კაცობრიობა შავი ხვრელის პირველი ფოტოს მოლოდინში - სურათი თითქმის მზადაა
კაცობრიობა შავი ხვრელის პირველი ფოტოს მოლოდინში - სურათი თითქმის მზადაა

2019 წელი ასტრონომიაში ფრიად გამორჩეული იქნება. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ე. წ. მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპი აქტიურად მუშაობდა, რათა კაცობრიობის ისტორიაში პირველად, ფოტო გადაეღო შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტისთვის.

მიუხედავად საზოგადოებაში შავი ხვრელების პოპულარობისა, მათი ნამდვილი სახე აქამდე არასოდეს გვინახავს. მიზეზი საკმაოდ მარტივია.

შავი ხვრელები უხილავია. მათი გრავიტაცია იმდენად უზარმაზარია, რომ გარკვეული წერტილის გავლის შემდეგ, მისგან გაქცევა აღარაფერს შეუძლია. მათ შორის არის ელექტრომაგნიტური რადიაციაც, მაგალითად, რენტგენული გამოსხივება, ინფრაწითელი და ხილული სინათლე, რადიოტალღები, რომლებიც ამ ობიექტთა პირდაპირი დაფიქსირების საშუალებას მოგვცემდნენ.

შავი ხვრელის გარშემო არსებობს ზონა, რომელსაც უკან არდაბრუნების წერტილს უწოდებენ. მეორენაირად ამ რეგიონს მოვლენათა ჰორიზონტი ჰქვია. მიუხედავად იმისა, რომ ეს რეგიონი უბრალოდ შემზარავია, წარმოადგენს საკვანძო ზონას შავი ხვრელის ვიზუალიზაციისთვის.

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ შეიძლება თავად შავი ხვრელი ვერ დავინახოთ, არსებობს შანსი, რომ ფოტოზე აღვბეჭდოთ მისი მოვლენათა ჰორიზონტი. დიდი წვალებისა და ძალისხმევის შემდეგ, როგორც ჩანს, მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის (EHT) წყალობით ამ მომენტთან უკვე საკმაოდ ახლოს ვართ.

მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპამდე დიდი ხნით ადრე დაიბადა ფრანგი ასტრონომი ჟან-პიერ ლუმინი. ჯერ კიდევ 1978 წელს მან შემოგვთავაზა შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის ერთ-ერთი პირველი სურათი.

რა თქმა უნდა, ეს არ ყოფილა ნამდვილი ფოტო. საკუთარ შესაძლებლობათა წყალობით, პროფესიით მათემატიკოსმა ლუმინმა შექმნა პირველი კომპიუტერული სიმულაცია, რომელიც გვიჩვენებდა, თუ როგორი შესახედაობა შეიძლებოდა ჰქონოდა შავ ხვრელს. ამისათვის მან პერფო-ბარათზე მომუშავე 1960-იანი წლების კომპიუტერი IBM 7040 გამოიყენა.

როგორც ლუმინმა ScienceAlert-ს განუცხადა, იმ დროს ეს საკმაოდ ეგზოტიკური თემა იყო და ბევრ ასტრონომს შავი ხვრელების არსებობის საერთოდაც არ სჯეროდა.

ლუმინის თქმით, მას სურდა შეესწავლა შავ ხვრელთა უცნაური ფიზიკა და შეექმნა სპეციფიკური მექანიზმი, რომელიც რომელიც მათი არსებობის არაპირდაპირ ხელწერას მოგვცემდა.

კალმითა და ტუშით შეიარაღებულმა ლუმინმა კომპიუტერიდან მიღებული მონაცემების ნეგატიურ ქაღალდზე დატანა დაიწყო.

ბუნდოვანი ფოტო, რომელსაც ზემოთ ხედავთ, ასახავს, თუ როგორ შეიძლება გამოიყურებოდეს შავ ხვრელში ჩამავალი მატერიის ბრტყელი დისკო თუკი მასთან ახლოს მივალთ. შესაძლებელია ისიც, რომ ის ასე ბრტყლად არ გამოიყურებოდეს, რადგან შავი ხვრელის უზარმაზარი გრავიტაცია ამრუდებს მის გარშემო არსებულ სინათლეს.

როგორც ლუმინი განმარტავს, გრავიტაციული ველი შავი ხვრელის სიახლოვეს არსებულ სინათლის სხივებს იმდენად ამრუდებს, რომ ხილულია დისკოს მხოლოდ მცირე ნაწილი. სინათლის გამრუდება ასევე წარმოქმნის მეორად სურათს, რომელიც საშუალებას გვაძლევს დავინახოთ აკრეციის დისკოს მეორე მხარე.

მართალია, ლუმინი პირველი იყო, მაგრამ არა ერთადერთი, ვინც შავი ხვრელის შესაძლო ვიზუალმა დაატყვევა. მას შემდეგ, შავი ხვრელის ვიზუალიზაცია ბევრმა სცადა.

მიჩნეულია, რომ კრისტოფერ ნოლანის 2014 წლის ფილმი „ვარსკვლავთშორისი“ (Interstellar) მეცნიერულად საკმაოდ აკურატულად წარმოაჩენს შავი ხვრელის ვიზუალს. იგი დიდწილად დაფუძნებულია სწორედ ჟან-პიერ ლუმინის შრომაზე. კონსულტაციებში მონაწილეობდა ფიზიკოს-თეორტიკოსი კიპ თორნი.

შავი ხვრელი ფილმში „ვარსკვლავთშორისი“

იმისათვის, რათა ნაკლებ დამაბნეველი და ეკრანზე უფრო ლამაზი ყოფილიყო, საბოლოოდ, ფილმში გამოჩნდა გამარტივებული ვერსია.

მართალია გამოსახულება შთამბეჭდავი გამოვიდა, მაგრამ როგორც ლუმინი და თორნი აღნიშნავენ, შავი ხვრელი სინამდვილეში ასე არ უნდა გამოიყურებოდეს.

სწორად არის წარმოჩენილი გრავიტაციული ველის მიერ წარმოქმნილი პირველადი და მეორადი ფოტოები, მაგრამ ლუმინის ფოტოსგან განსხვავებით, ერთნაირ ფერში იყო გადაწყვეტილი დისკოს სიკაშკაშე.

ფილმის შესახებ ლუმინმა 15-გვერდიანი კვლევა გამოაქვეყნა, თორნმა კი საერთოდაც წიგნი დაწერა.

ალბათ შენიშნავდით იმასაც, რომ შავი ხვრელის ვიზუალის ყველა ვერსია ერთმანეთისგან საკმაოდ განსხვავდება. ქვემოთ მოცემულია შავ ხვრელთა ვიზუალი, რომელიც ასახავს LIGO-ს მიერ 2016 წელს დაფიქსირებულ გრავიტაციულ ტალღათა წარმომქმნელ ორი შავი ხვრელის ილუსტრაციას.

მასალა ეფუძნება საფრაგნეთის ეროვნული სამეცნიერო კვლევათა ცენტრის მკვლევრის, ალენ რიასუელოს მიერ 2016 წელს შექმნილ შავი ხვრელის კომპიუტერულ სიმულაციებს.

ეს შავი ხვრელები სხვანაირად იმიტომ გამოიყურება, რომ ილუსტრაცია ასახავს მშვიდ შავ ხვრელებს, აკრეციის დისკოს გარეშე.

თუ ამ მტვრისა და გაზის საბურველს მოვაშორებთ, შავი ხვრელის გრავიტაცია მის უკან არსებულ სივრცეს ამრუდებს. თუკი შავ ხვრელთან იმდენად ასე მივალთ, რომ ის ასეთ მდგომარეობაში ვიხილოთ, მისი გრავიტაცია დაგვიჭრეს და ორბიტაზე გვამოძრავებს. სწორედ ამიტომ ჩანს ვიდეოში, რომ ის თითქოს ვარსკვლავების მინდვრის გასწვრივ მოძრაობს.

მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის მთავარი სამიზნეა მშვილდოსანი A*, ჩვენი გალაქტიკა ირმის ნახტომის ცენტრში გაწოლილი მონსტრი, სუპერმასიური შავი ხვრელი.

ჯერჯერობით არ ვიცით, რას ვიხილავთ. შესაძლოა, უბრალოდ რამდენიმე ბუნდოვანი პიქსელიც მივიღოთ.

გამომდინარე იქიდან, რომ მშვილდოსანი A*-ს აკრეციის დისკო აქვს, მოსალოდნელია, რომ ვიხილავთ რაღაც ისეთს, როგორიც ეს თავის დროზე ლუმინის კვლევამ აჩვენა.

გარდა ამისა, მეცნიერებს იმედი აქვთ, რომ უფრო უკეთ შეისწავლიან რადიაციის პოლარიზაციას, მაგნიტური ველის სტრუქტურას და შავი ხვრელის რელატივისტურ ჭავლებს.

თუმცა, ყველაზე საოცარი, რაც შეიძლება, რომ მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპმა შემოგვთავაზოს, შავი ხვრელის აკრეციის დისკოს ფოტოა.

მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.

დატოვე კომენტარი