Jak vyfotit černou díru? Potřebujete celou planetu a hodiny za neuvěřitelné peníze

Díky projektu Event Horizon Telescope (EHAT), který vytvořil pole osmi radioteleskopů z astronomických observatoří rozmístěných na různých místech na Zemi, vznikl v roce 2019 vůbec první snímek černé díry ležící v centru galaxie M87 asi 55 milionů světelných let od Země. Podařilo se tak prokázat existenci tajemného objektu, který dosud díky Einsteinově obecné teorii relativity z roku 1915 existoval jen teoreticky.

Snímek ukázal jasný prstenec polarizovaného světla s tmavým středem, který je fakticky stínem předpokládané černé díry, jež je zhruba 6,5miliardkrát masivnější než naše Slunce. Černé díry se nacházejí v centrech galaxií včetně naší Mléčné dráhy, aktivních galaktických jádrech, kvasarech i v centrech některých kulových hvězdokup.

Hodiny za dva miliony dolarů

Projekt Event Horizon Telescope zaznamenával data z několika observatoří po dobu pěti nocí s přesností na milióntinu milióntiny sekundy. Pro synchronizaci teleskopů utratil tým odborníků dva miliony dolarů za snad nejpřesnější hodiny na světě – švýcarský maser pracující s vodíkovým frekvenčním standardem. Podle tvůrců dokumentu Jak spatřit černou díru, který můžete vidět i na Prima ZOOM, mají takové hodiny odchylku 1 sekundu za přibližně 10 milionů let.

Jen díky tomu mohl EHAT fungovat jako jediný teleskop s ohniskovou vzdáleností danou velikostí Země. Vědci se přitom potýkali s mnoha dalšími proměnnými, jako bylo například počasí v různých místech pozorování. Svou roli ale hrál i přenos ohromného množství dat.

Horizont událostí

Vědci nyní pořizují další snímky černé díry a pokračují v analýze světla unikajícího z jejího dosahu. Polarizované světlo zachycené pomocí radioteleskopů v sobě totiž nese informace mimo jiné o mezihvězdném plynu nasávaném nesmírnou gravitací černé díry a může přispět k objasnění jejího vzniku a vývoje.

Ukazuje se, že plyn kolem supermasivní černé díry v galaxii M87 rotuje vysokou rychlostí ve směru pohybu hodinových ručiček. Při tom se rozžhaví na miliardy stupňů Celsia a právě díky tomu vzniká světlo, které mohou teleskopy zachytit.

Happy Black Hole Friday! This simulated black hole movie shows what scientists think an accreting supermassive black hole system would look like up close. Retweet at 100% discount this Black Hole Friday!
Simulation by A. Chael, M. Wielgus, D. Palumbo, M. Johnson and K. Bouman pic.twitter.com/VnyOmdj9WH

— Event Horizon 'Scope (@ehtelescope) November 26, 2021

Velmi aktivní je ale i sama černá díra – neustále se sytí hmotou, jež kolem ní vytváří zběsile rotující obří disk. Hranice, odkud pro jakoukoliv hmotu včetně světla není návratu a kde ztrácí jakýkoliv kontakt s okolním vesmírem a mizí uvnitř černé díry, vědci nazývají horizont událostí.

Objektů, u nichž existuje podezření, že jde o černé díry, už vědci identifikovali velké množství. Odhaduje se, že jen v Mléčné dráze bude deset milionů až jedna miliarda černých děr.

ZDROJ: Space.com: First image of a black hole gets a polarizing update that sheds light on magnetic fields