Prima imagine directă a unei găuri negre. Ce am învățat?

Ieri, consorțiul Event Horizon Telescope a făcut publică prima imagine directă a unei găuri negre. Efortul comun a zeci de radiotelescoape de pe tot mamapondul, într-un proiect coordonat și plătit de UE, cu aproape 40 de milioane de euro a produs urmatoarea imagine:

Imaginea reprezintă fotografia unei găuri negre supermasive, aflată în Galaxia M87, la aproape 50 de milioane de ani lumina depărtare. Gaura neagră are 100 de miliarde de kilometri diametru (aproape de zece ori mai mare decât sistemul solar) și conține masa echivalentă a câțiva miliarde de sori. Pe cer, diametrul ei aparent este egal cu cel al unei portocale aflată pe Lună. De aici vine dificultatea în a fi fotografiată: ar fi fost nevoie de un telescop cu o oglindă mare decât suprafața Pământului! De aceea, cercetătorii au folosit multe radiotelescoape, împrăștiate peste tot pe fața Pământului și au măsurat într-un moment în care era senin peste tot pe glob. Prelucrarea datelor a durat câțiva ani, pentru că radiotelescoapele au fost sincronizate cu ceasuri atomice, iar datele au fost așa de multe, încât au trebuit trimise cu avionul, nu pe internet.

Ce vedem în fotografie? În partea din centru este o pată întunecată. În esență, ea este gaură neagră, de unde nu mai iese lumina. Dar, atenție, pata întunecată este de câteva ori mai mare decât orizontul găurii negre, punctul de la care nimic nu se mai întoarce. Asta pentru că lumina este deformată puternic de câmpul gravitațional al găurii negre. Simplu spus, centrul de pată întunecată este fața găurii negre, iar marginea ei este partea din spate a găurii negre, totul mărit de câmpul gravitațional al găurii negre, care funcționează ca un fel de lentilă gravitațională.

În jurul găurii negre se vede un disc luminos. El este un “disc de acreție”, format din rămășițele stelelor atrase de gaură neagră și „făcute praf” (literal). Particulele de praf se freacă unele de altele în mișcarea lor în jurul găurii negre, se încălzesc (așa cum se întâmplă când se freacă două mâini), se ionizează și încep să strălucească puternic în tot spectrul electromagnetic. O parte din discul de acretție se extinde în interiorul zonei întunecate, dar nu se mai vede, pentru că lumina de la el nu mai ajunge la noi. Materia de acolo se duce mai departe spre centrul găurii negre, într-o călătorie fără întoarcere. După cum se vede, discul este orientat cu fața spre noi, ceea ce este foarte bine! Lucrul acesta îl știam dinainte, pentru că pe la polii găurii negre ies două jeturi de materie. Întâmplarea face că, în cartea „Fizică Povestită” (pe care am publicat-o la Humanitas), am dedicat o întreagă secțiune găurii negre din galaxia M87. Acolo se vede cum jetul ce iese de la poli se îndreaptă înspre noi, de aceea noi privim discul de acreție drept în față (nu dintr-o parte).

În noua imagine se observă cum partea de jos a discului de acreție este mai luminoasă. De ce? Ei bine, jetul de materie ce vine de la poli nu se îndreaptă direct spre noi, ci este orientat puțîn într-o parte. Asta înseamnă că discul de acreție este puțin înclinat. El are o parte (cea de jos) în care materia se îndreaptă puțin spre noi și alta (cea de sus) în care se îndepărtează de noi. Aceasta conduce la niște efecte relativiste, iar în final partea de jos luminează mai mult.

Până acum, după cum vedem, noua imagine nu aduce nimic nou. De fapt, asta este vestea cea mai mare: teoria găurilor negre, bazată pe teoria lui Einstein, se confirmă! Nu există în date ceva în plus față de ceea ce se știam deja… Dacă este o surpriză, ea se află în ceea ce nu s-a spus: faptul că nu a putut fi măsurată așa de ușor cealaltă gaură neagră masivă studiată, cea din centrul galaxiei noastre! Explicația se găsește în conferința de presă. Astfel, rezultatele intermediare au arătat că gaura neagră din centrul galaxiei noastre se mișcă mult mai repede decât cea din galaxia M87 (care e mai mare și mai înceată). De aceea, cercetătorii au probleme să obțină o imagine clară a gaurii din centrul galaxiei noastre, pentru că, simplu vorbind, nu stă pe loc să-i facem fotografia.

Citeste intreg articolul si comenteaza pe contributoors.ro