Das unmögliche Schwarzes Loch Foto

Das Foto des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der M87-Galaxie.

In meinem vorherigen Artikel haben wir die Arten von Bildern beschrieben, die wir von einem weltraumgestützten Teleskop empfangen können. Ein Stern löst sich in ein kaum funkelndes 11-Quadrat-Pixel-Bild auf. Aber was ist mit Bildern wie den obigen? Dies ist das berühmte Bild eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der 53,49 Millionen Lichtjahre entfernten M87-Galaxie.

Ist es am Himmel also größer als Trappist A. Kurze Antwort nein. Ein Bild des Schwarzen Lochs M87 zu erhalten, entspricht in etwa dem Auffinden eines einzelnen Sandkorns an einem Strand in San Francisco, während Sie in New York sitzen.

Das Auflösen eines Bildes eines Schwarzen Lochs ist wie das Auffinden eines einzelnen Sandkorns in LA, wenn Sie in New York stehen

Zum Vergleich: Das Hubble Space-Teleskop verfügt über ein Auflösungsvermögen, mit dem eine große Wassermelone über dieselbe Entfernung abgebildet werden kann.

Dies ist auf eine physikalische Beschränkung von Linsen / Spiegeln zurückzuführen. Die Bildauflösung, die Sie mit jedem Teleskop erzielen können, ist proportional zur Größe des Objektivs, das Sie für Ihr Teleskop verwenden. Große Linsen wie die der Hubble haben einen Durchmesser von 7,8 Fuß, werden bei konstanten 70 Grad Celsius gehalten und auf eine Glätte von 10 Nanometern poliert. Landgestützte Observatorien können Linsen haben, die noch größer sind, aber atmosphärische Unschärfen ausgleichen müssen.

Das Hubble-Weltraumteleskop (Ich kann mein Haus von hier aus sehen!)

Leider liefert uns keine dieser Optionen ein Foto mit der Auflösung, die wir benötigen, um ein echtes Schwarzes Loch zu sehen. Dafür müssen wir größer denken.

Dies ist das Quadratkilometer-Array. Die Auflösung von Radioteleskopen ist viel höher als die von Weltraumteleskopen, jedoch für Radiowellenlängen

Das Interferometrie-Array ist eine Art Teleskop, das die geringe Phasendifferenz zwischen einfallenden Lichtwellen ausnutzt, um deren Auflösung zu steigern. So sehen wir weit entfernte Galaxien, uralte Quasare und supermassereiche Schwarze Löcher.

Very Large Array (in Übereinstimmung mit dem Thema, dass Astronomen es fürchterlich finden, Dinge zu benennen) sind verknüpfte Radioteleskope, die die physikalischen Auflösungsgrenzen von Teleskopen mit sichtbarer Wellenlänge überwinden. Wie der Name schon sagt, nehmen diese Radioteleskop-Arrays viel Platz ein, Dutzende Quadratkilometer. Aber auch das ist nicht groß genug. Wir müssen größer denken

Das Event Horizon Telescope besteht aus 9 Funkobservatorien vom Südpol bis nach Grönland.

Dazu benötigen wir ein Interferometer der Größe des Planeten, um Wellenlängen von bis zu 1,3 mm aufzulösen. Dies ist der Rand des Funkspektrums. Kleinere Wellenlängen bringen Sie in das für die Bildaufnahme ungeeignete Infrarotspektrum. Wenn der Planet etwas kleiner wäre, hätten wir keine Schwarzlochbilder. Die Teleskope werden mit Atomuhren synchronisiert. Die Petabyte an Daten werden weitergeleitet, indem Festplatten von der Antarktis und anderswo an einen sicheren Ort transportiert werden, um von der Bildverarbeitungssoftware gespeichert zu werden.

Das fast lichtschnelle Auswerfen des supermassiven Schwarzen Lochs überspannt 5.000 Lichtjahre

Was zeigt das Foto? Auf dem Foto, das Sie betrachten, befindet sich der Schatten des Schwarzen Lochs im hellen Ring der Photonenkugel. Der Punkt bei ungefähr 1,5 am Ereignishorizont, an dem das Licht um das Schwarze Loch kreist. Das Licht verlässt entweder die Photonenkugel, indem es in den Ereignishorizont fällt oder aus der Umlaufbahn entweicht.

Die Photonenkugel eines Schwarzen Lochs

Das Modellieren der Magnetodynamik des Schwarzen Lochs und der Vergleich mit dem verschwommenen Bild ermöglichen es den Physikern, die Masse des Schwarzen Lochs bei 6 Milliarden Sonnenmassen anzunähern und von der Mitte bis zum Ereignishorizont etwas größer als die des Sonnensystems zu sein.