https://www.kamerabild.se/nyheter/vetenskap/vintergatans-svarta-hal-fotograferat-for-forsta-gangen
548834
Vetenskap
falskt
Vetenskap

Vintergatans svarta hål fångat på bild för första gången

Den första bilden av det supermassiva svarta hålet Sgr A* i centrum av vår galax Vintergatan.

Totalbetyg

Det supermassiva svarta hålet i Vintergatans centrum har nu fångats på bild – och blir därmed den andra bilden på ett svart hål som publicerats.

För ganska precis tre år sedan skrev vi om den första bilden som tagits på ljuset runt ett svart hål. Då lyckades forskare med bedriften attmed hjälp av teleskopklustret Event Horizon Telescope, EHT, lyckas fånga det som finns i ett svart håls omedelbara utkant på bild.

Nu har forskarna gjort det igen – men denna gång på ett svart hål som befinner sig i Vintergatans centrum – vår egna galax. Det objekt man koncentrerat sig på är Sagittarius A* (Sgr A*), och den gas som finns i dess omgivning runt 27 000 ljusår bort från oss. Bilden är ännu ett starkt bevis på att det faktiskt rör sig om dett svart hål.

 

Liksom observationerna för tre år sedan så har även dessa bilder utvecklat en vidare förståelse för hur processerna i Vintergatan fungerar och påverkar sin omgivning. Forskarna har nu även bilder på svarta hål med helt olika massa från två helt olika galaxtyper, men som ändå resulterar i liknande bilder.

– Vi överraskades av hur väl storleken på denna ring överensstämde med förutsägelsen från Einsteins allmänna relativitetsteori” säger Geoffrey Bower, forskare vid EHT-projektet vid Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica, Taipei.

Foto: ESO/José Francisco Salgado, EHT Collaboration
Placeringen av det svarta hålet på Vintergatan.

Byggde Event Horizon Telescope

Forskarna i det internationella samarbetet har tillsammans tagit fram teleskopet EHT som består av åtta radioteleskop här på jorden. Ihop bildar de motsvarigheten till ett teleskop lika stort som jorden, som samlar de in data från olika vinklar som sedan kan sättas samman till en komplett bild. Teleskopen tittade i detta fall på ett mycket smalt band av strålning från den materia som finns nära runtom det svarta hålet.

Den data som fångas har sedan synkroniserats från de olika teleskopen, på samma vis som man kan sätta skärpan rätt i ett spegelteleskop genom att placera speglarna exakt och koncentrera ljuset korrekt.

Bild: Hotaka Shiokawa/Event Horizon Telescope
Stillbild från datorsimulering över hur man innan beräknat att en bild på Sagittarius A skulle se ut med data från Event Horizon-teleskopet.

Och redan nu har vi fått ytterligare en fantastisk bild på en av alla de fantastiska skeenden som finns i vårt universum.

– Randregionerna i dessa två svarta hål av vitt skilda massor i helt olika galaxer är anmärkningsvärt lika varandra. Detta säger oss att relativitetsteorin styr dessa objekts utseende på nära håll, och att alla olikheter på större avstånd måste bero på skillnader i det material som omger de svarta hålen, säger Sera Markoff som är ordförande vid EHT Science Council och professor i teoretisk astrofysik vid Amsterdams universitet i Nederländerna.

Fångar händelsehorisonten

Det vi kan se på bilden är alltså den strålning som ligger närmast det svarta hålet Sagittarius A*, i Vintergatans centrum. Det är också därför namnet på teleskopet är "Event Horizon", eller "Händelsehorisonten", eftersom det är namnet på den rumsliga gräns som finns kring ett svart hål för det ljus eller den strålning som kan observeras eftersom den precis undgår gravitationen. 

Illustration: Jean-Pierre Luminet
En handplottad grafisk bild av av astrofysikern Jean-Pierre Luminet från 1978.

Grafik: KS Thorne/Caltech/Classical and Quantum Gravity
I en matematisk simulering av hur ljuset runt ett svart hål beter sig har den teoretiske fysikern Kip Thorne beräknat fram den mest "vetenskapligt korrekta" avbildningen av hur ett svart hål skulle se ut om man tittade på det.

Har gjort simuleringar

Strålningen kring händelsehorisonten böjs av det svarta hålets gravitation, vilket påverar bilden av hur siluetten av det svarta hålet ser ut, något som är svårt att veta exakt men som innan kunnat visualiserats genom matematiska beräkningar.

Redan 1978 fick vi en försmak för hur en sådan visualisering skulle kunna se ut, genom Jean-Pierre Luminets arbete med att processa data i en simulering från 60-talet på en IBM 7040-dator med hålkort. Datapunkterna plottade han själv ut på ett papper som gav en svartvit bild av hur det skulle kunna se ut.

Men den senaste mest detaljerade och korrekta visuella bilden av hur ett svart håls omgivning skulle kunna se ut har gjorts av den teoretiske fysikern Kip Thorne. Genom matematiska modeller för hur ljuset rör sig i tid och rum kunde bilden avslöja att ljuset böjer sig så mycket att en sekundär bild av ljus från hålets baksida visar sig.

Foto: KS THORNE/Paramount Pictures
I filmen Interstellar har man använt sig av Thornes beräkningar för att visualisera det svarta hålet "Gargantua".

Under 2014 fick den allmäna massan se en förfinad version av Thrones matematiska beräkningar på ett svart hål i Christopher Nolans film "Interstellar". Filmen prisades för att vara vetenskapligt korrekt i sitt innehåll – med de teorier vi känner till idag – något som i grunden också avspeglade sig i presentationen av det svarta hålet "Gargantua". Däremot har man i filmen valt att förenkla bilden för att göra den både mindre förvirrande och snyggare – bland annat är Gargantula mer symmetrisk och mer ljusintensiv än Thornes beräknade bild.

FOTO: EVENT HORIZON TELESCOPE COLLABORATION
Bilden från 2019 på det svarta hålet lokaliserat i mitten av den gigantiska elliptiska galaxen M87 i Virgohopen i stjärnbilden Jungfrun, som befinner sig 55 miljoner ljusår från oss.

Visualiserar med modeller

Enligt teamet på 200 forskare som arbetat med EHT har man med projektet velat försöka besvara två frågor. För det första om det ens går att fotografera ett svart hål, och för det andra om Einsten hade rätt för hundra år sedan kring ett svart håls storlek, form och skugga.

Med den forskningsdata man fick in inför den första bilden från 2019 – hela 5 petabyte (5 000 terabyte) – blev informationsmängden så stor att inte ens internet räckte till för att överföra informationen tillräckligt snabbt. Man fick få lagra informationen på hårddiskar som flögs till den superdator som sedan gjort alla beräkningar och matematiska korrigeringar. 

 

På vår avdelning www.kamerabild.se/rymdfoto kan du läsa fler artiklar om foto och rymden.

167315513313063_2385233868187872