ΦΩΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΜΑΥΡΗΣ ΤΡΥΠΑΣ

ΦΩΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΜΑΥΡΗΣ ΤΡΥΠΑΣ - TAKING THE PHOTO OF A BLACK HOLE

(EL)
Τις τελευταίες δεκαετίες, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστήμης ή αλλιώς NSF, μια κυβερνητική υπηρεσία των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής, οργάνωνε ένα έργο που θα έδινε μια τεράστια ώθηση στις γνώσεις της Ανθρωπότητας σχετικά με ένα από τα πιο μυστήρια φαινόμενα του Σύμπαντος: Τις μελανές οπές, ευρύτερα γνωστές ως "μαύρες τρύπες".

Το έργο, γνωστό ως EHT, Event Horizon Telescope, Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων, πρόκειται για τη συνεργασία δεκατριών ραδιοτηλεσκοπίων σε διάφορα μέρη της Γης και πολλών ακόμα αστρονομικών ινστιτούτων και ιδρυμάτων. Τα ραδιοτηλεσκόπια εδάφους λειτουργούν το καθένα χωριστά, λαμβάνοντας δεδομένα από την παρατήρηση δύο υπερμαζικών μελανών οπών: Του Τοξότη Α*, που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας, και τη μελανή οπή στο κέντρο του γαλαξία Μεσσιέρ 87. Συνδυάζοντας τις παρατηρήσεις αυτές, λόγω της απόστασης των τηλεσκοπίων μεταξύ τους, πρακτικά δημιουργείται ένα εικονικό τηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης. Το καλοκαίρι του 2018, η λήψη της πρώτης απευθείας εικόνας μιας μελανής οπής ολοκληρώθηκε. Μέχρι την άνοιξη του 2019, το NSF επιβεβαίωνε την ορθότητα των αποτελεσμάτων και τελικά, την Τετάρτη 10 Απριλίου του 2019, η πρώτη εικόνα μιας μελανής οπής, της υπερμαζικής μελανής οπής στο κέντρο του γαλαξία Μεσσιέρ 87, ανακοινώθηκε στα μέσα ενημέρωσης.

Η Θεωρία της Σχετικότητας, προβλέπει πως ό,τι έχει μάζα, καμπυλώνει το χώρο και το χρόνο γύρω του. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερη είναι και η βαρύτητά του. Ένα σώμα, για να ξεφύγει από τη βαρύτητα ενός άλλου σώματος, πρέπει να αναπτύξει μια ταχύτητα, τη λεγόμενη "ταχύτητα διαφυγής". Οι επιπτώσεις της βαρύτητας ενός μικρού σώματος, π.χ. ενός ανθρώπου, μιας μπάλας ή ακόμα και ενός κυττάρου, είναι πρακτικά μηδενικές μπροστά στη βαρύτητα ενός μεγαλύτερου σώματος, όπως ενός αστεροειδή ή ενός πλανήτη, όπως της Γης. Αλλά ένα σώμα με μάζα πλανήτη ή αστέρα, έχει μεγαλύτερες επιπτώσεις.

Οι μελανές οπές είναι τα απομεινάρια γιγάντιων άστρων που εξερράγησαν κάποια στιγμή και λόγω της ίδιας τους της βαρύτητας, η μισή τους μάζα κατέρρευσε και συρρικνώθηκε σε μια περιοχή απείρως πυκνή. Λόγω της τεράστιας μάζας και της τεράστιας πυκνότητας, η βαρύτητα μιας μελανής οπής είναι τόσο μεγάλη, που η ταχύτητα διαφυγής στην επιφάνειά τους ισούται με την ταχύτητα του φωτός, τη μεγαλύτερη ταχύτητα που μπορεί να επιτευχθεί στο Σύμπαν. Αυτό σημαίνει, ότι το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από τη μελανή οπή.

Γι' αυτόν το λόγο, μια μελανή οπή είναι αόρατη. Παρ' όλα αυτά, πολλές από αυτές, έχουν ένα δίσκο αερίων γύρω τους. Ό,τι πλησιάσει κοντά τους, αρχίζει να περιφέρεται γύρω τους, ελκόμενο από τη βαρύτητά τους, υπερθερμαίνεται και μετατρέπεται σε πλάσμα με θερμοκρασία δισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, παράγοντας φως. Αυτό το φως, δημιουργεί έναν ορατό δίσκο, στο κέντρο του οποίου θεωρητικά θα μπορούσε να φανεί το απόλυτο μαύρο της μελανής οπής.

Το έργο του EHT, μπόρεσε για πρώτη φορά στην Ιστορία, μέσω πολλών φωτογραφιών και δεδομένων, με συνολικό μέγεθος ολόκληρων petabytes (1 PB = 1.000.000 GB), να παράξει την πρώτη εικόνα μιας μελανής οπής.

Αυτή είναι η υπερμαζική μελανή οπή στο κέντρο του γαλαξία Μεσσιέρ 87, που βρίσκεται περίπου 53.500.000 έτη φωτός μακριά από το Ηλιακό Σύστημα και το Γαλαξία. Η διάμετρός της ανέρχεται στα 38 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, περίπου 254 φορές η μέση απόσταση Γης και Ήλιου! 

Οι πορτοκαλί και κόκκινες φωτεινές μάζες γύρω από το κέντρο είναι ο δίσκος επαύξησης, ο δίσκος των υπέρθερμων αερίων που γυρίζει γύρω από τη μελανή οπή. Τα αέρια στο κάτω μέρος φαίνονται λαμπρότερα, διότι περισσότερο φως φτάνει σε εμάς από αυτήν την πλευρά, λόγω της κατεύθυνσης της περιστροφής της μελανής οπής. Η σκοτεινή μάζα στο κέντρο δεν είναι άλλο από την ίδια την επιφάνεια της μελανής οπής.

(EN) 

During the last decades, the National Science Foundation or NSF, a governmental agency of the United States of America, had been developing a project that would give a great boost to the knowledge of the Humanity about one of the most mysterious phenomena of the Universe: The black holes.

The project, known as EHT, Event Horizon Telescope, is a cooperation of thirteen radiotelescopes in various places of Earth and many more institutes and foundations. The ground radiotelescopes work separately each other, receiving data from the observation of two supermassive black holes: Sagittarius A*, located in the center of our galaxy, Milky Way, and the black hole in the center of the galaxy Messier 87. Combining these observations, due to the distance between these telescopes, they technically create an Earth-sized virtual telescope. During the summer of 2018, the capturing of the first direct image of a black hole was completed. Until the spring of 2019, the NSF was confirming the correctness of the results and was writing the proper project essays and finally, at Wednesday 10 April 2019, the first image of a black hole, the supermassive one in the center of the galaxy Messier 87, was shown in the public media.

The Theory of Relativity predicts that anything with mass, warps the space and time around it. The more massive the object is, the more intense its gravity is. A body, in order to escape from the gravity of another body needs to develop a speed, called “escape velocity”. The effects of the gravity of a small object, e.g. a human, a ball or even a cell, are technically zero in front of the gravity of a larger object, like an asteroid or a planet, like Earth. But a planet-sized or a star-sized body, has greater effects.

Black holes are the remnants of giant stars that exploded some time and, due to their own gravity, half of their mass collapsed and shrunk into an area of infinite density. Due to its huge mass and density, the gravity of a black hole is so intense, that the escape velocity on their surface equals to the speed of light, the highest speed that can exist in the Universe. This means, that light cannot escape a black hole.

For this reason, a black hole is invisible. Despite all that, many black holes have a gas disk around them. Whatever approaches them close, starts to orbit around them, pulled by their gravity, heats up and transforms into plasma with a temperature of billion Celsius degrees, producing light. This light creates a visible disk, in the center of which, theoretically we could see the absolute darkness of the black hole.

The EHT project, managed for the first time in History, combining a great many photos and data, with a total size of whole petabytes (1 PB = 1.000.000 GB), to produce the very first image of a black hole.

This is the supermassive black hole in the center of the galaxy Messier 87, located about 53.500.000 light years from the Solar System and the Milky Way. The diameter of this black hole is up to 38 billion kilometers, about 254 times the average distance between Earth and the Sun!

The orange and red luminous masses around the center are the accretion disk, the disk of the overheated gases orbiting the black hole. The gases on the lower part of the photo look brighter, because there’s more light reaching to us from that side, due to the direction the black hole is spinning. The dark mass in the center is nothing else than the surface of the black hole itself.