Prve pokretne slike crne rupe mogle bi da otkriju vrtloge plazme i zvezda u kolapsu, produbljujući naše razumevanje univerzuma.
Široko rasprostranjena zabluda dugo je izjednačavala crne rupe u svemiru sa ništavilom, „krajem svega“. Ali globalni tim naučnika, uključujući istraživače iz EU, uspeo je da ih fotografiše, otkrivši dovoljno novih dokaza da svoju istragu povede još dalje.
Holandsko-nemački astronom i profesor Hajno Falke jedan je od onih koji žele da razumeju „krajnju ivicu našeg znanja“ — crne rupe.
Profesor fizike astročestica i radio astronomije na Univerzitetu Radboud u Holandiji, Falcke je jedan od vođa Event Horizon Telescope (EHT), globalne mreže teleskopa koja je snimila prvu sliku crne rupe 2019.
Zajedno sa svojim kolegama sada želi da ode dalje i napravi prvi video snimak ovih neverovatnih i misterioznih svemirskih objekata.
Sticanje daljeg znanja o crnim rupama biće ključno za naše razumevanje univerzuma, rekao je Falcke, a novi projekat BlackHolistic, koji će trajati do 2029. godine, trebalo bi da pruži vitalne tragove.
Uz finansiranje, naučnici imaju za cilj da unaprede istraživanje EHT-a i prodube naše znanje o crnim rupama, uz pomoć hardvera za superračunanje i novog radio-teleskopa u Namibiji.
„Crne rupe, u određenom stepenu, imaju istu fiziku kao Veliki prasak“, rekao je Falcke. „Oni su takođe astrofizički važni kao najefikasniji proizvođači energije u univerzumu i na kraju fascinantni. Oni su mitski objekti u kojima se čini da vreme staje.“
U 2019, koristeći svoju globalnu mrežu, EHT je proizveo sliku crne rupe u centru M87, galaksije udaljene 54 miliona svetlosnih godina od Zemlje.
Bio je to prvi pogled na ‘senku’ crne rupe, tamnu tačku koja označava njen ‘horizont događaja’, granicu iza koje ništa – materija, energija, pa čak i svetlost – ne može da pobegne od njene gravitacione sile.
Za ovu sliku visoke rezolucije, Falcke je dobio Balzanovu nagradu 2023., uključujući nagradu od 760 000 evra. „To je bilo apsolutno neverovatno“, rekao je on. „To je jedna od velikih nagrada u nauci.“ Napisao je i knjigu bestselera o svom istraživanju pod nazivom Svetlost u tami.
EHT je pratio sliku Strelca A*, crne rupe u centru naše galaksije Mlečni put, 2022.
Sada će Falcke i tim britanskih, holandskih, finskih i namibijskih astronoma u BlackHolistic-u, zajedno sa EHT-om, snimiti značajan video snimak crnih rupa.
Uz pomoć novog teleskopa širokog 15 metara u Namibiji pod nazivom Afrički milimetarski teleskop (AMT), cilj je da se proizvedu satni video snimci kovitlajuće plazme i gasa oko horizonta događaja M87 i Strelca A*.
„Napravili smo prvu sliku crne rupe. Sada želimo da napravimo korak dalje. Želimo da napravimo prvi film o crnoj rupi“, rekao je Falcke.
Kombinovanjem AMT-a sa postojećim EHT teleskopima u Severnoj i Južnoj Americi, Evropi i Južnom polu, tim će moći duže da zadrži crnu rupu na nišanima ovih teleskopa. Ovo će olakšati snimanje.
M87 je supermasivna crna rupa, oko 6 milijardi puta veća od mase našeg Sunca. Ipak, teško je uočiti. Njegov horizont događaja je otprilike veličine našeg Sunčevog sistema, ali na velikoj udaljenosti od nas.
Kako se Zemlja rotira, crna rupa će se pojaviti u vidokrugu za različite teleskope širom sveta, omogućavajući da se kontinuirane slike prikupljaju svakih nekoliko dana, i da se spoj tih slika spaja.
Za Strelca A*, koji je mnogo manji sa oko 4 miliona puta većom od mase našeg Sunca, slike će morati da se prave svakih pet minuta da bi se videle promene oko crne rupe.
Teleskopi posmatraju crne rupe u radio talasima, a njihovi pogledi su spojeni kroz proces koji koristi elektromagnetne talase za izdvajanje informacija i stvaranje jedinstvenog pogleda. Ovo je trenutno nemoguće postići jednim teleskopom.
Materijal oko Strelca A*, uglavnom gasovita materija, kreće se mnogo brže od onog oko M87, završavajući orbitu za nekoliko sati u poređenju sa dve nedelje za M87. Za njegovo posmatranje potrebna je upotreba namibijskog AMT-a.
Količina podataka koju proizvode teleskopi je zapanjujuća: pet petabajta ili više, ili 5 milijardi gigabajta — previše da bi se prenelo preko interneta u razumnom vremenu. Umesto toga, podaci se moraju fizički transportovati do objekata za obradu u SAD i Nemačkoj.
Za predstojeće video snimke crnih rupa, upozorio je Falcke, „ovo će se samo pogoršati. Biće mnogo više podataka“.
Majkl Kramer, koji je bio jedan od vodećih, zajedno sa Falckeom, na ranijoj svemirskoj inicijativi, BLACKHOLECAM 2014–2020, rekao je da će proizvodnja video zapisa crnih rupa pružiti mnogo više informacija od pojedinačnih slika. Kramer je direktor Instituta Maks Plank za radio astronomiju u Nemačkoj.
Slike koje su ranije objavljene, rekao je, „imale su ovu svetlu tačku oko sebe“ — velike mrlje plazme koje je crna rupa pojela.
Na snimcima će se ove svetle tačke pomeriti, rekao je on. „Gledajući kako se ova plazma kreće, mnogo bolje razumete dinamiku. Takođe možete bolje da upravljate geometrijom, orijentacijom crne rupe.“
To kretanje bi trebalo da omogući mnogo preciznije merenje mase crne rupe, kao što možemo da izračunamo masu Sunca „posmatrajući planete i kako kruže oko centra Sunčevog sistema“, objasnio je Kramer.
Pravac plazme će takođe otkriti orijentaciju materijala u orbiti dok polako gubi energiju i spiralno se kreće ka unutra. Možda bi čak bilo moguće videti zvezdu koju raskida crna rupa ako se usuđuje previše blizu.
„To bi bilo kul“, rekao je Falcke. „Ako ode tamo, spremni smo.
„Crne rupe su deo naše istorije“, rekao je on. „Neki elementi u našem telu ne bi bili ovde da ih crne rupe nisu prenosile unaokolo tokom univerzuma.
On je opisao istraživačke napore BlackHolistic-a kao „malo smele“. Ali on je primetio da su crne rupe u suštini „najjednostavniji objekti u univerzumu jer su opisane sa samo dva broja, koliko mase imaju i koliko se rotiraju“.
„Svaka ćelija u vašem telu je beskrajno komplikovanija od crne rupe.“
Uprkos toj lažnoj jednostavnosti, postoji mnogo neizvesnosti u vezi sa granicama prostora i vremena unutar crne rupe koja još uvek zbunjuje istraživače.
„Tražim misteriju univerzuma“, rekao je Falcke, „i verujem da će uvek postojati misterija.“
Prvi video snimci crne rupe će dati barem neke odgovore.
