Decennia lang hebben wetenschappers beweerd dat Supermassive Black Holes (SMBHs) zich in het centrum van grotere sterrenstelsels bevinden. Deze werkelijkheidsbuigende punten in de ruimte oefenen een buitengewoon krachtige invloed uit op alle dingen die hen omringen, verbruiken materie en spuwen een enorme hoeveelheid energie uit. Maar gezien hun aard zijn alle pogingen om ze te bestuderen beperkt tot indirecte methoden.
Dat veranderde allemaal vanaf woensdag 12 april 2017, toen een internationaal team van astronomen het allereerste beeld van een Boogschutter A * kreeg. Met behulp van een reeks telescopen van over de hele wereld - gezamenlijk bekend als de Event Horizon Telescope (EHT) - konden ze het mysterieuze gebied rond dit gigantische zwarte gat visualiseren waaruit materie en energie niet kunnen ontsnappen - d.w.z. de horizon van de gebeurtenis.
Dit is niet alleen de eerste keer dat dit mysterieuze gebied rond een zwart gat in beeld wordt gebracht, het is ook de meest extreme test van Einstein's Theory of General Relativity ooit. Het vertegenwoordigt ook het hoogtepunt van het EHT-project, dat speciaal is opgezet om zwarte gaten rechtstreeks te bestuderen en ons begrip ervan te verbeteren.
Sinds het in 2006 begon met het vastleggen van gegevens, is de EHT toegewijd aan de studie van Sagitarrius A * omdat het de dichtstbijzijnde SMBH is in het bekende heelal - ongeveer 25.000 lichtjaar van de aarde verwijderd. In het bijzonder hoopten wetenschappers te bepalen of zwarte gaten worden omgeven door een cirkelvormig gebied waaruit materie en energie niet kunnen ontsnappen (wat wordt voorspeld door algemene relativiteitstheorie), en hoe ze materie op zichzelf opnemen.
In plaats van een enkele faciliteit te vormen, vertrouwt de EHT op een wereldwijd netwerk van radioastronomie-faciliteiten op basis van vier continenten, die allemaal zijn toegewijd aan het bestuderen van een van de krachtigste en meest mysterieuze krachten in het heelal. Dit proces, waarbij radioschotels met een grote ruimte van over de hele wereld zijn verbonden met een virtuele telescoop op aarde, staat bekend als Very Long Baseline Interferometry (VLBI).
Zoals Michael Bremer - een astronoom bij het International Research Institute for Radio Astronomy (IRAM) en een projectmanager voor de Event Horizon Telescope - zei in een interview met AFP:
“In plaats van een telescoop te bouwen die zo groot is dat hij waarschijnlijk onder zijn eigen gewicht zou instorten, hebben we acht observatoria gecombineerd zoals de stukken van een gigantische spiegel. Dit gaf ons een virtuele telescoop zo groot als de aarde - ongeveer 10.000 kilometer (6.200 mijl) heeft een diameter. ”
Alles bij elkaar omvat het netwerk instrumenten zoals de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) in Chili, de Arizona Radio Observatory Submillimeter Telescope, de IRAM 30-meter telescoop in Spanje, de Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano in Mexico, de South Pole Telescope in Antarctica, en de James Clerk Maxwell Telescope en Submillimeter Array in Mauna Kea, Hawaii.
Met deze arrays is het EHT-radioschotelnetwerk het enige dat krachtig genoeg is om het licht te detecteren dat vrijkomt wanneer een object in Boogschutter A * zou verdwijnen. En vanaf zes nachten - van woensdag 5 april tot dinsdag 11 april - werden al zijn arrays in het centrum van onze Melkweg getraind om precies dat te doen. Aan het einde van de run kondigde het internationale team aan dat ze de allereerste foto van een eventhorizon hadden gemaakt.
Uiteindelijk is er zo'n 500 terabyte aan data verzameld. Deze gegevens worden nu overgebracht naar het MIT Haystack Observatory in Massachusetts, waar ze worden verwerkt door supercomputers en worden omgezet in een afbeelding. "Voor het eerst in onze geschiedenis hebben we de technologische capaciteit om zwarte gaten in detail te observeren", zegt Bremer. “De beelden zullen tevoorschijn komen als we alle gegevens combineren. Maar we zullen enkele maanden moeten wachten op het resultaat. "
Een deel van de reden voor het wachten is het feit dat de geregistreerde gegevens die zijn verkregen door de Zuidpooltelescoop alleen kunnen worden verzameld wanneer de lente op Antarctica begint - wat niet op zijn vroegst tot oktober 2017 zal gebeuren. Als zodanig zal het pas in 2018 duren voordat het publiek zijn ogen kan gaan richten op het schaduwgebied rond Boogschutter A *, en het is niet te verwachten dat het eerste beeld helemaal duidelijk zal zijn.
Zoals Heino Falcke - een astronoom van de Radbound Universiteit die nu de Wetenschappelijke Raad van EHT voorzit (en degene was die dit experiment twintig jaar geleden voorstelde) - in een EHT-persbericht uitlegde voordat de waarneming werd gedaan:
“Het is de uitdaging om iets te doen dat nog nooit eerder is geprobeerd. Het is het begin van een avontuurlijke reis naar een zwart gat ... Ik denk echter dat we meer observatiecampagnes en uiteindelijk meer telescopen in het netwerk nodig hebben om een echt goed beeld te krijgen. ”
Ondanks het wachten en het feit dat herhaalde pogingen nodig zijn voordat we onze eerste duidelijke blik op een zwart gat kunnen krijgen, is er in de tussentijd nog genoeg reden om te vieren. Dit was niet alleen een primeur die lang duurde, maar het betekent ook een grote sprong voorwaarts om een van de krachtigste en mysterieusste natuurkrachten te begrijpen.
Na verloop van tijd kan de studie van zwarte gaten ons in staat stellen om eindelijk op te lossen hoe de zwaartekracht en de andere fundamentele krachten van het heelal op elkaar inwerken. Eindelijk zullen we het hele bestaan kunnen begrijpen als een enkele, uniforme vergelijking!
