DENVER - Vorige week heeft de Event Horizon Telescope (EHT) het allereerste beeld vrijgegeven van de schaduw van een zwart gat die tegen het hete gas van zijn aanwasschijf wordt geworpen. Dat beeld, van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg Messier 87 (M87), was wereldwijd voorpaginanieuws. Binnenkort zal de EHT de eerste film produceren van dat hete gas dat chaotisch rond de schaduw wervelt, zeiden projectleiders die zondag (14 april) hier spraken tijdens de bijeenkomst in april van de American Physical Society.
De EHT is geen enkele telescoop. Het is eerder een netwerk van radiotelescopen over de hele wereld die nauwkeurig getimede opnames van radiogolven samen maken, en deze opnames kunnen zo worden gecombineerd dat de verschillende telescopen allemaal als één fungeren. Naarmate meer individuele radiotelescopen zich bij de EHT aansluiten en het team de opnametechnologie van het project bijwerkt, zouden de details van de beelden dramatisch moeten toenemen, zei Shep Doeleman, de astronoom van de Harvard University die het EHT-project leidde, in zijn toespraak. En dan zou het team films van zwarte gaten in actie moeten kunnen produceren, zei hij.
'Het blijkt dat we zelfs nu, met wat we hebben, met bepaalde eerdere veronderstellingen in staat kunnen zijn om naar roterende handtekeningen te kijken', zei Doeleman. "En dan, als we veel meer stations hadden, dan zouden we echt in realtime films kunnen zien van de aanwas en rotatie van zwarte gaten."
In het geval van het zwarte gat in M87 vertelde Doeleman na zijn lezing aan WordsSideKick.com, dat het vrij eenvoudig zal zijn om een film te maken. Het zwarte gat is enorm, zelfs voor een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel: het is 6,5 miljard keer de massa van de zon van de aarde, met zijn gebeurtenishorizon - het punt waarboven zelfs geen licht kan terugkeren - die een bol zo breed als ons hele zonnestelsel. Het duurt dus lang voordat de hete materie van de aanwasschijf van dit zwarte gat een enkele tocht rond het object maakt.
'De tijdschaal waarop merkbaar verandert is groter dan een dag. Dat is geweldig', zei Doeleman, want het betekent de EHT om een filmpje van het object één voor één op te nemen.
"We kunnen ... ons beeld maken. Als we dan nog een film willen maken, of een time-lapse-film, dan gaan we gewoon de volgende dag of de volgende week uit. En misschien doen we het zeven weken achter elkaar en krijgen we zeven frames van een film en dan iets zien bewegen op die manier, "zei hij
Maar het M87 zwarte gat is niet het enige superzware zwarte gat dat de EHT waarneemt. Het team kijkt ook naar Boogschutter A *, het superzware zwarte gat in het centrum van ons eigen sterrenstelsel, en is van plan binnenkort het eerste beeld van dat object vrij te geven. En de EHT-onderzoekers willen ook films maken van dat veel dichterbij en beter bestudeerde zwarte gat, maar dat project zal ingewikkelder worden, zei Doeleman.
SagA * is ongeveer 1000 keer minder zwaar dan het zwarte gat M87, zei Doeleman, dus het beeld verandert 1000 keer sneller.
'Dus dat betekent dat het in minuten of uren zal veranderen', zei Doeleman. "Je moet een fundamenteel ander algoritme ontwikkelen, want het is alsof je de lensdop op je camera hebt en er iets beweegt terwijl je een opname maakt."
Om een film te maken, zei hij, zou de EHT niet alleen alle gegevens moeten verzamelen die nodig zijn om een beeld van het zwarte gat te produceren, maar die gegevens ook in de tijd in verschillende delen moeten verdelen. Vervolgens zou het team die brokjes met elkaar vergelijken met behulp van geavanceerde algoritmen om erachter te komen hoe het beeld veranderde, zelfs toen het werd vastgelegd.
'We moeten een manier bedenken om naar het eerste kleine beetje gegevens te kijken, en vervolgens naar het tweede kleine beetje gegevens, en dan om een film te maken', zei hij. "Dus leden van ons team werken aan wat we dynamische beeldvorming noemen."
Deze benadering maakt gebruik van modellen van hoe het beeld zou moeten bewegen, waarbij die modellen worden vergeleken met de feitelijke gegevens om te zien of het past.
'Je moet slim zijn en uitzoeken hoe de gegevens van dit tijdsegment direct daarna verband houden met dat tijdsegment', zei Doeleman. 'Dus je zou bijvoorbeeld kunnen zeggen:' Oké, je kunt wel bewegen, maar zo ver kun je niet gaan. ''
Met behulp van dit soort beperkingen, zei hij, kan het team zelfs zeer beperkte hoeveelheden gegevens van elke minuut omzetten in complete foto's van SagA * in beweging. Als gevolg hiervan verwacht het team in één nacht films te maken van het kleinere zwarte gat.
Die films, aldus Avery Broderick, een astrofysicus aan de Universiteit van Waterloo in Canada die werkt aan het interpreteren van de beelden van de EHT, zouden nieuwe details moeten onthullen over het gedrag van aanwasschijven rond zwarte gaten, inclusief hoe ze materie opslokken.
'We kunnen ruimtetijden in kaart brengen door naar de bioscoop met zwarte gaten te kijken, niet naar portretten', zei Broderick.
