Et sort hull er blitt avbildet for aller første gang!

Opp gjennom observasjonsastronomiens historie er det gjort en rekke observasjoner som vi ikke kan forklare på annet vis enn at det må være et sort hull som ligger bak. Vi har derfor hatt god grunn til å tro at sorte hull eksisterer. Men vi har aldri faktisk sett det sorte hullet. Frem til nå!

Hva er et sorte hull?

Et sort hull er et astronomisk objekt med så sterkt gravitasjonskraft at ingen ting kan unnslippe. Når selv ikke lys kan unnslippe et objekt, er resultatet at objektet ser sort ut.

• Les mer: Min presentasjon om sorte hull fra direkte kollaps (1): Hva er et sort hull? (blogginnlegg, 03.12.2015)

Den klassiske modellen av et sort hull er at det består av en singularitet som er omgitt av en hendelseshorisont. Singulariteten befinner seg i sentrum av det sorte hullet og det er her massen til det sorte hullet er presset sammen i et uendelig lite, tett punkt.

Singulariteten er omgitt av hendelseshorisonten. Hendelseshorisonten er en grense som markerer «point of no return» rundt det sorte hullet. Det som befinner seg innenfor hendelseshorisonten er fanget av gravitasjonskraften til det sorte hullet og kan ikke unnslippe. Det som befinner seg ved og utenfor hendelseshorisonten kan fortsatt unnslippe og vil derfor være synlig for oss.

Vi kan altså ikke se selve det sorte hullet. Men et sort hull kan være omgitt av materie som blir akselerert på vei inn mot det sorte hullet slik at det varmes opp og sender ut stråling. Denne strålingen kan vi observere.

Det første bildet

For første gang har astronomer klart å avbilde et sort hull – nærmere bestemt hendelseshorisonten, som er det nærmeste vi kan se det sorte hullet. Det er det supermassive sorte hullet i sentrum av galaksen M87 som er blitt avbildet. Galaksen befinner seg hele 55 millioner lysår unna (til sammenligning er Melkeveien ca. 200 000 lysår på tvers). Jo mer massive sorte hull, desto større diameter har hendelseshorisonten. Derfor gir det mening å se på supermassive sorte hull når man skal ta et bilde av et sort hull.

Resultatet ser slik ut:

Dette er en viktig observasjon fordi det bekrefter eksistensen av sorte hull. Observasjonene er i god overensstemmelse med teoriene vi hadde for hvordan den skulle se ut, som er beskrevet av den generelle relativitetsteorien. Videre kan disse nye observasjonen brukes til å teste modeller vi har for sterke gravitasjonsfelt, sterke magnetfelt, samt hvordan materie strømmer inn og ut av området rundt et sort hull, i form av akkresjon og jetstråler. Kanskje kan vi få svar på noen av de ubesvarte spørsmålene vi har tilknyttet sorte hull.

Størrelsen til det sorte hullet er illustrert av xkcd i denne tegningen:

Event Horizon Telescope

Det er ikke mange år siden teknologien ble bra nok til faktisk å kunne ta et bilde av hendelseshorisonten til et sort hull. For å få til det, må detektorene våre klare å samle opp nok lys og gjøre det med tilstrekkelig oppløsning. De som står bak bildet av det sorte hullet, er det globale samarbeidsprosjektet Event Horizon Telescope (EHT).

Ved å kombinere flere teleskoper over hele kloden som ser på det samme sorte hullet, blir det som å se på det sorte hullet med et teleskop på størrelse med Jorden. Metoden som brukes kalles langbaseinterferometri (very-long-baseline interferometry på engelsk, forkortet VLBI). Da kan vi få bra nok oppløsning til å se hendelseshorisonten. Prinsippet er forklart her.

Se også denne TED-presentasjonen gitt av Katie Bouman, som utviklet algoritmen som gjorde det mulig å ta bildet av det sorte hullet:

EHT består av åtte bakkebaserte teleskoper: ALMA, APEX, IRAM 30 meter telescope, James Clerk Maxwell Telescope, Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter Telescope og South Pole Telescope. De har observert i en bølgelengde på 1,3 mm.

De neste årene vil flere teleskoper legges til i EHT-samarbeidet for å gi enda mer sensitive observasjoner. Nærmere bestemt: IRAM NOEMA Observatory, Greenland Telescope og Kitt Peak Telescope.

Det blir spennende å se hva EHT kan vise oss i fremtiden!

* * *

Her kan du se pressekonferansen:

Les mer:

• Event Horizon Telescope (offisiell nettside)
• Astronomer tar første bilde av et sort hull (ESO, pressemelding 10. april 2019)
• Første bilde av et svart hull (NRK Viten, 10. april 2019)
• Black hole (Wikipedia)
• Sorte hull (Store norske leksikon)

Hovedbilde: Det første bildet av et sort hull (EHT Collaboration)