություն կտա վերակառուցել սև խոռոչի մագնիսական դաշտը, ինչպես նաև այն, թե ինչպես է այդ դաշտը փոխվում ժամանակի հետ:

Մենք գիտենք, որ իրադարձության հորիզոնից դուրս գտնվող հարցը, քանի որ այն հիմնված է լիցքավորված մասնիկների շարժման վրա (էլեկտրոնների նման), կստեղծի իր մագնիսական դաշտը: Մոդելները նշում են, որ դաշտային գծերը կարող են կամ մնալ մնացորդային հոսքերի մեջ կամ անցնել իրադարձությունների հորիզոնին, ինչի արդյունքում սև անցքը խարսխում է դրանք: Այս մագնիսական դաշտերի, սև անցքերի կուտակման և աճի և դրանց արտանետվող ինքնաթիռների միջև կապ կա: Առանց դաշտերի, միջոցներ այլևս հնարավոր չեն լինի, որ կուտակման հոսքերում գտնվող նյութը կորցնի անկյունային թափ և ընկնի իրադարձությունների հորիզոնում:

Բևեռացման տվյալները ՝ բևեռաչափական պատկերապատման ուժի միջոցով, դա մեզ կասեն: Մենք արդեն ունենք տվյալները. մենք պարզապես պետք է կատարենք ամբողջական վերլուծությունը:

Գալակտիկայի կենտրոններում գոյություն ունեն աստղեր, գազ, փոշի և (ինչպես մենք այժմ գիտենք) սև խոռոչներ, որոնք բոլորը ուղեծրում են և փոխազդում գալակտիկայի կենտրոնական գերտերության ներկայության հետ: Այստեղի զանգվածները ոչ միայն արձագանքում են կոր տարածությանը, այլև իրենք են ինքնուրույն կորացնում տարածությունը: Սա պետք է հանգեցնի կենտրոնական սև անցքերի խոցմանը, ինչը իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի ապագա վերազինումը կարող է մեզ հնարավորություն տալ տեսնել: (ESO / MPE / MARC SCHARTMANN)

9. Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի գործիքավորումը կբացահայտի գալակտիկական կենտրոնների մոտ լրացուցիչ սև անցքերի առկայությունը: Երբ մոլորակը ուղեծրով շրջում է Արևը, դա միայն այն պատճառով է, որ Արեգակը մագնիտուդ է կատարում մոլորակի վրա: Փոխարենը, կա հավասար և հակառակ արձագանք. Մոլորակը հետ է քաշվում Արևից: Նմանապես, երբ օբյեկտը սև անցք է պտտվում, այն ինքնին սև խոռոչի վրա կատարում է գրավիտացիոն ձգում: Գալակտիկայի կենտրոնների մոտ զանգվածների մի ամբողջ զանգվածով, և, տեսականորեն, շատ փոքր, չտեսնված սև անցքեր նույնպես առկա են, կենտրոնական սև անցքը պետք է ունենա Brownie- ի շարժման նման շիթ:

Այս չափման կատարման դժվարությունն այսօր այն է, որ ձեզ հարկավոր է հղման կետ `ձեր դիրքը ստուգելու համար` կապված սև խոռոչի գտնվելու վայրի հետ: Դա չափելու տեխնիկան ներառում է նայում ձեր տրամաչափիչին, ապա ձեր աղբյուրին, ապա ձեր տրամաչափիչին, ապա ձեր աղբյուրին և այլն: Դա պահանջում է շատ արագ հեռվից նայում, այնուհետև վերադառնալ ձեր նպատակին: Դժբախտաբար, մթնոլորտը այնքան արագ փոխվում է, 1-ից 10 վայրկյան ժամանակահատվածների միջև, որ ժամանակ չունեք նայելու և այնուհետև վերադառնալու ձեր թիրախը: Դա հնարավոր չէ անել այսօրվա տեխնոլոգիայով:

Բայց սա այն ոլորտ է, որտեղ տեխնոլոգիան արագորեն բարելավվում է: «Իրադարձությունների հորիզոն» աստղադիտակի համագործակցության գործածած գործիքները ակնկալում են արդիականացում, և հնարավոր է ՝ մինչև 2020-ականների կեսերը հասնեն անհրաժեշտ արագության: Այս հանելուկը կարող է լուծվել մինչև հաջորդ տասնամյակի վերջ, բոլորը `գործիքավորումների բարելավման շնորհիվ:

Chandra Deep Field- ի հարավում գտնվող 7 միլիոն երկրորդ ցուցադրության քարտեզ: Այս տարածաշրջանը ցույց է տալիս հարյուրավոր գերհիասքանչ սև անցքեր, որոնցից յուրաքանչյուրը գալակտիկայում ՝ մեր երկրներից շատ հեռու: GOODS-South դաշտը ՝ Hubble նախագիծ, ընտրվեց կենտրոնանալու այս բնօրինակ պատկերի վրա: Նորացված իրադարձության «Հորիզոն» աստղադիտակը կարող է նաև տեսնել հարյուրավոր սև անցքեր: (NASA / CXC / B.. LUO ET AL., 2017, APJS, 228, 2)

10. Վերջապես, Event Horizon աստղադիտակը, ի վերջո, կարող է տեսնել հարյուրավոր սև անցքեր: Սև խոռոչը լուծելու համար ձեզ հարկավոր է ձեր աստղադիտակի զանգվածի լուծիչ ուժը `ավելի լավ (այսինքն` ավելի բարձր լուծում ունենալ), քան ձեր դիտած օբյեկտի չափը: Ընթացիկ իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի համար Տիեզերքում միայն երեք հայտնի սև անցքեր ունեն բավականաչափ մեծ տրամագիծ ՝ Աղեղնավոր Ա *, կենտրոն M87, և կենտրոն (ռադիո-հանգիստ) գալակտիկայի NGC 1277:

Բայց մենք կարող էինք մեծացնել Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի հզորությունը Երկրի չափից այն կողմ ՝ աստղադիտակները ուղեծրով գործարկելով: Տեսականորեն, սա արդեն տեխնիկապես իրագործելի է: Իրականում դա անում է ռուսական Spekt-R (կամ RadioAstron) առաքելությունը: Երկրագնդի շուրջ ուղեծրով ռադիո աստղադիտակների միջոցով տիեզերանավերի մի շարք հնարավորություն կտան շատ ավելի լավ լուծում տալ այն, ինչ ունենք այսօր: Եթե ​​մենք մեր ելակետը ավելացնեինք 10 կամ 100 գործոնով, ապա մեր բանաձևը կավելանա նույն քանակով: Եվ, նմանապես, երբ մենք մեծացնում ենք մեր դիտումների հաճախականությունը, մենք նաև մեծացնում ենք մեր լուծելիությունը, ճիշտ այնպես, ինչպես ավելի բարձր հաճախականությամբ լույսի ավելի ալիքային երկարություններ կարող են տեղավորվել նույն տրամագծով աստղադիտակի միջոցով:

Այս բարելավումներով ՝ ընդամենը 2 կամ 3 գալակտիկայի փոխարեն, մենք կարող էինք սև խոռոչներ բացահայտել դրանց հարյուրավոր մասերում, կամ միգուցե և ավելին: Քանի որ տվյալների փոխանցման տեմպերը շարունակում են աճել, հնարավոր է արագ downlinking, այնպես որ մենք ֆիզիկապես կարիք չենք ունենա տվյալների վերադարձնել մեկ վայր: Սև անցքերի պատկերապատման ապագան պայծառ է:

Կարևոր է գիտակցել, որ մենք բացարձակապես չէինք կարողանա դա անել առանց գիտնականների գլոբալ, միջազգային ցանցի և համատեղ աշխատող սարքավորումների: Դուք կարող եք ավելին իմանալ այն մանրամասն պատմության մասին, թե ինչպես է ստեղծվել այս տպավորիչ նվաճումը, ինչպես ասված է Սմիթսոնյան վավերագրական ֆիլմում, որն առաջին անգամ կմեկնարկի այս ուրբաթ, ապրիլի 12-ին:

Շատերն արդեն շահարկում են, չնայած այս տարվա համար շատ ուշ է, որ այս հայտնագործությունը կարող է հանգեցնել, որ ֆիզիկայի ոլորտում Նոբելյան մրցանակ շնորհվի մինչև 2020 թվականը: Եթե դա տեղի ունենար, ապա նրանց համար, ովքեր կարող էին մրցանակ ստանձնել, ներառում են.

  • Shep Doeleman- ը, որը հիմնադրեց, հիմնադրեց և ղեկավարեց այս նախագիծը,
  • Հայնո Ֆալկեն, ով գրել է սեմինարի թուղթը, մանրամասնելով, թե ինչպես է VLBI տեխնիկան, որն օգտագործում է Event Horizon աստղադիտակը, կարող է պատկերացնել իրադարձությունների հորիզոն,
  • Ռոյ Քերը, որի ընդհանուր հարաբերականության մեջ պտտվող սև խոռոչի լուծումը հիմք է հանդիսանում այսօր յուրաքանչյուր սիմուլյացիայում օգտագործվող մանրամասների համար,
  • Ժան-Պիեռ Լումինեթը, ով առաջին անգամ նմանեցրեց, թե ինչպիսին կլինի սև խոռոչի պատկերը 1970-ականներին, նույնիսկ առաջարկելով M87- ն որպես հավանական թիրախ,
  • and Avery Broderick- ը, որը որոշ կարևորագույն ներդրում է կատարել հավաքման հոսքերը մոդելավորելու համար, հոսում է սև անցքերի շուրջը:
Այս դիագրամը ցույց է տալիս բոլոր այն աստղադիտակների և աստղադիտակների զանգվածների գտնվելու վայրը, որոնք օգտագործվել են M87- ի 2017-ի իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի դիտումներում: Միայն Հարավային բևեռային աստղադիտակը չկարողացավ պատկերել M87- ը, քանի որ այն գտնվում է Երկրի սխալ մասի վրա `երբևէ դիտելու այդ գալակտիկայի կենտրոնը: (NRAO)

Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի պատմությունը բարձր ռիսկային, բարձր վարձատրվող գիտության ուշագրավ օրինակ է: 2009-ի դեկադալային վերանայման ընթացքում նրանց հավակնոտ առաջարկությունը հայտարարեց, որ մինչև 2010-ի վերջը սև խոռոչի պատկեր կլինի: Մեկ տասնամյակ անց մենք իրականում ունենք այն: Դա անհավատալի նվաճում է:

Այն ապավինում էր հաշվարկային առաջխաղացումներին, ռադիո աստղադիտակների կոլեկտիվի կառուցմանը և ինտեգրմանը, միջազգային հանրության համագործակցությանը: Ատոմային ժամացույցները, նոր համակարգիչները, փոխկապակցիչները, որոնք կարող էին կապել տարբեր աստղադիտարաններ և շատ այլ նոր տեխնոլոգիաներ, անհրաժեշտ էր, որ դրանք տեղադրվեն կայաններից յուրաքանչյուրում: Ձեզ հարկավոր էր թույլտվություն ստանալ: Եվ ֆինանսավորում: Եվ փորձարկման ժամանակը: Եվ, դրանից ավելին, բոլոր տարբեր աստղադիտակների միաժամանակ դիտելու թույլտվություն:

Բայց այս ամենը պատահեց, և վայ, երբևէ մարեց դա: Մենք այժմ ապրում ենք սև խոռոչի աստղագիտության դարաշրջանում, և իրադարձությունների հորիզոնն այնտեղ է, որպեսզի պատկերացնենք և հասկանանք: Սա հենց սկիզբն է: Երբեք այդքան շատ բան չի ստացվել ՝ դիտարկելով մի շրջան, որտեղ ոչինչ, նույնիսկ լույս չի կարող փախչել:

Հեղինակը շնորհակալություն է հայտնում և ընդունում EHT- ի գիտնականներ Մայքլ Johոնսոնին և Շեպ Դոելմանը իրենց անհավատալի պատկերացումների և տեղեկատվական հարցազրույցների համար `սև խոռոչների, իրադարձությունների հորիզոնների և դրանց շրջապատող միջավայրի մասին սովորելու գիտության առաջին արդյունքների և ապագա հնարավորությունների վերաբերյալ:

Սկսվում է այն բանի հետ, որ Ֆորբսը այժմ գտնվում է Forbes- ում, իսկ Medium- ի վերահրատարակումը ՝ շնորհիվ մեր Patreon- ի կողմնակիցների: Ethan- ը հեղինակել է երկու գիրք ՝ «Beyond The Galaxy» և «Treknology». «The Star Trek Science» - ը «Tricords– ից մինչև Warp Drive»: