Op 10 april, de wereld kreeg de eerste foto te zien van een zwart gat in de ruimte, genomen door de Event Horizon Telescope, een wereldwijde samenwerking van astronomen en astrofysici, waaronder een substantieel team aan de Universiteit van Arizona.

Adam Blok, astrofotograaf en operatiespecialist bij het Steward Observatory van de UA, nam een ​​foto van Messier 87, de melkweg waar astronomen de eerste opname van een zwart gat maakten, zoals het zich zou presenteren aan de ogen van een ruimtereizende bezoeker. De afbeelding is een van de weinige die de uitgebreide gloed laat zien die wordt veroorzaakt door de ongeveer een biljoen sterren die het M87-sterrenstelsel naar huis noemen, maar tegelijkertijd gedetailleerd de monsterlijke jet die uit het superzware zwarte gat in het midden komt - een prestatie die moeilijk te bereiken is in hetzelfde beeld vanwege de enorm verschillende belichtingstijden die nodig zijn.

"Als ik een foto als deze maak, elke pixel ziet maar een heel klein stukje lucht, ' zei Block. 'Met de telescoop die ik heb gebruikt (de Schulman-telescoop in het Mount Lemmon SkyCenter) is de resolutie 0,33 boogseconden per pixel, maar met de EHT, ze waren in staat om 40 microboogseconden op te lossen. Als je een van de pixels in mijn afbeelding in 10 zou kunnen verdelen, 000 bits, het gebied rond het superzware zwarte gat dat EHT kon oplossen, zou er één van zijn. Dat geeft je een idee van het verbazingwekkende oplossend vermogen dat de EHT-samenwerking kon bereiken. Vooruit gaan, EHT gaat waarnemen bij kortere golflengten, en dat geeft ze een hogere resolutie."

UANews sprak met Block over zijn M87-foto, en de informatie die het geeft over het nu beroemde sterrenstelsel.

Waarom was de Event Horizon Telescope gericht op een melkwegstelsel op 55 miljoen lichtjaar afstand?

Blok:Het superzware zwarte gat dat werd waargenomen met de Event Horizon Telescope bevindt zich in het centrum van een gigantisch sterrenstelsel genaamd M87, en dat is precies het soort melkwegstelsel waar we een monster zouden verwachten. We kijken naar een enorme elliptische melkweg, geen spiraalstelsel zoals onze Melkweg. Ook al is hij net iets groter in diameter dan de Melkweg, omdat het voetbalvormig is, M87 is honderden keren massiever. M87 is waarschijnlijk het grootste sterrenstelsel in de Maagdcluster. In feite, het is een van de meest massieve sterrenstelsels in het lokale universum.

M87 bevindt zich ook in het midden van de Maagd-cluster, een ophoping van ongeveer 2, 000 sterrenstelsels dat is de dichtstbijzijnde grote cluster van sterrenstelsels voor ons. Onze Melkweg, anderzijds, bevindt zich in een vrij rustig deel van het plaatselijk universum, een kosmische doodlopende weg, als je wil. Het is alsof we in de buitenwijken zijn, en we zouden naar die heldere gloed aan de horizon kijken, die grote stad die het dichtst bij ons rustige stadje ligt.

Wanneer een melkwegstelsel zich in het centrum van een cluster bevindt, het heeft de neiging om veel vaker te interageren met andere sterrenstelsels. We denken dat M 87 zo groot is geworden omdat het in de loop van de tijd andere sterrenstelsels heeft geabsorbeerd, en dat is belangrijk, want zo kweek je een superzwaar zwart gat. Als je niet al deze activiteit hebt van sterrenstelsels die botsen met andere sterrenstelsels, je hebt niet genoeg grondstof, en als er niet veel materiaal in het zwarte gat valt, je ziet niets. Het zwarte gat in M87 voedt zich, en daarom zien we het.

In 2010, je hebt een foto gemaakt van M87 die door NASA is geselecteerd als de 'astronomiefoto van de dag'. Wat vertelt die afbeelding ons over het sterrenstelsel en zijn superzware zwarte gat?

Blokkeren:het beeld is behoorlijk ingezoomd. Als je hebt uitgezoomd en ernaar hebt gekeken met een steeds breder gezichtsveld, je zou steeds meer sterrenstelsels zien, alle leden van de Maagd-cluster. Die vage kleine plekjes rondom het M87-sterrenstelsel lijken allemaal op sterren, maar die zijn bijna allemaal oud, bolvormige sterrenhopen. Hier vindt geen stervorming plaats, want daarvoor heb je koude gaswolken nodig die kunnen instorten, maar dat vereist een wat rustiger gebied. In M87, waar je sterren hebt die rondzweven vanwege de interactie met andere sterrenstelsels en het zwarte gat zelf energie in de omgeving injecteert, die activiteit draagt ​​ertoe bij dat stervorming wordt afgesloten.

Volgens een hypothese, al die bolvormige sterrenhopen die we rond M 87 zien, zouden de overblijfselen kunnen zijn van kleine dwergstelsels die M 87 eeuwen geleden hebben opgeslokt. Dus, al die kleine puntjes kunnen letterlijk de overgebleven restjes zijn die de geschiedenis van het groeien van M87 laten zien. De foto verwijst naar al deze monsterlijke galactische honger, en dat geeft natuurlijk geloof aan het idee van de vorming van het superzware zwarte gat.

We zien ook de straal van hoogenergetische deeltjes schieten uit wat wordt verondersteld het superzware zwarte gat in het centrum te zijn - een bewijs van hoe groot M87 als een plaats is. De accretieschijf die rond het zwarte gat draait, straalt licht uit over het hele elektromagnetische spectrum, van gammastraling tot radiogolven, dat is wat EHT heeft gedetecteerd. In feite, M87 is de helderste radiobron in die richting aan de hemel. Al die massa en al die astrofysische activiteit heeft het mogelijk gemaakt dat een superzwaar zwart gat zo kon bestaan ​​dat het waarneembaar werd. In die zin hebben we veel geluk, en al die dingen maken deel uit van het verhaal van M87, waardoor het een van de beste plaatsen was waar astronomen naar zoiets opmerkelijks als een zwart gat wilden zoeken.

De jet is een heel concreet gevolg van het hebben van een zwart gat daar, en het heeft zijn eigen kenmerken. Astrofysici denken dat de jet bestaat uit hoogenergetische deeltjes die uit het oververhitte gas en stof in de accretieschijf rond het zwarte gat schieten. Veel ervan is letterlijk licht – fotonen – maar ook geïoniseerd gas en elektronen. De jet is wat we gecollimeerd noemen - wat betekent dat hij gefocust is, als een laserstraal, en relativistisch, wat betekent dat deeltjes, oververhit plasma en gas verplaatsen zich met snelheden die dicht bij de lichtsnelheid liggen. De jet is gericht op onze gezichtslijn, en vanuit ons perspectief, als je naar het licht kijkt, het lijkt alsof het sneller gaat. Maar het lijkt alleen alsof het sneller reist dan het licht. Het is een relativistisch effect dat rechtstreeks voortvloeit uit Einsteins algemene relativiteitstheorie.

De nu beroemde opname van het superzware zwarte gat van M87 legde het vast zoals het 55 miljoen jaar geleden uitzag. Hoe zou het er vandaag uitzien?

Blokkeren:voor alle doeleinden, zwarte gaten zijn bijna als permanente structuren van de kosmos in elke redelijke tijd die je maar kunt bedenken. Stephen Hawking stelde voor dat zwarte gaten een beetje energie kunnen 'lekken', maar dat effect zou zo klein zijn dat het vele malen de huidige leeftijd van het universum zou kosten voordat ze zouden verdwijnen. Of we ze zien of niet heeft alleen te maken met of ze iets eten. Als ze daar gewoon zijn zonder iets te consumeren, we kunnen ze niet zien. Het zwarte gat in M87 is er zeker nog, en hoewel de informatie die je op de foto ziet 55 miljoen jaar oud is, de sterren in dat sterrenstelsel bestaan ​​al miljarden jaren. De jet doet dit al heel lang. Dit zijn hele grote objecten, en het universum gaat door tijden die heel anders zijn dan onze levens, dus alles gaat heel langzaam. Als we nu naar M87 konden reizen, we zouden niet veel anders zien.

Wat boeit je het meest aan het beeld van het zwarte gat van M87?

Blok:Tot vorige week, foto's van eenhoorns en foto's van zwarte gaten vielen in principe in dezelfde categorie; en nu, zwarte gaten komen in de realiteit terecht.