Event Horizon Telescope projektis osalejad, suur võrk Raadioteleskoobid näitasid esimest korda reaalset pilti musta augu varjust - Messier 87 (M87) galaktikas Neitsi tähtkujus.

Korraga toimus üle maailma kuus suurt pressikonverentsi, kus astrofüüsikud raporteerisid rahvusvahelise projekti tulemustest.

Üks projekti eestvedajatest Luciano Rezzol märkis, et tekkiv pilt kinnitab sündmuse horisondi olemasolu ehk õigsust. üldine teooria Albert Einsteini relatiivsusteooria.

Teadlased ühendasid kaheksa planeedi eri osades asuva pikalainelise raadioteleskoobi võimsuse üheks suureks raadioteleskoop-interferomeetriks, kuna sellisteks vaatlusteks sobib kõige paremini raadioteleskoopide võrk. Raadioteleskoobid asuvad eelkõige Prantsusmaal, Tšiilis, Hawaii saarel ja lõunapoolusel. Sündmushorisondi teleskoop on oma nime saanud musta auku ümbritseva aegruumi piiri järgi, mis on nn tagasipöördumispunkt.

Kuhu teleskoop vaatas?

Iga galaktika keskmes asuvate ülimassiivsete mustade aukude läheduse uurimiseks suunasid teadlased raadioteleskoopide võrgu kahele objektile – Sagittarius A*, kompaktsele ja eredale raadiokiirguse allikale, mis asub meie Linnutee galaktika keskmes kaugel. Maast umbes 26 tuhande valgusaasta kaugusel ja veel ühes mustas augus - elliptilise galaktika Messier 87 (M87) keskel Neitsi tähtkujus, see asub Maast 55 miljoni valgusaasta kaugusel. M87 galaktika must auk on umbes 6,5 miljardit korda raskem kui Päike ja tuhat korda raskem kui Sagittarius A*.

Pidevad vaatlused jätkusid 2017. aasta aprillis 10 päeva. Iga teleskoop kogus 500 TB teavet. Teadlastel kulus saadud andmete dešifreerimiseks ja analüüsimiseks kaks aastat. Vaatlustulemuste uurimisel kasutasid teadlased Heistacki observatooriumi (Massachusettsi Tehnoloogiainstituut, USA) ja Bonnis (Saksamaa) Max Plancki raadioastronoomia instituudi superarvuteid.

Populaarkultuuri kuulsaim musta augu kujutis on Gargantua kujutis filmis Interstellar. Ameerika astrofüüsik Kip Thorne, kes sai Nobeli preemia gravitatsioonilainete avastamiseks. Filmis on pilt täis detaile ja optilisi efekte.

Arvatakse, et must auk on nii tugeva gravitatsiooniga objekt, et isegi valgus ei suuda temast lõpmatusse kaugusse liikuda ja ükski keha ei pääse mustast august välja. Selliste objektide kontseptsioon on seotud tänapäevase gravitatsioonikäsitusega, Einsteini üldise relatiivsusteooriaga ja gravitatsiooni kujutamisega aegruumi kõveruse kaudu.

Mida astrofüüsikud teada tahtsid

Eeldati, et koostöö teleskoobid aitavad teil näha musta augu varju. Mõõtmised testivad üldist relatiivsusteooriat ja annavad täiendavaid tõendeid mustade aukude olemasolu kohta. Mustad augud jäävad hüpoteetilisteks objektideks, kuid astronoomid ei kahtle nende olemasolus. Juba kätte saadud suur hulk kaudsed tõendid nende olemasolu kohta, alates lähedaste binaarsüsteemide vaatlustest kuni gravitatsioonilaineteni. Esimese teaduslikult põhjendatud pildi mustast august sai prantsuse astrofüüsik Jean-Pierre Luminet 1979. aastal.

Otseseid mustade aukude vaatlusi pole aga siiani olnud – mustad augud on väikesed, kuid samas väga kaugel.

Teadlased soovisid ka välja selgitada, miks mõned mustad augud on kolossaalsete kiirgusallikate – kvasarite – keskused, samas kui teised, sealhulgas Ambur A*, käituvad vaikselt. Lisaks aitavad üksikasjalikud vaatlused testida eksootilisi hüpoteese, näiteks ussiaugu hüpoteese.

Mustad augud on ainsad kosmilised kehad, mis on võimelised gravitatsiooni abil valgust ligi tõmbama. Need on ka universumi suurimad objektid. Tõenäoliselt ei saa me niipea teada, mis nende sündmuste horisondi (tuntud kui „punkti, kust tagasipöördumine pole”) lähedal toimub. Need on meie maailma kõige salapärasemad paigad, millest hoolimata aastakümneid kestnud uurimistööst teatakse veel väga vähe. See artikkel sisaldab 10 fakti, mida võib nimetada kõige intrigeerivamaks.

1 Mustad augud ei ime ainet endasse

Paljud inimesed kujutavad musta auku ette kui "kosmosetolmuimejat", mis tõmbab ümbritsevasse ruumi. Tegelikult on mustad augud tavalised kosmoseobjektid, millel on erakordselt tugev gravitatsiooniväli.

Kui Päikese asemele tekiks sama suur must auk, siis Maad sisse ei tõmbaks, see pöörleks samal orbiidil nagu praegu. Mustade aukude kõrval asuvad tähed kaotavad osa oma massist tähetuule näol (seda juhtub iga tähe olemasolu ajal) ja mustad augud neelavad ainult seda ainet.

2 Mustade aukude olemasolu ennustas Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild oli esimene, kes kasutas Einsteini üldist relatiivsusteooriat, et tõestada "punkti, kust tagasiteed ei ole". Einstein ise ei mõelnud mustadele aukudele, kuigi tema teooria ennustab nende olemasolu.

Schwarzschild tegi oma ettepaneku 1915. aastal, vahetult pärast seda, kui Einstein avaldas oma üldise relatiivsusteooria. Sel ajal tekkis termin "Schwarzschildi raadius" - see on väärtus, mis näitab, kui palju peaksite objekti kokku suruma, et see muutuks mustaks auguks.

Teoreetiliselt võib kõigest saada must auk, kui seda piisavalt kokku suruda. Mida tihedam on objekt, seda tugevama gravitatsioonivälja see loob. Näiteks muutuks Maa mustaks auguks, kui sellel oleks maapähkli suuruse objekti mass.

3 mustad augud võivad sünnitada uusi universumeid

Mõte, et mustad augud võivad sünnitada uusi universumeid, tundub absurdne (seda enam, et me pole siiani kindlad teiste universumite olemasolus). Sellegipoolest arendavad teadlased selliseid teooriaid aktiivselt.

Ühe sellise teooria väga lihtsustatud versioon on järgmine. Meie maailmas on ainult soodsad tingimused et selles ilmuks elu. Kui mõni füüsikaline konstant muutuks kasvõi natukenegi, ei oleks me selles maailmas. Mustade aukude singulaarsus alistab tavalised füüsikaseadused ja võib (vähemalt teoreetiliselt) tekitada uue universumi, mis erineb meie omast.

4 musta auku võivad muuta teid (ja kõike) spagettideks

Mustad augud venitavad nende läheduses olevaid objekte. Need objektid hakkavad meenutama spagette (seal on isegi spetsiaalne termin - "spagettimine").

See juhtub gravitatsiooni toimimise tõttu. Hetkel on su jalad Maa keskpunktile lähemal kui pea, seega tõmbavad need tugevamini ligi. Musta augu pinnal hakkab gravitatsiooni erinevus teile vastu töötama. Jalad tõmbavad üha kiiremini musta augu keskmesse, nii et keha ülemine pool ei suuda nendega sammu pidada. Tulemus: spagetatsioon!

5 Mustad augud aurustuvad aja jooksul

Mustad augud mitte ainult ei neela tähetuult, vaid ka aurustuvad. See nähtus avastati 1974. aastal ja seda nimetati Hawkingi kiirguseks (avastuse teinud Stephen Hawkingi järgi).

Aja jooksul võib must auk vabastada kogu oma massi ümbritsevasse ruumi koos selle kiirgusega ja kaduda.

6 Mustad augud aeglustavad aega nende läheduses

Sündmushorisondile lähenedes aeg aeglustub. Et mõista, miks see juhtub, peame vaatama "kaksikparadoksi" - mõtteeksperimenti, mida sageli kasutatakse Einsteini üldrelatiivsusteooria aluspõhimõtete illustreerimiseks.

Üks kaksikvendadest jääb Maale ja teine ​​lendab kosmosereisile, liikudes valguse kiirusel. Maale naastes avastab kaksik, et tema vend on temast rohkem vananenud, kuna aeg liigub valguse kiirusel liikudes aeglasemalt.

Kui lähenete musta augu sündmuste horisondile, liigute sellise kiirusega suur kiirus see aeg aeglustub teie jaoks.

7 Mustad augud on kõige arenenumad energiasüsteemid

Mustad augud toodavad energiat paremini kui Päike ja teised tähed. See on tingitud nende ümber tiirlevast ainest. Tohutu kiirusega sündmuste horisonti ületades kuumeneb musta augu orbiidil olev aine ülikõrgeks temperatuuriks. Seda nimetatakse musta keha kiirguseks.

Võrdluseks – tuumasüntees muudab 0,7% ainest energiaks. Musta augu lähedal muutub 10% ainest energiaks!

8 Mustad augud painutavad ruumi nende ümber

Ruumi võib mõelda kui venitatud kummist plaati, millele on joonistatud jooned. Kui panete kirjele objekti, muudab see oma kuju. Mustad augud töötavad samamoodi. Nende äärmuslik mass tõmbab ligi kõike, ka valgust (mille kiiri võiks analoogia jätkamiseks nimetada joonteks taldrikul).

9 Mustad augud piiravad tähtede arvu universumis

Tähed tekivad gaasipilvedest. Tähtede tekkeks peab pilv jahtuma.

Mustade kehade kiirgus takistab gaasipilvede jahtumist ja tähtede ilmumist.

10 Teoreetiliselt võib igast objektist saada must auk

Ainus erinevus meie päikese ja musta augu vahel on gravitatsioonijõud. Musta augu keskel on see palju tugevam kui tähe keskel. Kui meie Päike surutaks kokku umbes viiekilomeetrise läbimõõduga, võib see olla must auk.

Teoreetiliselt võib kõigest saada must auk. Praktikas teame, et mustad augud tekivad ainult tohutute tähtede kokkuvarisemise tagajärjel, mille mass ületab Päikese 20-30 korda.