VIDEO A fost prezentată prima imagine a unei găuri negre, moment de referință pentru astrofizică

În șapte orașe din lume s-au desfășurat conferințe de presă și a fost anunțată una dintre cele mai mari descoperiri din astrofizică: prima imagine cu o gaură neagră. Datele de la opt telescoape uriașe de pe patru continente au fost combinate și analizate, ca parte a unui efort uriaș de cercetare. Astronomii au făcut teorii, calcule, și simulări despre găuri negre, iar acum putem vedea o imagine în premieră cu o gaură neagă situată la peste 50 de milioane de ani lumină de Terra. ”Astăzi putem vedea ceva ce nu credeam că vom vedea vreodată”, a spus șeful proiectului EHT.

UPDATE 6: Primele observații au fost realizate în aprilie 2017, când observațiile au vizat două găuri negre: Sagittarius A din centrul galaxiei noastre și M87, cea situată la 54 milioane de ani lumină. A fost nevoie ca cerul să fie simultan senin în cele opt puncte de pe glob unde se găseau telescoapele, lucru cu probabilitate redusă. Datele de telescopul de la Polul Sud au putut fi recuperate abia opt luni mai târziu.

UPDATE 5: Găurile negre sunt obiecte cosmie extrem de comprimate care conțin cantități incredibile de masă într-o regiune foarte mică. Prezența lor afectează în moduri extreme tot ce le înconjoară, deformând spațiul și timpul și supraîncălzind orice material care cade în ele. Imaginea realizată dezvăluie gaura neagră din centrul galaxiei masive Messier 87, aflată în constelația Fecioarei. Această gaură neagră se află la 55 de milioane de ani-lumină de Terra și are o masă de 6,5 miliarde de ori mai mare decât cea a soarelui nostru.

Pentru a putea observa direct mediul înconjurător imediat al unei găuri negre, Event Horizon Telescope a depus eforturi în vederea modernizării și conectării unei rețele mondiale de opt telescoape răspândite pe glob. Acestea se află în locuri greu accesibile și la altitudini ridicate, inclusiv în munții Sierra Nevada din Spania, pe vulcanii din Hawaii și din Mexic, în munții din Arizona, în deșertul Atacama din Chile și în Antarctica. La această operațiune internațională majoră participă peste 200 de cercetători din Europa, din Americi și din estul Asiei, spune cei de la Comisia Europeană.

UPDATE 4: Prima observare a unei găuri negre este rezultatul colaborării internaționale la scară largă numite Event Horizon Telescope (EHT), în cadrul căreia cercetători finanțați de UE au avut un rol esențial. Această importantă realizare științifică marchează o schimbare de paradigmă în ceea ce privește modul în care înțelegem găurile negre, confirmă predicțiile teoriei relativității generale a lui Albert Einstein și deschide noi căi de cercetare a universului nostru. Prima imagine a unei găuri negre realizată cu succes a fost dezvăluită în cadrul a șase conferințe de presă care au avut loc simultan astăzi în diverse locuri din lume, se menționează într-un comunicat al Comisiei Europene.

UPDATE 3: Oamenii de știință au obținut prima imagine a unei găuri negre, folosindu-se de observațiile Event Horizon Telescope. Imaginea arată un inel luminos format în timp ce lumina s-a curbat sub gravitația intensă din jurul unei găuri negre cu masa de 6,5 miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui. Imaginea este cea mai bună dovadă de până acum că găurile negre supermasive există. Descoperirea deschide o nouă fereastră către studiul găurilor negre,a orizontului lor și a gravitației, spun cei de la Event Horizon Telescope Collaboration.

UPDATE 2 Așa arată prima imagine a unei găuri negre

UPDATE 1: Am văzut ceva ce părea imposibil de văzut, o gaură neagră, a spus Sheperd Doeleman, director al EHT

La ora 16.00 au început conferințe în șapte orașe: Washington, Bruxelles, Santiago de Chile, Shanghai, Taipei și Lyngby (Danemarca).

Rar un eveniment de știință a stârnit un interes atât de mare, iar asta se întâmplă fiindcă găurile negre reprezintă un concept fascinant care a stârnit curiozitatea publicului prin filme precum Interstellar, dar și prin documentarele regretatului Stephen Hawking.

Găurile negre sunt locuri extreme ale universului nostru, obiecte cosmice atât de dense, încât lumina nu poate scăpa de câmpul lor gravitațional. În filmele SF sunt scene în care nave cu echipaj uman au intră în găuri negre, însă în realitate nu ar fi posibil, cel puțin în acest secol, dat fiind că cele mai apropiate sunt la mii de ani lumină. Și dacă un echipaj uman ar ajunge într-o gaură neagră, calculele arată clar că nu ar putea supraviețui.

Ce este EHT și de ce proiectul este atât de complicat

EHT, proiectul care va anunța reușita, a reunit observațiile mai multor telescoape uriașe: ALMA și APEX din Chile; IRAM din Spania, LMT din Mexic, SMT din Arizona, JCMT și SMA din Hawaii și SPT din Antarctica.

Primele date au fost obținute în aprilie 2017, de la telescoapele din Arizona, Hawaii, Mexic, Chile, Spania și Antarctica. La rețea au fost adăugate de atunci și telescoape din Franța și Groenlanda.

Lucru important: toate aceste radiotelescoape ”răspândite” în diverse locuri ale lumii sunt sincronizate la perfecțiune, lucrează împreună, iar cantitatea de date ce a trebuit analizată este uriașă, de aici și nevoia ca datele să fie prelucrate ani de zile.

Telescopul de la Polul Sud

Fiind opt telescoape puternice care lucrează simultan, se obțin imagini de o rezoluție uluitoare, ca și când ai vedea de la New York o piuneză care se află la Londra.

EHT folosește tehnica numită interferometrie, prin care astronomi de la observatoare din diverse colțuri ale lumii observă simultan același obiect și apoi datele sunt combinate și colectate pe un supercomputer.

Practic, toate telescoapele pivotează simultan către aceeași gaură neagră luată drept țintă și măsoară toate undele radio ce vin din direcția ei. Efortul de coordonare a necesitat diplomație și organizare.

Găuri negre supermasive – Din ce sunt formate și de ce reprezintă un mediu extrem

Cei de la Event Horizon Telescope monitorizează două găuri negre supermasive. Una este Sagittarius A care se găsește în centrul Căii Lactee, la 26.000 de ani lumină de Terra. Are o masă de 4,1 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui, iar raza ei este echivalentă cu o zecime din distanța Pământ – Soare. Existența lui Sagittarius A a fost confirmată în 2002, după zece ani de observații ale unui mare telescop din deșertul chilian Atacama.

A doua găură neagră monitorizată este considerată una dintre cele mai mari existente: cu masa de 6 miliarde de ori peste cea a Soarelui și de 1.500 de ori mai mare decât masa lui Sagittarius A. Se găsește la 54 milioane de ani lumină de Terra, în centrul unei galaxii numite M87. Un an lumină înseamnă 9.500 de miliarde de km.

Orizontul unei găuri negre – ”event horizon”, cum i se spune în engleză – este punctul fără de întoarcere, de unde totul, fie că este vorba de stele, planete, gaze sau praf, ajunge să fie înghițit de gaura neagră.

Oamenii de știință caută ”inelul” de lumină – materie și radiație distorsionate care se rotesc la viteze uluitoare la marginea ”orizontului evenimentului”, în jurul unei regiuni întunecate ce reprezintă chiar gaura neagră.

Un element important este discul de acreție care este compus din gaz supraîncălzit și din praf și se rotește cu viteze nebunești în jurul găurii negre, producând radiație electromagnetică, aceasta indicând locul unde se află gaura neagră. O parte din materialul ce formează discul dispare pentru totdeauna în interiorul găurii.

Imaginea va diferi în funcție de orientarea discului de acreție din jurul găurii negre. Dacă discul de acreție este așezat transversal, el va bloca o parte semnificativă a discului întunecat, a explicat într-o postare pe Facebook, fizicianul Cristian Presură.

De ce găurile negre sunt atât de speciale

Găurile negre sunt uriașe, puternice, îndepărtate și misterioase. Gaura neagră este un mediu extrem, un obiect cosmic atât de dens, încât lumina nu poate scăpa de câmpul său gravitațional.

Centrul unei găuri negre se numește singularitate, iar în jurul ei se află un câmp gravitațional atât de puternic încât orice obiect pătrunde în perimetrul câmpului dispare în gaura neagră. Câmpul gravitațional a fost denumit orizontul evenimentului.

Cum pot fi observate găurile negre

Pentru că lumina nu pătrunde, găurile negre sunt invizibile pentru ochiul uman, însă ele pot fi detectate cu telescoape spațiale ce pot vedea cum stelele care sunt foarte aproape de o gaură neagră diferă față de alte stele. Astrofizicienii pot vedea în ce mod gravitația puternică afectează stelele și gazele din jurul unei găuri negre și pot studia diverse stele pentru a vedea dacă acestea sunt lângă o gaură neagră.

Găurile negre se formează când o stea ajunge la sfârșitul ciclului de viață și nucleul face implozie, straturile exterioare explodează, iar cea mai mare parte a masei stelare se împrăștie în spațiu. Din stea rămâne doar nucleul, care poate lua trei forme: gaură neagră, pitică albă sau stea neutronică.

Anatomia unei găuri negre

Două găuri negre se pot ciocni și pot fuziona, într-un eveniment de o putere colosală, cu atât mai interesant cu cât este vorba de două obiecte care nu sunt făcute din materie și nu au absolut nimic solid. Când două găuri negre fuzionează, o cantitate fantastică de energie se disipează, ”agitând” spațiul și timpul, la fel cum o piatră agită suprafața lacului în care o arunci.

Cum demonstra Albert Einstein în a sa teorie generală a relativității, gravitația corpurilor masive deformează ”țesăura” spațiului și timpului – iar aceste corpuri cerești se deplasează pe traiectorii determinate de această geometrie. Teoria lui a prezis și existența undelor gravitaționale care sunt ondulații în spațiu și timp. Aceste unde, care se mișcă la viteza luminii, sunt create când corpuri uriașe accelerează prin spațiu și timp.

Undele gravitaționale au fost descoperite în 2015 de detectorul LIGO, fiind confirmate predicțiile lui Einstein, din 1916.