صورة الثقب الأسود المستحيل

صورة ثقب أسود ضخم في مركز مجرة ​​M87.

مقالتي السابقة وصفنا أنواع الصور التي يمكننا تلقيها من التلسكوب الفضائي. يحل النجم في صورة بالكاد تبلغ مساحتها 11 بكسل مربعًا. ولكن ماذا عن الصور مثل ما سبق؟ هذه هي الصورة الشهيرة لثقب أسود هائل في مركز مجرة ​​M87 على بعد 53.49 مليون سنة ضوئية.

فهل في السماء أكبر من Trappist A. إجابة قصيرة لا. الحصول على صورة للثقب الأسود M87 يكافئ إيجاد حبة رمل واحدة على شاطئ في سان فرانسيسكو أثناء تواجدك في نيويورك.

يشبه حل صورة ثقب أسود العثور على حبة رمل واحدة في لوس أنجلوس إذا كنت واقفًا في نيويورك

للمقارنة ، يمتلك تلسكوب هابل سبيس قدرة حل قادرة على تصوير بطيخ كبير على نفس المسافة.

هذا بسبب الحد البدني للعدسات / المرايا. تتناسب كمية دقة وضوح الصورة التي يمكنك الحصول عليها من أي تلسكوب مع حجم العدسة التي تستخدمها على التلسكوب. يبلغ قطر العدسات الكبيرة مثل تلك الموجودة في هابل 7.8 قدمًا وتبقى ثابتة عند 70 درجة مئوية ، ويتم تلميعها في غضون 10 من نعومة النانومتر. يمكن أن تحتوي المراصد الأرضية على عدسات أكبر حجماً ، لكن عليها التعويض عن عدم وضوح الغلاف الجوي.

تلسكوب هابل الفضائي (أستطيع أن أرى منزلي من هنا!)

لسوء الحظ ، لن يعطينا أيًا من هذه الخيارات صورة بالدقة التي نحتاج إليها لرؤية ثقب أسود حقيقي. لذلك نحن بحاجة إلى التفكير أكبر.

هذا هو مربع كيلومتر مربع. دقة التلسكوبات الراديوية أعلى بكثير من التلسكوبات الفضائية حتى لو كانت موجات الراديو

Interferometry Array عبارة عن نوع من التلسكوب يستفيد من اختلاف الطور بالدقيقة بين موجات الضوء الواردة لتعزيز درجة الدقة. هكذا نرى المجرات البعيدة والكوازارات القديمة والثقوب السوداء الهائلة.

صفيف كبير جدًا (تمشيا مع الفكرة القائلة بأن علماء الفلك مروعون في تسمية الأشياء) هي تلسكوبات راديوية متصلة تتغلب على حدود الاستبانة المادية لتلسكوبات الطول الموجي المرئية. كما يوحي الاسم ، تشغل صفائف التلسكوب الراديوي هذه مساحة كبيرة تبلغ عشرات الكيلومترات المربعة. ولكن حتى هذا ليس كبيرا بما فيه الكفاية. نحن بحاجة إلى التفكير أكبر

يقع Event Horizon Telescope على 9 مراصد إذاعية من القطب الجنوبي إلى غرينلاند.

لهذا نحتاج إلى مقياس تداخل بحجم الكوكب لحل أطوال موجية تصل إلى 1.3 مم. هذه هي حافة الطيف اللاسلكي. أطوال موجات أصغر تضعك في طيف الأشعة تحت الحمراء وهو غير مناسب لالتقاط الصور. إذا كان الكوكب أصغر قليلاً ، فلن يكون لدينا صور للثقب الأسود. تتم مزامنة التلسكوبات باستخدام الساعات الذرية. يتم ترحيل وحدات تخزين البيانات الصغيرة بحجم بيتابايت من خلال نقل الأقراص الثابتة من القارة القطبية الجنوبية وأماكن أخرى إلى مكان آمن لتتم حمايته عبر برنامج معالجة الصور.

تمتد قذف الأنوار القريبة من الثقب الأسود الهائل إلى 5000 سنة ضوئية

إذن ماذا تظهر الصورة؟ في الصورة التي تنظر إليها يوجد ظل الثقب الأسود داخل الحلقة الساطعة من كرة الفوتون. النقطة عند حوالي 1.5 أفق الحدث حيث يدور الضوء حول الثقب الأسود. سيترك الضوء إما كرة الفوتون إما عن طريق السقوط في أفق الحدث أو الهروب من المدار.

كرة الفوتون من ثقب أسود

إن وضع نماذج للديناميكا المغناطيسية للثقب الأسود ومقارنتها بالصورة الضبابية يسمح للفيزيائيين بتقريب كتلة الثقب الأسود عند 6 مليارات كتلة شمسية وحجمها أكبر قليلاً من كتلة النظام الشمسي من المركز إلى أفق الحدث.