Een van de drie telescopen om baanbrekende gegevens te verstrekken over een zwart gat in de verte, de James Clerk Maxwell-telescoop bevindt zich bovenop Mauna Kea in Hawaï. Foto door Nik Szymanek
Het point of no return is eindelijk ontdekt. Vijftig miljoen lichtjaar van de aarde, in het hart van het Messier 87-sterrenstelsel, een zwart gat dat zes miljard keer zo groot is als de zon, heeft wetenschappers de eerste meting gegeven van wat bekend staat als een 'evenementhorizon', het punt voorbij welke materie voor altijd verloren gaat aan het zwarte gat.
"Zodra objecten door de horizon van het evenement vallen, zijn ze voor altijd verloren", zegt Shep Doeleman, een onderzoeksmedewerker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en hoofdauteur van het artikel gepubliceerd in Science Express.
Zwarte gaten zijn de dichtste objecten in het universum. "Er is zo'n intense zwaartekracht daar dat het niet alleen materie is die de evenementhorizon kan passeren en in het zwarte gat kan worden gezogen, maar zelfs een foton van licht", zegt co-auteur Jonathan Weintroub, ook bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. “Er is een beetje een paradox in de bewering dat we een zwart gat hebben gemeten, omdat zwarte gaten zwart zijn. We meten licht, of in ons geval radiogolven ”van rond het zwarte gat, niet het zwarte gat zelf.
Het zwarte gat in kwestie is een van de twee grootste in de lucht, volgens een artikel uit september 2011 getiteld "De grootte van het jetlanceringsgebied in M87", waarin werd geschetst hoe metingen van de horizon van het evenement konden worden uitgevoerd.
Beschreven in het artikel, "Jet-Launching Structured opgelost near the Supermassive Black Hole in M87", zijn deze jets gemaakt van "relativistische deeltjes die zich kunnen uitstrekken over honderdduizenden lichtjaren, wat een belangrijk mechanisme biedt voor het herverdelen van materie en energie op grote schaal die de galactische evolutie beïnvloeden. ”Afbeelding door NASA en Hubble Heritage Team STScI / AURA
Behalve fantastisch, verbijsterend bizar, zijn zwarte gaten ook nuttige doelen voor studie, legt Weintroub uit, met name de tien procent die zogenaamde stralen vertoont, of lichtgevende uitbarstingen van materie die worden omgezet in energie naarmate massa's de horizon naderen. . Ondersteund door de algemene relativiteitstheorie van Einstein, zorgden deze jets voor de straling die het team van Weintroub nodig had om metingen te verrichten.
Met behulp van de gecombineerde gegevens van radiotelescopen in Hawaii, Arizona en Californië creëerden onderzoekers een 'virtuele' telescoop die 2000 keer meer details kon vastleggen dan de Hubble Space Telescope. Op dit detailniveau konden onderzoekers meten wat bekend staat als de 'binnenste stabiele cirkelvormige baan' van materie buiten het zwarte gat, evenals de horizon van de M87. Als de horizon van de gebeurtenis de deur in een zwart gat is, dan is de binnenste stabiele cirkelvormige baan als de veranda; voorbij dat punt zullen lichamen beginnen te spiraal in de richting van de horizon van de gebeurtenis.
"We hopen meer telescopen toe te voegen", zegt Weintroub. "Dat is echt wat we moeten doen om nieuwe beelden te maken en te begrijpen wat er aan de hand is aan de basis van de jet."
Ter verduidelijking van wat het team daadwerkelijk heeft gedaan, zegt Weintroub: "Ik heb koppen gezien die zeggen dat we een afbeelding van het zwarte gat hebben gemaakt - we hebben eigenlijk nergens een afbeelding van gemaakt en als we een afbeelding hebben gemaakt, het zou het stralingspatroon in de onmiddellijke omgeving van het zwarte gat zijn, omdat het zwarte gat zwart is. "
Hoewel het uiterlijk van zwarte gaten eenvoudig te beschrijven is (ze zijn zwart), wordt hun gedrag snel raar en dat is precies de sprankelende belofte die aan de horizon wacht.
"Zwarte gaten zijn interessant, " zegt Weintroub, "omdat een van de dingen die Einstein voorspelt met zijn algemene relativiteitstheorie is dat straling licht buigt." In werkelijkheid gaat Weintroub verder, Einstein stelde dat de zwaartekracht van massieve objecten (inclusief zwarte gaten) ) buigt in feite de ruimte waardoor licht reist.
Zoals Weintroub het stelt, "Zwaartekracht buigt het weefsel van de ruimte, en intense zwaartekracht buigt het weefsel van de ruimte intens."
Terwijl de virtuele telescoop zich uitbreidt naar andere locaties in Chili, Europa, Mexico, Groenland en de Zuidpool, zegt Weintroub dat ze binnen ongeveer vijf jaar steeds gedetailleerdere beelden kunnen maken. "Als we beginnen met het maken van beelden, " zegt hij, "zullen we kunnen zien of de straling die een zwart gat toelaat wel of niet" lenzen "is, of gebogen, zoals Einstein voorspelde.
Ondertussen, hier in de Melkweg, zijn dingen even opwindend om verschillende redenen. Hoewel het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg is wat Weintroub 'stil' noemt en een jet mist, ontdekten onderzoekers van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in september een gaswolk met planeetvormende mogelijkheden op weg naar het zwarte gat van de Melkweg.
