Tim naučnika kaže da je iskopao fotonski prsten, tanak oreol svetlosti oko supermasivne crne rupe u galaksiji M87. Ako je stvaran, fotonski prsten bi obezbedio novu sondu intenzivne gravitacije crne rupe. Ali drugi naučnici osporavaju tu tvrdnju. Uprkos brojnim naslovima vesti koji sugerišu da je fotonski prsten pronađen, mnogi fizičari ostaju neubeđeni.
Otkrivena 2019. godine od strane naučnika sa Event Horizon Telescope, ili EHT, prva slika crne rupe otkrila je sjaj u obliku krofne od vruće materije koja se kovitla oko tamne siluete crne rupe. Ali prema Ajnštajnovoj opštoj teoriji relativnosti, tanji prsten bi trebalo da bude postavljen na tu debelu krofnu. Ovaj prsten proizvode fotoni, ili čestice svetlosti, koje kruže u blizini crne rupe, koje je gravitacija behemota obručila okolo pre nego što pobegnu i krenu ka Zemlji.
Zahvaljujući ovom obilasku, fotoni bi trebalo da daju „otisak prsta gravitacije“, jasnije otkrivajući svojstva crne rupe, kaže astrofizičar Ejveri Broderik sa Univerziteta Vaterlo i Instituta za teorijsku fiziku Perimetra u Kanadi. On i njegove kolege, podskup naučnika iz EHT saradnje, koristili su novu metodu da otkriju taj otisak prsta, izvještavaju u časopisu Astrophisical Journal od 10. avgusta.
Pravljenje slika pomoću EHT-a nije jednostavna stvar: nanišani i pucaj. Istraživači spajaju podatke iz EHT-ovog tima opservatorija raštrkanih širom sveta, koristeći različite računarske tehnike za rekonstrukciju slike. Broderik i kolege su napravili novu sliku crne rupe pod pretpostavkom da sadrži i difuznu emisiju i tanak prsten. U tri od četiri dana posmatranja, podaci su bolje odgovarali slici sa dodatim tankim prstenom nego onoj bez prstena.
Ali taj metod je izazvao oštre kritike. „Tvrdnja o detekciji fotonskog prstena je apsurdna“, kaže fizičar Sem Grala sa Univerziteta Arizona u Tusonu.
Glavna tačka spora: fotonski prsten je svetliji nego što se očekivalo, emitujući oko 60 procenata svetlosti na slici. Prema predviđanjima, trebalo bi da bude više od 20 odsto. „To je ogromna crvena zastava“, kaže fizičar Aleks Lupsaska sa Univerziteta Vanderbilt u Nešvilu. Više svetla bi trebalo da dolazi iz glavne svetleće krofne crne rupe nego iz tankog fotonskog prstena.
Ova neočekivana svetlost, kažu Broderik i kolege, nastaje zato što se deo svetlosti iz glavnog sjaja skuplja sa fotonskim prstenom. Dakle, prividna osvetljenost prstena ne zavisi samo od svetlosti koja dolazi iz prstena. Istraživači primećuju da se isti efekat pojavio prilikom testiranja metode na simuliranim podacima.
Ali ta mešavina navodne svetlosti fotonskog prstena sa drugim svetlom ne čini veoma ubedljivo detekciju, kažu kritičari. „Ako želite da tvrdite da ste videli fotonski prsten, mislim da morate da uradite bolji posao od ovoga“, kaže astrofizičar Dan Marrone sa Univerziteta u Arizoni, član EHT saradnje koji nije bio koautor na novi list.
Novi rezultat sugeriše samo da dodat tanak prsten daje bolju podudarnost sa podacima, kaže Marrone, a ne da li je taj oblik povezan sa fotonskim prstenom. Dakle, postavlja se pitanje da li naučnici uopšte vide fotonski prsten ili samo biraju nepovezanu strukturu na slici.
Ali Broderik tvrdi da karakteristike prstena – činjenica da su njegova veličina i lokacija očekivane i konzistentne iz dana u dan – podržavaju tumačenje fotonskog prstena.
U međuvremenu, u sličnoj, nezavisnoj analizi, Grala i fizičar Vill Lockhart, takođe sa Univerziteta u Arizoni, nisu pronašli dokaze za fotonski prsten, izvještavaju u radu dostavljenom 22. avgusta na arKsiv.org. Njihova analiza se razlikovala od Broderikova i njegovih kolega delimično jer je ograničavala koliko bi fotonski prsten mogao biti svetao.
Da bi ubedljivo otkrili fotonski prsten, neki naučnici predlažu dodavanje teleskopa u svemir EHT-ovoj posadi opservatorija. Što su teleskopi u mreži udaljeniji, to bi mogli da otkriju finije detalje – potencijalno uključujući fotonski prsten.
„Da postoji detekcija fotonskog prstena“, kaže Lupsaska, „to bi bila najbolja stvar u fizici ove godine, ako ne i za mnogo godina.
