I decennier har forskare hävdat att Supermassive Black Holes (SMBH) är bosatta i mitten av större galaxer. Dessa verklighetsböjande punkter i rymden utövar ett mycket kraftfullt inflytande på alla saker som omger dem, konsumerar materia och spottar ut en enorm mängd energi. Men med tanke på deras natur har alla försök att studera dem begränsats till indirekta metoder.
Allt detta förändrades från och med onsdagen den 12 april 2017, då ett internationellt team av astronomer erhöll den första bilden av en Skytt A *. Med hjälp av en serie teleskoper från hela världen - gemensamt känd som Event Horizon Telescope (EHT) - kunde de visualisera den mystiska regionen runt detta jätte svarta hål från vilket materia och energi inte kan undkomma - dvs händelseshorisonten.
Detta är inte bara första gången som denna mystiska region runt ett svart hål har avbildats, det är också det mest extrema testet av Einsteins teorin om allmän relativitet som någonsin har försökt. Det representerar också kulminationen av EHT-projektet, som inrättades specifikt för att studera svarta hål direkt och förbättra vår förståelse för dem.
Sedan det började fånga uppgifter 2006 har EHT ägnats åt studiet av Sagitarrius A * eftersom det är det närmaste SMBH i det kända universum - som ligger cirka 25 000 ljusår från jorden. Specifikt hoppades forskare att avgöra om svarta hål omges av en cirkulär region från vilken materie och energi inte kan undkomma (vilket förutses av General Relativity), och hur de ansluter materien till sig själva.
Istället för att utgöra en enda anläggning, förlitar EHT sig på ett världsomspännande nätverk av radioastronomifaciliteter baserade på fyra kontinenter, som alla ägnas åt att studera en av de mest kraftfulla och mystiska krafterna i universum. Denna process, varvid radiodisker från stor rymd över hela världen är anslutna till ett virtuellt teleskop på jorden, kallas Very Long Baseline Interferometry (VLBI).
Som Michael Bremer - en astronom vid International Research Institute for Radio Astronomy (IRAM) och en projektledare för Event Horizon Telescope - sa i en intervju med AFP:
”I stället för att bygga ett teleskop så stort att det troligen skulle kollapsa under sin egen vikt, kombinerade vi åtta observatorier som bitarna i en jätte spegel. Detta gav oss ett så stort virtuellt teleskop som jorden - ungefär 10 000 kilometer är i diameter. ”
Allt sagt, nätverket innehåller instrument som Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) i Chile, Arizona Radio Observatory Submillimeter Telescope, IRAM 30-meters teleskop i Spanien, Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano i Mexiko, South Pole Telescope i Antarktis och James Clerk Maxwell Telescope och Submillimeter Array på Mauna Kea, Hawaii.
Med dessa matriser är EHT-radionätverket det enda som är tillräckligt kraftfullt för att upptäcka det ljus som släpps ut när ett objekt skulle försvinna i Skytten A *. Och från sex nätter - från onsdag den 5 april till tisdagen den 11 april - utbildades alla dess matriser i centrum av vår Vintergata för att göra just det. I slutet av körningen tillkännagav det internationella laget att de hade tagit den första bilden av en händelsehorisont någonsin.
I slutändan samlades cirka 500 terabyte data. Dessa data överförs nu till MIT Haystack Observatory i Massachusetts, där de kommer att behandlas av superdatorer och förvandlas till en bild. "För första gången i vår historia har vi den tekniska kapaciteten att observera svarta hål i detalj," sade Bremer. ”Bilderna kommer att dyka upp när vi kombinerar all data. Men vi kommer att behöva vänta flera månader på resultatet. "
En del av orsaken till väntan är det faktum att de inspelade uppgifterna som erhållits av South Pole Telescope endast kan samlas in när våren börjar i Antarktis - vilket inte kommer att ske först i oktober 2017. Som sådant kommer det inte att vara förrän 2018 innan allmänheten får hålla ögonen på skuggregionen som omger Skytten A *, och det förväntas inte att den första bilden kommer att vara helt klar.
Som Heino Falcke - en astronom från Radbound University som nu är ordförande för Scientific Council of EHT (och var den som föreslog detta experiment för tjugo år sedan) - förklarades i ett EHT-pressmeddelande innan observationen gjordes:
”Det är utmaningen att göra något, som aldrig har försökt tidigare. Det är början på en äventyrlig resa mot ett svart hål ... Men jag tror att vi behöver fler observationskampanjer och så småningom fler teleskop i nätverket för att göra en riktigt bra bild. ”
Trots väntan, och det faktum att upprepade försök kommer att behövas innan vi kan få vår första tydliga titt på ett svart hål, finns det fortfarande gott om anledning att fira under tiden. Inte bara var detta en första som var lång tid i att göra, utan det utgör också ett stort språng mot att förstå en av de mest kraftfulla och mystiska krafterna i naturen.
Givet tid kan studien av svarta hål göra det möjligt för oss att äntligen lösa hur tyngdkraften och de andra grundläggande krafterna i universum interagerar. Äntligen kommer vi att kunna förstå hela existensen som en enda enhetlig ekvation!
