Pengeéles képek készülhetnek majd a fekete lyukakról

2019 áprilisában az Event Horizon Telescope (EHT, Eseményhorizont Teleszkóp) hálózata elkészítette az első felvételt egy fekete lyukról, most olyan, az általános relativitáselméleten alapuló számítások útján kapott eredményeket tett közzé egy kutatócsoport, amelyben a fekete lyukak finomszerkezeti tulajdonságait tárhatják fel, amely a fény útjának elgörbítéséből adódó képekből áll össze.

A fekete lyuk felvétele igazából egymásba ágyazott foton-gyűrűk képéből áll, mindegyik gyűrű nagyjából hasonló átmérőjű, de egyre élesebbé válik a kép, mivel a fény egyre többször kerülte meg a fekete lyukat, mielőtt az észlelőhöz jutott. Az EHT által készített felvétel csak kis szelete a teljes, komplex képnek, amit egy fekete lyukról e foton-gyűrűk segítségével alkothatunk, s amelynek segítségével a fekete lyuk tömege és forgása is precízebben meghatározható. Az eredményeket a princetoni Institute for Advanced Study (Haladó Tudományok Intézete) ismertette.

A különböző szakterületekről (elméleti fizika, asztrofizika, megfigyelő csillagászat) érkezett kutatók együttes munkával tudták kibővíteni a lehetőséget a foton-gyűrűk vizsgálatára, a belőlük kinyerhető információkra vonatkozóan. Az elméleti modellek alaposabb megértésével kiderül, hogy mit lehet e gyűrűkből a gyakorlatban is megfigyelni. George Wong, az Illinois-i Egyetem (Urbana-Champaign) végzős fizikus hallgatója olyan szoftvert fejlesztett ki, amelyben szimulált fekete lyuk képeket lehet készíteni, ráadásul nagyobb felbontással, mint az eddig születettek. Az így készült képeket vissza is lehet bontani az elméletekben megjósolt képsorozatokká.

Az is kiderült, hogy a fekete lyuk finomszerkezetének megfigyelése maga is új megfigyelési lehetőségeket teremt. „Kiderült, hogy míg a kész felvételen az egymásba ágyazott gyűrűket nem lehet megkülönböztetni egymástól, akkor sem, ha tökéletesek a képek, egy speciális módszer, az interferométernek nevezett távcsőrendszerek révén nagyon jól láthatóvá válnak” – magyarázta Michael Johnson, a Harvard és Smithsonian Asztrofizikai Központ kutatója. „Míg a fekete lyuk tanulmányozásához számos teleszkóp együttes munkája szükséges, az egyes gyűrűket egyedi teleszkóp-párok is érzékelhetik, a feltétel csupán az, hogy ezek kellően nagy távolságban legyenek egymástól. Ha egyetlen űrtávcsővel bővülne az EHT hálózata, megoldható lenne ez a feladat” – egészítette ki a kutató.