Είδαμε το δακτύλιο φωτονίων μίας μαύρης τρύπας για πρώτη φορά

 

Η πρώτη φωτογραφία μίας μαύρης τρύπας καταγράφηκε για πρώτη φορά από το Event Horizon Telescope το 2019 και αν θυμάστε, σαν εικόνα δεν ήταν και πολύ εντυπωσιακή αφού έμοιαζε με ένα θολό πορτοκαλί ντόνατ. Ο κρυμμένος θησαυρός της εικόνας ήταν στα δεδομένα που αποκομίσαμε και όχι στην ίδια την εικόνα.

 

Οι μαύρες τρύπες φυσικά δεν εκπέμπουν φως οι ίδιες τους. Το φως που βλέπουμε δεν είναι ούτε από τους πίδακες πλάσματος ή τα υπέρθερμα αέρια γύρω από την τρύπα. Αντιθέτως, προέρχεται από τα φωτόνια τα οποία όταν περνάνε κοντά από τη μαύρη τρύπα, αλλάζουν δραστικά κατεύθυνση λόγω της παραμόρφωσης του χωροχρόνου.

Ο λεγόμενος δακτύλιος φωτονίων είναι η τοποθεσία όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή, που το φως ταξιδεύει σε έναν αέναο κύκλο. Τα φωτόνια βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα σε αυτήν την περιοχή. Αν βρισκόμασταν εκεί, ένα φωτόνιο θα έφευγε από το πίσω μέρος του κεφαλιού σας, θα έκανε τον κύκλο της μαύρης τρύπας και θα μπορούσε να το δει το μάτι σας – πρακτικά θα βλέπατε το πίσω μέρος του κεφαλιού σας. Βέβαια θα ήσασταν νεκροί λόγω της βαρύτητας αλλά καταλαβαίνετε πως λειτουργεί.

 

Το μέγεθος του δακτυλίου φωτονίων εξαρτάται από τη μάζα της μαύρης τρύπας και η φωτεινότητά του εξαρτάται από το ρυθμό περιστροφής της. Γιατί λοιπόν η εικόνα του EHT δε μας έδειξε απευθείας το δακτύλιο φωτονίων; Δυστυχώς για εμάς, το διάστημα μεταξύ της μαύρης τρύπας και της Γης δεν είναι άδειο. Υπάρχει μία περιοχή ψυχρών αερίων που πρέπει να περάσει το φως για να φτάσει σε εμάς με αποτέλεσμα να διασκορπίζεται στην πορεία, κάνοντας θολή την εικόνα.

Οι επιστήμονες αφαίρεσαν τη λάμψη της εικόνας χρησιμοποιώντας αλγορίθμους. αποκαλύπτοντας δύο εικόνες που κρύβονταν στα δεδομένα του EHT. Μία είναι ο ίδιος ο δακτύλιος φωτονίων και η άλλη είναι η λάμψη της τριγύρω περιοχής. Έτσι μπορούμε να ανακαλύψουμε και τα αέρια που περιβάλλουν τη μαύρη τρύπα.

 

Η νέα έρευνα είναι ένα πολύ καλό παράδειγμα της ανάλυσης δεδομένων με καινοτόμους τρόπους. Οι σύγχρονες αστρονομικές παρατηρήσεις με πανίσχυρα όργανα, συγκεντρώνουν τέτοια ποσότητα δεδομένων που πολλές φορές είναι περισσότερα από ό,τι περιμένουμε. Καθώς μαθαίνουμε πώς να επεξεργαζόμαστε αυτά τα δεδομένα, μπορούμε να αποκαλύψουμε παρατηρήσεις οι οποίες δεν είχαν γίνει σε παλαιότερες καταγραφές.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal.