Vorig jaar 'hoorden' onderzoekers zwarte gaten voor het eerst door zwaartekrachtgolven te detecteren van twee van dergelijke botsende objecten. Nu willen ze het zwarte gat met eigen ogen zien, of in ieder geval het silhouet ervan.
Volgende maand zullen astronomen radiotelescopen over de hele wereld gebruiken om het equivalent van een enkel 'planetair' instrument te creëren waarmee ze beelden van zwarte gaten kunnen maken door de enorme wolk van gas en stellaire materie die er omheen draait te verlichten. Hun doelwit is een superzwaar zwart gat in het centrum van de Melkweg dat bekend staat als Sagittarius A * (Sgr A *), evenals een nog zwaarder object in het nabijgelegen sterrenstelsel M87.
Eerdere waarnemingen met de Event Horizon Telescope (EHT) gaven zeer intrigerende resultaten, maar gezichtsloze plekken bleven op de plaats waar de zwarte gaten op de foto hadden moeten zitten. Dit jaar krijgt EHT voor het eerst ondersteuning van laboratoria in Chili en Antarctica, en dit extra vermogen zal het helpen om de beeldresolutie te verbeteren. Astronomen hopen dat zwarte gaten het zwevende gas om hen heen verzamelen in dichte structuren en lange stromen van stellaire materie uitspuwen. Ze hopen ook de focus en vorm van de waarnemingshorizon in kaart te brengen en te testen of de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein werkt onder dergelijke extreme omstandigheden.
De EHT zal het doel maar één keer per jaar kunnen vangen, mits het weer goed is en de positie is waarin beide zwarte gaten duidelijk zichtbaar zijn in observatoria over de hele wereld. Dit jaar zal het team de lucht gedurende 5 nachten observeren vanuit een 10-dagen werkvenster van 5-14 april. Het gegevensintensieve werk begint dan, wat een jaar of langer kan duren, afhankelijk van de resultaten van de onderzoeken. EHT-directeur Shen Dolman van de MIT Observatory in Westford grapt dat dit "een plezier is dat lang in de wacht is gezet om te worden afgehandeld".
Het visualiseren van zwarte gaten is een uitdaging, niet alleen omdat hun intense zwaartekracht zelfs fotonen van licht vangt. Het grootste probleem is dat deze objecten verrassend klein zijn: Sgr A * heeft een massa van vier miljoen zonnen (!), Maar de waarnemingshorizon is slechts 24 miljoen kilometer breed, wat slechts 17 keer breder is dan de zon. Om zoiets kleins (naar kosmische maatstaven) op een afstand van 26.000 lichtjaar van ons te zien, is een telescoop met werkelijk mondiale kracht nodig.
In het optische golflengtebereik wordt het zwarte gat voor ons verborgen door een sluier van stof en gas die het hart van de melkweg verduistert. Radiogolven zullen er veel gemakkelijker doorheen gaan, maar zelfs zij worden nog steeds gehinderd door geïoniseerde gaswolken. De beste telescopen die gevoelig zijn voor de kortste (millimeterlengte) radiogolven zijn pas de afgelopen decennia ontwikkeld. Begin 2010 begonnen Dolman en anderen bij EHT het idee met dergelijke apparatuur te testen in Hawaii, Californië en Arizona. Later breidden ze de reeks uit met de beroemde Large Millimeter Telescope uit Mexico. Als resultaat werd een acceptabel beeld van een zwart gat van M87 verkregen, maar wetenschappers hebben nog steeds niet kunnen begrijpen hoe zwarte gaten precies verdraaien en gaswolken verhitten.
Om de waarnemingshorizon zelf te zien, moet de EHT echter nog krachtiger worden. In de loop der jaren is het van een slecht gefinancierd avontuur uitgegroeid tot een project van internationaal belang, ondersteund door 30 grote wetenschappelijke instellingen in 12 landen. Volgende maand wordt de Italiaanse Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -telescoop in Chili ermee verbonden, waardoor de EHT-gevoeligheid met enkele ordes van grootte zal toenemen.
In een overzichtsartikel op de Science Journal-portal leest u meer over de strategie en plannen van astronomen.
Promotie video:
