Các nhà khoa học đang leo gần hơn với hình ảnh lỗ đen màu

Lỗ đen khét tiếng vì vô hình. Nhưng nhờ một kỹ thuật mới từ nhóm Kính viễn vọng Horizon (EHT) sự kiện, chúng tôi sắp bắt đầu nhìn thấy chúng trong màu sắc.

Các nhà thiên văn học đã tìm ra một cách để quan sát bầu trời vô tuyến trong nhiều tần số cùng một lúc, cho phép chúng tạo ra hình ảnh đầy màu sắc của các lỗ đen siêu lớn. Bước đột phá được xây dựng trên một kỹ thuật gọi là chuyển pha tần số, cho phép các nhà khoa học sửa chữa cho sự can thiệp của khí quyển trong thời gian thực trên nhiều dải radio. Nói một cách đơn giản: Về cơ bản, họ đã tìm ra cách cung cấp cho kính viễn vọng radio một tầm nhìn nhiều màu. Sara Issaoun, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm Vật lý thiên văn | Harvard & Smithsonian, đã lãnh đạo nhóm, người có nghiên cứu gần đây đã được công bố trên Tạp chí Thiên văn học.

Kính viễn vọng sự kiện Horizon (EHT) đã choáng váng cả thế giới vào năm 2019 với hình ảnh đầu tiên của một lỗ đen ML87*, tiếp theo vào năm 2022 bởi Sagittarius A*, lỗ đen siêu lớn tại trung tâm Galaxy của chúng tôi. Giờ đây, các nhà khoa học đang lên kế hoạch cho một nhiệm vụ kế nhiệm dựa trên không gian trị giá 300 triệu đô la, The Event Horizon Explorer, được thiết kế để làm sắc nét những hình ảnh đó gấp mười lần và tiết lộ các vòng photon khó nắm bắt có thể xác nhận spin hố đen và đẩy các giới hạn của thuyết tương đối rộng. Trong khi đó, một số nhà nghiên cứu đã thách thức các khía cạnh của hình ảnh SGR A* ban đầu, đề xuất rằng đĩa bồi tụ của nó có thể kéo dài hơn so với giống như vòng, một câu hỏi mở trong tương lai có thể giải quyết.

Tương tự như cách mắt của chúng ta trong các bước sóng khác nhau của ánh sáng nhìn thấy và diễn giải chúng như một loạt các màu, kính viễn vọng phát thanh chụp các lát đèn radio vô hình trong các dải tần số cụ thể. Khâu đủ các lát đó lại với nhau và bạn có được một cái gì đó giống như một hình ảnh màu sắc chỉ là không có trong phổ nhìn thấy được.

Nhưng cho đến nay, hầu hết các kính viễn vọng radio chỉ có thể quan sát một dải tần số tại một thời điểm. Điều đó tốt khi mục tiêu của các nhà thiên văn là một thiên hà xa xôi xuất hiện ít vận động chống lại vũ trụ. Nhưng nếu các nhà khoa học đang cố gắng hình dung một lỗ đen quay nhanh nhanh chóng phun ra các máy bay tương đối tính, hoặc chao đảo từ các lực hấp dẫn, dữ liệu radio không thể được chụp trong một hình ảnh. Đối tượng chỉ đơn giản là di chuyển quá nhanh đến nỗi nhiều phơi sáng không thể được xếp lớp theo cách mạch lạc.

Nhập chuyển pha tần số. Như đã báo cáo trong vũ trụ ngày nay, nhóm nghiên cứu đã có thể theo dõi các biến dạng khí quyển trong các quan sát của họ ở một bước sóng và làm sắc nét hình ảnh ở một bước sóng khác. . Phương pháp hình ảnh lỗ đen mới của nhóm vẫn còn thử nghiệm, nhưng bằng chứng về khái niệm có nghĩa là chúng ta đang ở trên đỉnh của việc nhận được hình ảnh sắc nét hơn, đúng hơn của các vật thể cực đoan nhất trong vũ trụ.

Các đài quan sát thế hệ tiếp theo như EHT và Black Hole Explorer (BHEX) đã chuẩn bị để sử dụng phương pháp này, đưa chúng ta một bước gần hơn để nhìn thấy một lỗ đen trong tất cả sự sáng chói bạo lực và sống động của nó.