Idag publicerades den första bilden någonsin av ett svart hål, tagen med det världsomfattande Event Horizon Telescope. Bilden är det första direkta beviset för existensen av svarta hål, och det spektakulära genombrottet kommer säkerligen att föra astronomin och fysiken in i en helt ny era.
Bilden visar ljus som krökts runt det svarta hålet på grund av dess enormt starka gravitation. Denna yta kallas för händelsehorisonten, innanför vilken det egentliga svarta hålet existerar. Från insidan slipper, så vitt forskarna vet just nu, ingen information ut. Den mörka ringen innanför händelsehorisonten visar alltså det svarta hålets skugga.
Svarta hål seglade upp som rejält tänkbara himlakroppar när Albert Einstein lade fram sin allmänna relativitetsteori 1915, och alltsedan dess har dessa extrema objekt gäckat forskarna. Enligt teorin bryter fysikens lagar samman inne i ett svart hål, och ingenting som har slukats av det verkar kunna slippa ut igen och samtidigt förbli oförstört.
Den så kallade informationsparadoxen säger nämligen att den strålning som hypotetiskt sett borde avges vid händelsehorisonten, så kallad Hawkingstrålning, inte tycks behålla någon information om vad som skett inne i det svarta hålet. Vi kan därför inte observera insidan av ett svart hål, vare sig direkt eller indirekt. Därmed kan vi inte heller testa teorier om vad som försiggår på insidan experimentellt
Händelsehorisonten – den matematiska gräns runt det svarta hålet där ljus fortfarande existerar i sin oförstörda form, om än krökt in absurdum av objektets oerhört starka gravitation – skulle däremot kunna observeras. Otaliga simuleringar av detta fenomen har därför gjorts av teamet bakom Event Horizon-projektet för objektet, och bilden visar sig stämma helt överens med dessa vilket bekräftar astronomernas övertygelse att det är just händelsehorisonten vi ser i form av en ring av krökt ljus. Innanför syns skuggan av det svarta hålet, eftersom att allt ljus från dess baksida kröks till den ring vi ser.
I en av de första vetenskapliga artiklarna som publicerades idag skriver forskarna bakom bilden att den direkta observationen av ljus från denna typ av objekt nu förändrar vår uppfattning om händelsehorisonten kring svarta hål från att vara ett matematiskt koncept till en fysisk entitet som kan observeras vid upprepade tillfällen.
Observationen gjordes i centrum av den elliptiska galaxen Messier 87 i stjärnbilden Jungfrun, som ligger på ett avstånd av 55 miljoner ljusår från jorden. Utifrån den avbildade händelsehorisontens egenskaper så har astronomerna i projektet kunnat beräkna det supermassiva svarta hålets massa till 6,5 miljarder gånger solens massa. Objektet har nu fått benämningen M87*.
För att klara av att observera ett objekt på så stort avstånd kombinerades åtta teleskop över hela jorden genom så kallad långbasinterferometri, en teknik som du kan läsa mer om i den artikel om Event Horizon Telescope som vi publicerade tidigare i veckan. Sedan 2017 när observationerna gjordes har de petabyte av data som insamlades bearbetats av superdatorer vid Max Planckinstitutet för radioastronomi och MIT Haystack Observatory.
De sensationella nya rönen publicerades idag i sex artiklar i ett specialnummer av The Astrophysical Journal Letters, tillsammans med ett fokus-nummer som summerar artiklarna.
Genombrottet har inte bara en stor innebörd för astronomin; det visar även hur framgångsrika internationella samarbeten kan vara.
Du kan se en sammanfattning av de nya rönen samt historien bakom jakten på de gäckande svarta hålen i den utmärkta filmen nedan från Europeiska sydobservatoriet.
