Prima imagine a unei gauri negre: monstrul din inima galaxiei M87

Pentru pima data in istoria astronomiei a fost reconstruita imaginea unei gauri negre monstruoase, situata la 55 de milioane de ani lumina fata de noi, in inima galaxiei Messier 87 Acest rezultat de exceptie a fost obtinut prin folosirea datelor obtinute de opt radio-telescoape din intreaga lume cu un algoritm de analize da date extrem de sofisticat.

Teoria relativitatii generale a lui Einstein, cea care leaga spatiul si timpul de materie si energie, prevedea existenta unor obiecte tare ciudate: asa-numitele gauri negre, din interiorul carora nici materia si nici lumina nu pot iesi. Ba mai mult, teoria lui Einstein prevede existenta unei „singularitati” in centrul gaurii negre – unde forta de atractie gravitationala ar fi infinita – semnal clar ca teoria lui Einstein nu mai este valabila si trebuie modificata pentru a intelege aceste bizare obiecte. Einstein insusi nu era convins ca aceste gauri negre chiar exista si ca ar putea fi observate vreodata. Multe semnale ale existentei gaurilor negre au fost obtinute pana in prezent, inclusiv unde gravitationale, insa o imagine a acestora lipsea – o „fotografie” a unei gauri negre era visul multor oameni de stiinta. Evident, nu este vorba despre imagini ale semnalelor care provin din interiorul gaurii negre, deoarece, asa cum am spus, din gaura neagra nu iese nimic! Ceea ce se putea spera era masurarea radiatiei care provine de la gazul di praful care sunt capturate de gaura neagra, imediat inainte de a cadea in aceasta, adica de indata ce se apropie de asa-numitul orizont al evenimentelor – pragul care o data depasit nu mai exista drum de intoarcere. Praful si gazul interstelar pe masura ce se apropie de orizontul evenimentelor sunt accelerate la viteze apropiate de cea a luminii, ajungand la temperaturi echivalente de miliarde de grade, ceea ce duce la emiterea de radiatie electromagnetica deosebit de intensa.

Recent,  pentru prima data in istoria stiintei, aceasta radiatie a fost masurata de o retea de opt radio-telescoape, denumita Event Horizon telescope, EHT. Aceste radio-telescoape sunt situate in locuri foarte diferite in lume, din Antarctica pana in Spania si Cile, ceea ce inseamna ca intregul glob pamantesc este de fapt un mare unic telescop care scruteaza Universul.

Pentru ca datele de la EHT sa fie utilizate cu folos este necesar ca observatiile astronomice sa fie efectuate in zile senine in toate cele opt locuri unde sunt amplasate radio-telescoapele. Cei 200 de membri ai colaborarii EHT au reusit sa captureze semnale care provin din galaxia Messier 87, situata la 55 milioane ani lumina fata de noi. Au reusit astfel sa obtina o imagine a gaurii negre enorme care este situata in centrul acestei galxii – un adevarat monstru cu masa de 6 miliarde de ori mai mare ca cea a Soarelui.

OMS, stare de alertă la cel mai înalt nivel. Epidemia considerată urgenţă de sănătate

Facebook și TikTok, interzise de un mare angajator din România. Angajații sunt foc și pară

Astronomii au efectuat masuratori de interferenta a radiatiei electromagnetice pentru a reconstrui imaginea gaurii negre – de fapt a inelului de lumina generat de gazul si praful situate in afara gaurii negre in apropierea orizontului evenimentelor, inainte de a fi capturate de aceasta  – in interior este....o gaura neagra. Ca sa intelegem mai bine cat de incredibil din punct de vedere tehnologic este acest rezultat, este ca si cum s-ar fi reusit sa se vada de pe Pamant cu un telescop o carte situata pe Luna! Cele opt radio-telescoape au fost sincronizate cu ajutorul unor ceasuri atomice, care sunt atat de precise incat gresesc cel mult cu o secunda la 100 de milioane de ani

EHT a observat si gaura neagra din centrul galaxiei noastre – o gaura neagra mult mai mica decat cea din galaxia M87. Sagittarius A* - gaura neagra din Calea Lactee, are o masa de „doar” patru milioane de ori cea a Soarelui si este mai greu de observat din cauza radiatiei emise chiar de galaxia noastra; totusi, astronomii din EHT spera sa reuseasca sa obtina in viitor si imaginea acesteia.

A fost deci, petru prima data in istoria stiintei, obtinuta o imagine a unei gauri negre – aceasta a fost observata in timp ce se „alimenta” cu gaz si praf interstelar, care contribuie la cresterea masei gaurii negre. Ce se intampla in interiorul gaurii neagre inca nu stim! Legile fizicii pe care o cunoastem nu mai sunt valabile – este ca si cum am pasi intr-un nou Univers unde am putea descoperi o materie bizara, sau fenomene exotice – precum calatorii spatio-temporale intr-un loc indepartat in Univers sau chiar intr-un alt...Univers.

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro