fbpx

Lefilmeznék a fekete lyukakat – fantasztikus vállalkozás

Uniós támogatással több nemzet csillagászai mozgóképeket szeretnének készíteni két fekete lyukról. A fantasztikusnak tűnő vállalkozásnak azonban már előzményei vannak, amikor pár éve az első fénykép is elkészült a világegyetem talán legtitokzatosabb képződményéről, ahogy a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja az úrkutatási világhét alkalmából erről nemrég hírt adott.

A világegyetem talán legmitikusabb objektumai a fekete lyukak, ahol valóban megáll az idő. Sokáig tévesen a semmivel, vagy inkább mindennek a végével azonosították ezeket.

Az első képet egy fekete lyukról 2019-ben a széleskörű nemzetközi együttműködéssel működő globális távcsőhálózat, az Event Horizon Telescope (EHT) készítette, melynek egyik vezetője, Heino Falcke a hollandiai Radboud Egyetem asztro-részecskefizika és rádiócsillagászat professzora, aki egy uniós támogatással zajló kutatási projekt keretében kollégáival együtt most tovább akar menni, és elkészíteni az első videót ezekről a hihetetlen és titokzatos űrobjektumokról.

Az első fotó

A közel 14 milliárd eurós uniós támogatást kapott és 2029-ig tartó BlackHolistic projekt kutatóinak célja, hogy a szuperszámítógépek és egy új namíbiai rádióteleszkóp segítségével tovább vigyék az EHT kutatásait, és elmélyítsék a fekete lyukakkal kapcsolatos ismereteinket.

A fekete lyukak az asztrofizikusoknak különösen fontosak, mivel az univerzum leghatékonyabb energiatermelői. Az első képet a tőlünk 54 millió fényévnyire lévő M87 galaxis középpontjában lévő fekete lyukról készítették.

Tulajdonképpen nem is magáról a lyukról, hanem fekete lyuk „árnyékáról”, arról a sötét foltról készült a felvétel, amely a fekete lyuk „eseményhorizontját” jelöli, azt a határt, amelyen túl semmi – anyag, energia, vagy akár fény – nem menekülhet a lyuk gravitációs vonzása alól.

Ezért a nagyfelbontású képért Falcke professzor megkapta a 2023-as Balzan-díjat, amely 760 000 euróval jár és tudomány egyik nagy kitüntetése. Ezt 2022-ben követte az EHT másik nagy dobása, a Sagittarius A*-ról, a Tejútrendszerünk középpontjában lévő fekete lyukról készült felvétel.

Most Falcke egy brit, holland, finn, és namíbiai csillagászokból álló kutatócsoporttal a BlackHolistic keretében az EHT-val közösen egy újabb mérföldkőnek számító videót forgat a fekete lyukakról.

Már kimondva is izgalmas kihívás, de a Namíbiában található új, 15 méter széles Africa Millimetre Telescope (AMT) nevű teleszkóp segítségével ráadásul órákig tartó videókat akarnak készíteni az M87 és a Sagittarius A* eseményhorizontja körül kavargó plazmáról és gázról.

Ehhez az AMT-t az Észak- és Dél-Amerikában, Európában és a Déli-sarkon már meglévő, EHT-hez tartozó teleszkópokkal kombinálva a csapat hosszabb ideig képes lesz a fekete lyukat e teleszkópok látóterében tartani. Ez megkönnyíti majd a film elkészítését.

Észbontó adatmennyiség

Az M87 galaxis közepében csücsülő szupermasszív fekete lyuk körülbelül 6 milliárdszor nagyobb tömegű, mint a mi Napunk. Mégis nehéz észrevenni, mert eseményhorizontja körülbelül akkora, mint a mi Naprendszerünk, s nagy távolságra van tőlünk.

Ahogy a Föld forog, a fekete lyuk a világ különböző helyein lévő távcsövek látóterébe kerül, így néhány naponta folyamatos képeket lehet gyűjteni, és ezekből a képekből össze lehet állítani egy kompozit felvételt.

A Sagittarius A* esetében, amely sokkal kisebb, a Napunk tömegének mintegy 4 milliószorosa, ötpercenként kell majd felvételeket készíteni, hogy a fekete lyuk körüli változásokat megfigyelhessük.

A teleszkópok rádióhullámok segítségével figyelik meg a fekete lyukakat, és a képeket egy olyan eljárással illesztik össze, amely elektromágneses hullámokat használ az információ kinyerésére és egyetlen kép előállítására. Ezt jelenleg egyetlen teleszkóppal lehetetlen megvalósítani.

A Sagittarius A* körül keringő anyag, amely többnyire gáznemű keverék, sokkal gyorsabban mozog, mint az M87 körüli: néhány óra alatt tesz meg egy pályát, míg az M87 esetében ez két hétig tart. Megfigyeléséhez a namíbiai AMT használata szükséges. A teleszkópok által termelt adatmennyiség észbontó: legalább öt petabájt, azaz 5 milliárd gigabájt – túl sok ahhoz, hogy az interneten keresztül ésszerű idő alatt át lehessen küldeni. Ehelyett az adatokat fizikailag kell az Egyesült Államokban és Németországban található feldolgozó létesítményekbe szállítani.

A készülő videó esetében még nagyobb adatcsomagokról beszélünk, de a fekete lyukakról készült videók sokkal több információt fognak nyújtani, mint az egyes képek. A korábban közzétett képeken fényes folt ok voltak a fekete lyukak körül – nagy plazmafoltok, amelyeket a fekete lyuk felemésztett.

Elmozduló fényes foltok

A videókon ezek a fényes foltok elmozdulhatnak. Ha megnézzük, hogyan mozog ez a plazma, sokkal jobban megértjük a fekete lyuk dinamikáját, geometriáját és tájolását is.

Sőt, ez a mozgás sokkal pontosabb mérést tesz lehetővé a fekete lyuk tömegének meghatározására, ahogyan a Nap tömegét is ki lehet számítani a bolygók megfigyelésével és azzal, hogy hogyan keringenek a Naprendszer középpontja körül. A fekete lyukakról készült első mozgóképek plazmaörvényeket és összeomló csillagokat is bemutathatnak, elmélyítve ezzel az univerzumról alkotott ismereteinket.

Falcke professzor szerint a fekete lyukak lényegében a legegyszerűbb objektumok az univerzumban, mert mindössze két számmal írhatók le: mekkora tömegük van és mennyit forognak. A látszólagos egyszerűség ellenére a fekete lyuk belsejében lévő tér és idő határaival kapcsolatban még mindig sok a bizonytalanság, ami a kutatókat még mindig zavarba hozza. A készülő videókkal a kutatók mégis remélik, hogy eljutnak néhány válaszhoz.

További hírek