يلتقط Event Horizon Telescope ، وهو عبارة عن مصفوفة على مستوى الكوكب من ثمانية تلسكوبات راديوية أرضية تمت صياغتها من خلال التعاون الدولي ، هذه الصورة للثقب الأسود الهائل وظلها الموجود في مركز المجرة M87.
(الصورة: © EHT Collaboration)
ال حدث تلسكوب الأفق المشروع لا يرتكز على أمجاده.
في أبريل 2019 ، كشف تعاون EHT عن أول صورة على الإطلاق لثقب أسودالتي استولت على العملاق في قلب المجرة M87. كان المشروع يعمل منذ تلك اللحظة منذ عقدين ، لكن كشف النقاب عن علامة الذروة أو الذروة. وقال أعضاء الفريق إن ذلك كان نقطة تحول ، وفتح نافذة على اكتشافات أكثر إثارة قادمة.
"سننظر إلى الوراء في هذا بعد 20 عامًا من الآن - كما تعلم ، سنشرب جميعًا مشروبات مظلة في مكان ما - وأعتقد أننا سنتعرف على صورة M87 كبداية فقط" ، المدير المؤسس لـ EHT Shep Doeleman ، قال عالم فلك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) في ماساتشوستس ، للصحفيين في 10 أبريل خلال حدث بث عبر الإنترنت احتفالًا بمرور عام على الكشف عن الصورة.
واضاف دوليمان "انها حقا ستكون البداية فقط". أعتقد أن هذا الاكتشاف سيستمر.
طموحات الثقب الأسود الكبير
قد تتضمن اللحظة الكبيرة التالية مجرتنا درب التبانة الفائقة الثقب الأسود، والتي تُعرف باسم القوس A * ، أو Sgr A * للاختصار. كان فريق EHT يراقب Sgr A * ولكنه لم يتمكن بعد من إنشاء صورة من البيانات.
تصوير الثقب الأسود هو أكثر بكثير من مجرد التصويب وإطلاق النار. يجمع EHT البيانات من ثمانية تلسكوبات راديوية حول العالم ، والتي ترتبط لتشكيل مجسامي افتراضي بحجم الأرض. ابتكر الفريق خوارزميات لفهم كل هذه المعلومات ، ودمجها لإنشاء صورة تصور الثقب الأسود. أفق الحدث - "نقطة اللاعودة" التي لا يمكن لأي شيء أن يفلت منها ، ولا حتى الضوء. (تصوير الجزء الداخلي من الثقب الأسود أمر مستحيل ، ما لم تكن هناك بنفسك ، وهو أمر لا ينصح به.)
إن هذا العمل مضني ويستغرق وقتاً طويلاً ؛ على سبيل المثال ، تم جمع بيانات M87 التي مكنت صورة العام الماضي في عام 2017. ولا يزال Sgr A * هدفًا أكثر صعوبة ، على الرغم من أنه أقرب كثيرًا إلينا (26000 سنة ضوئية مقابل 55 مليون سنة ضوئية لـ M87). Sgr A * هو ثقب أسود فائق الوزن خفيف الوزن نسبيًا ، ويأوي كتلة 4.3 مليون شمس فقط ، وبالتالي يعمل على فترات زمنية أقصر من وحش M87 ذو الكتلة الشمسية البالغ 6.5 مليار.
قال دوليمان: "إن أحد التحديات التي تواجه القوس A * هو أنه يتطور بسرعة كبيرة خلال المساء". "لذا ، فإننا نطور خوارزميات جديدة يمكنها معالجة ذلك على وجه التحديد ، لإضافة متغير زمني إلى النمذجة. يستغرق ذلك وقتًا أطول."
تعد إضافة Sgr A * إلى ألبوم الصور أولوية عالية لأعضاء فريق EHT ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنهم حريصون على إلقاء نظرة على كائن مختلف تمامًا عن ثقب أسود فائق M87. لكن طموحات المشروع لا تنتهي عند هذا الحد. يخطط التعاون لمضاعفة عدد مقاريب EHT المكونة ، وإنشاء "EHT من الجيل التالي" الذي سيدفع الاكتشاف إلى المستوى التالي.
وقال دويليمان إن المجسّم المعدل "سيعطينا مناظر أكثر حدة ودعونا نصنع أول أفلام للثقوب السوداء".
الجيل القادم من EHT سيجلب المزيد من الثقوب السوداء في النطاق للباحثين. ويمكنها أيضًا تمكين الفريق من تكبير "حلقة الفوتون" في الثقب الأسود ، وهي بنية غريبة يبدو أنها تحتوي على سلسلة لا حصر لها من المعلومات التي تحتوي على معلومات. وقال دوليمان إن مثل هذه الملاحظات المتعمقة "ستسمح باختبارات فائقة الدقة لنظريات آينشتاين ، وحتى استخراج الدوران".
سيكون ذلك صفقة كبيرة حقا. قال مايكل جونسون ، عضو فريق EHT ، وهو أيضًا من وكالة CfA ، خلال حدث 10 أبريل: "الثقوب السوداء الهائلة هي عناصر عنصرية يتم وصفها فقط بحجمها ودورانها". تسمح ملاحظات EHT للعلماء بالفعل بتثبيت الكتلة ، لذا فإن الحصول على الدوران سيسمح للعلماء حقًا بالحصول على البضائع على هذه الوحوش التي تلتهم الضوء.
وقال Doeleman و Johnson أن الجيل التالي من EHT سيوفر فوائد أخرى أيضًا. على سبيل المثال ، يجب أن تسمح الشراكة التي تمت ترقيتها للتعاون باكتساب فهم أفضل لطائرات الثقب الأسود ، وعوارض الجسيمات التي تنفجر بها الحيوانات العملاقة بسرعة الضوء تقريبًا.
وقد حصل التعاون بالفعل على تمويل من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية للحصول على الكرة من الجيل التالي من EHT. وقال دويلمان إن الهدف هو الحصول على تصميم نهائي في غضون ثلاث أو أربع سنوات وأن يكون كل شيء جاهزًا للعمل قبل نهاية العقد. (الأطباق الجديدة ليست هي الطريقة الوحيدة لتعزيز EHT ، بالمناسبة. يمكن أيضًا تحسين الدقة من خلال مراقبة الأهداف في ترددات كهرومغناطيسية متعددة ، على حد قول Doeleman و Johnson.)
يمكن أن يحصل EHT على دفعة أخرى بعد ذلك. سيؤدي توسيع نطاق المجسّم إلى الفضاء إلى زيادة قدرته على حل المشكلات بشكل كبير ، ويبحث الفريق عن طرق للقيام بذلك. وقال جونسون إن التعاون يدرس إمكانية دمج الموجودات الفضائية الموجودة بالفعل بالإضافة إلى تصعيد مهام جديدة ومخصصة.
إن إضافة أداة واحدة في المدار المتزامن مع الأرض ، أكثر من 22000 ميل (35400 كيلومتر) فوق كوكبنا ، سيحدث فرقًا. "وبعد ذلك ، بالتأكيد ، بمجرد الخروج القمر أخبر جونسون موقع Space.com الشهر الماضي ، عندما أعلن فريق EHT - أن هذا هو المكان الذي أعتقد أننا سننظر فيه حقًا في علوم جديدة تمامًا ". نتائج حلقة الفوتون. (ستكون هذه المسافة أبعد بعشر مرات تقريبًا ؛ القمر بمتوسط 238،855 ميل ، أو 384،400 كم ، من الأرض).
وعثرة في الطريق
لقد جعل جائحة الفيروس التاجي الطريق نحو اكتشافات EHT المستقبلية أكثر صعوبة مما كان عليه عادة: تم إلغاء حملة مراقبة 2020 لأن العديد من النطاقات المشاركة أغلقت لأسباب تتعلق بالصحة والسلامة. (يقوم المشروع بجمع البيانات مرة واحدة فقط في السنة ، خلال نافذة في مارس وأبريل عندما يميل الطقس إلى أن يكون جيدًا في جميع مواقع المراقبة المنتشرة.)
وقال دوليمان إن الإلغاء كان الخطوة الصحيحة. لكنه أضاف أنه "مفجع" ، خاصة وأن ملاحظات هذا العام كانت ستشمل مساهمات لأول مرة من أدوات في غرينلاند وأريزونا وجبال الألب الفرنسية. لذلك ، كانت حملة 2020 ستشمل EHT موسعًا وأكثر قوة من 11 نطاقًا.
لكن دويلمان شدد على أن الفريق لا يزال بإمكانه إجراء الكثير من تحليل البيانات والبدء في إرساء الأساس لملاحظات العام المقبل. لذا ، فإن الأرواح بين الباحثين ليست بعيدة عن الانكسار.
وقال جونسون "عبر التعاون الآن ، لا توجد نبرة من اليأس ، أعتقد أننا نوعًا ما توحدنا المعاناة".
وقال في إشارة إلى الفيزيائي الألماني الذي توصل إلى الحل الأول الدقيق لـ معادلات النسبية العامة لأينشتاين. "لذا ، يستمر العلم ، وأعتقد أن له دورًا مهمًا حتى وسط هذه التحديات."
- تدور هذه الثقب الأسود الضخم بنصف سرعة الضوء!
- يفوز فريق Event Horizon Telescope بجائزة Breakthrough بقيمة 3 ملايين دولار لصور الثقب الأسود الملحمية
- 8 ألغاز علم الفلك المحيرة
