🌌 M87*: Το Τηλεσκόπιο που Έγινε... Όσο η Γη

Στις 10 Απριλίου 2019, η ανθρωπότητα είδε για πρώτη φορά την εικόνα της «σκιάς» μιας μαύρης τρύπας: της υπερμεγέθους M87*, στο κέντρο του γιγάντιου ελλειπτικού γαλαξία Messier 87.

Το εντυπωσιακό είναι ότι η εικόνα δεν προήλθε από ένα τεράστιο τηλεσκόπιο. Προήλθε από πολλά ραδιοτηλεσκόπια σε διαφορετικά σημεία της Γης, τα οποία συνεργάστηκαν σαν να αποτελούσαν τμήματα ενός ενιαίου τηλεσκοπίου σχεδόν στο μέγεθος ολόκληρου του πλανήτη.

Το όνομά του: Event Horizon Telescope — EHT.

Ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης

Η τεχνική που έκανε το επίτευγμα δυνατό ονομάζεται Very Long Baseline Interferometry (VLBI).

Ραδιοτηλεσκόπια που βρίσκονταν χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά το ένα από το άλλο παρατηρούσαν ταυτόχρονα το ίδιο αντικείμενο. Οι παρατηρήσεις τους συγχρονίζονταν με εξαιρετικά ακριβή ατομικά ρολόγια και στη συνέχεια συνδυάζονταν υπολογιστικά.

Η βασική ιδέα της συμβολομετρίας είναι εντυπωσιακή: όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των τηλεσκοπίων του δικτύου, τόσο λεπτότερες γωνιακές λεπτομέρειες μπορεί να διακρίνει το σύστημα.

Το EHT πέτυχε γωνιακή διακριτική ικανότητα της τάξης των \[ \boxed{20\text{–}25\ \mu\text{as}} \] όπου \(\mu\text{as}\) σημαίνει μικροδευτερόλεπτα τόξου.

Πόσο μικρή είναι αυτή η γωνία;

Ένα δευτερόλεπτο τόξου είναι μόλις το \[ \frac{1}{3600} \] μιας μοίρας.

Και ένα μικροδευτερόλεπτο τόξου είναι το ένα εκατομμυριοστό αυτού:

\[ 1\,\mu\text{as} = \frac{1}{1.000.000}\text{ arcsec}. \]

Επομένως,

\[ 20\,\mu\text{as} = \frac{20}{3.600.000.000} \text{ μοίρες}. \]

Πρόκειται για μια σχεδόν ασύλληπτα μικρή γωνία.

Για να αποκτήσουμε μια αίσθηση της κλίμακας:

η διακριτική ικανότητα του Event Horizon Telescope έχει παρομοιαστεί με το να μπορούσαμε να βρισκόμαστε σε ένα καφέ στο Παρίσι και να διαβάζουμε μια εφημερίδα στη Νέα Υόρκη.

Τι βλέπουμε πραγματικά στην εικόνα;

Η περίφημη εικόνα δεν δείχνει την ίδια τη μαύρη τρύπα — από τη φύση της, μια μαύρη τρύπα δεν εκπέμπει φως που να μπορεί να διαφύγει από τον ορίζοντα γεγονότων.

Βλέπουμε έναν φωτεινό δακτύλιο θερμού υλικού γύρω από μια σκοτεινή κεντρική περιοχή. Η βαρύτητα της μαύρης τρύπας καμπυλώνει δραματικά τις τροχιές του φωτός, δημιουργώντας τη χαρακτηριστική «σκιά» που κατέγραψε το EHT.

Για να δούμε ένα από τα μικρότερα γωνιακά αντικείμενα στον ουρανό, χρειάστηκε να μετατρέψουμε ολόκληρη τη Γη σε ένα εικονικό τηλεσκόπιο.

Το M87* βρίσκεται περίπου 55 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά και έχει μάζα περίπου 6,5 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου.

Η εικόνα του 2019 ήταν επομένως κάτι περισσότερο από μια εντυπωσιακή φωτογραφία. Ήταν το αποτέλεσμα της συνάντησης της Φυσικής, των Μαθηματικών, της Αστρονομίας, της ακριβούς μέτρησης και της υπολογιστικής επιστήμης σε πλανητική κλίμακα.

Και ίσως αυτή να είναι η πιο όμορφη πλευρά της ιστορίας: για να παρατηρήσουμε κάτι τόσο μακρινό και τόσο μικρό στον ουρανό, έπρεπε πρώτα να μάθουμε να χρησιμοποιούμε ολόκληρο τον πλανήτη μας ως ένα ενιαίο επιστημονικό όργανο.

📚

Έρχεται το πολλαπλό βιβλίο ΝΕΟ — βρες όλες τις επιλογές εδώΠολλαπλό βιβλίο ΝΕΟ — 437 βιβλία σε PDF

PDF & Ψηφιακά Μαθησιακά Αντικείμενα — χωρίς εγγραφή • Portify

📚 437 βιβλία🎬 22.000+ Ψηφιακά Μαθησιακά Αντικείμενα

Δες τα βιβλία →