remix från bild med tillstånd CC-BY-SA ESO (via Wikimedia Commons)

Svart hålfotografi

Eller hur man gör ett teleskop så stort som världen

Detta är det. Den första bilden som någonsin har tagits av något svart hål.

Och kanske ser det inte spektakulärt ut i början, men tänk på detta: inte bara är detta svarta hål cirka 55 miljoner ljusår bort från oss, utan svarta hål är osynliga av sin natur! (Detta beror på att deras gravitationella drag är så stark att inte ens ljus kan undkomma dem.)

Därför trodde astronomer under många år att en bild av ett svart hål skulle vara omöjligt att få.

De hade fel.

I teorin kan vi inte ta en bild av ett svart hål eftersom det helt enkelt inte är möjligt att ta en bild av något som inte avger eller reflekterar ljus.

Men titta närmare. Det du ser på bilden är inte det svarta hålet i sig, utan en skiva runt den. Du ser svart utrymme, en ring av eld och sedan mer svart inuti.

Det är det svarta hålet.

På den här bilden är det svarta hålet inte synligt - och borde inte vara det om våra fysiska lagar är korrekta.

Själva ringen existerar på grund av ett fenomen där en stjärna kommer för nära det svarta hålet och sugs in i den.

På grund av den enorma mängden gravitationskraft som utövas av det svarta hålet, dras stjärnan in tills allt som återstår är ringen. Ringen kallas ackretionsskivan och det är den mest uppenbara delen av den bild som tagits.

Men det kommer inte att vara kvar för alltid: det svarta hålet fortsätter att utöva sitt drag, och efter en tid kommer denna ring också att ätas upp.

Berättelsen börjar med ett litet team av innovatörer och slutar med ett teleskop som är till skillnad från något som världen någonsin har sett.

Även om det har skett stora framsteg inom teleskoptekniken den senaste tiden, finns det inget enda teleskop på jorden som kan ta en bild av ett svart hål. De är bara för små för att göra det!

I teorin, för att ha den typen av upplösning, skulle du behöva ett teleskop på planeten Jorden, och det är uppenbarligen inte möjligt. För att lösa detta problem stötte de på en idé som verkligen var innovativ: om ett teleskop inte kunde göra jobbet, kanske många skulle göra det.

Det visar sig att de hade rätt.

Teamet använde ett globalt nätverk av rätter för att simulera ett teleskop av denna storlek. Tolv radioteleskop stationerade på olika punkter över hela världen hölls synkroniserade med kraftfulla atomklockor. Varje teleskop samlade in och spelade in radiovågor som kommer från nära det svarta hålet. Dessa data kombinerades sedan med hjälp av superdatorer för att skapa bilden av det svarta hålet.

Detta program omfattade stöd från många länder och fick namnet Event Horizon Telescope eller EHT.

Detta svarta hål är faktiskt det som kallas ett supermassivt svart hål som bor i mitten av Messier 87-galaxen. Det är ungefär 7 miljarder gånger så massivt som vår sol. Det är kolossalt jämfört med andra supermassiva svarta hål.

Den viktigaste delen av detta foto är där det inte finns något ljus, den mörka cirkeln i mitten som mäter cirka 25 miljarder miles över. Det är det faktiska svarta hålet.

Och i utkanten är den plats som kallas händelseshorisonten, punkten för ingen återkomst. När du har korsat händelseshorisonten är det svarta hålets tyngdkraft så stark att du inte kan fly. Inte du, inte det snabbaste rymdskeppet, inte ens det snabbaste i universum: ljus.

Många, många saker behövde vara rätt för att fånga denna bild, nog att den kan betraktas som ett mirakel. Ljuset reste under cirka 55 miljoner ljusår utan att absorberas av gas eller partikel. Endast en liten del av radiovågorna som träffar den yttre atmosfären hamnar faktiskt upp till ytan, eftersom de flesta av dem absorberas eller reflekteras. Och för att dessa vågor ska få EHT, måste vädret vara bra och tydligt vid vart och ett av de 12 teleskopna, inklusive det i Antarktis.

Detta är den första bilden av ett svart hål som någonsin tagits, men det är verkligen inte det sista.

Som efter denna första framgång har teamet av EHT-forskare börjat undersöka andra svarta hål i hopp om att ytterligare förstå våra svar på hålen.

Teamet har nu vänt jättekameran mot ytterligare ett svart hål med namnet Skytten A *. Detta svarta hål är det som finns i mitten av vår egen galax, Vintergatan. Vi tror att dess bilder kommer att släppas snart.

Med dessa bilder av svarta hål kan vi förstå mer om deras egenskaper och svara för närvarande obesvarade frågor som:

Varför är de närvarande i centrum av galaxerna? Varför kräver de massiva strömmar av subatomära partiklar ut i rymden? Hur påverkar de exakt tygrummet runt dem?

Och vilken effekt kan de en dag ha på oss?

Vill du skriva med oss? För att diversifiera vårt innehåll letar vi efter nya författare att skriva på Snipette. Det betyder dig! Blivande författare: vi hjälper dig att forma ditt stycke. Etablerade författare: Klicka här för att komma igång.

Har frågor? Låt oss diskutera dem nedan. Kom och säg hej!