यूरेका! वैज्ञानिकों ने पहली बार एक ब्लैक होल की तस्वीर ली

इवेंट होरिजन टेलीस्कोप, अंतरराष्ट्रीय सहयोग के माध्यम से आठ ग्राउंड-आधारित रेडियो दूरबीनों की एक ग्रह-स्केल सरणी, ने आकाशगंगा M87 और इसकी छाया के केंद्र में सुपरमासिव ब्लैक होल की इस छवि को कैप्चर किया।

(छवि: © ईएचटी सहयोग)

ब्लैक होल को अंततः छाया से बाहर खींच लिया गया है।

पहली बार मानवता ने इन मायावी ब्रह्मांडीय जानवरों में से एक की तस्वीर खींची है, जो एक विदेशी अंतरिक्ष समय क्षेत्र पर प्रकाश डाल रहा है जो लंबे समय से हमारे केन से परे था।

हार्वर्ड यूनिवर्सिटी और हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के शेपर्ड डॉलेमैन ने कहा, "हमने देखा कि हमने जो देखा वह अप्राप्य था। आज (10 अप्रैल) को वाशिंगटन डी.सी. के नेशनल प्रेस क्लब में एक प्रेस कॉन्फ्रेंस के दौरान कहा।

डोलेमैन ने इवेंट होरिजन टेलीस्कोप (ईएचटी) प्रोजेक्ट का निर्देशन किया, जिसने महाकाव्य इमेजरी पर कब्जा कर लिया। ये चार तस्वीरें, जो आज दुनिया भर की प्रेस घटनाओं में प्रकाशित की गईं और प्रकाशित पत्रों की एक श्रृंखला में, अण्डाकार आकाशगंगा M87 के दिल में छिपी राक्षस ब्लैक होल की आकृति को रेखांकित करती हैं।

कल्पना अपने आप में पर्याप्त है। शोधकर्ताओं ने कहा कि इससे भी ज्यादा महत्वपूर्ण यह है कि नए परिणाम आने की संभावना है।

पीटर गेलेसन, भौतिकी के प्रोफेसर और हार्वर्ड में विज्ञान के इतिहास में वास्तव में पता लगाने के लिए एक नया क्षेत्र है, टेक्सास में ऑस्टिन, टेक्सास में साउथवेस्ट (एसएक्सएसडब्ल्यू) त्योहार पर पिछले महीने एक ईएचटी वार्ता में कहा गया था। "और आखिरकार इस बारे में बहुत रोमांचक है।"

गैलीसन, जिन्होंने हार्वर्ड के अंतःविषय ब्लैक होल इनिशिएटिव (बीएचआई) की सह-स्थापना की, ने 1600 के दशक में अंग्रेजी वैज्ञानिक रॉबर्ट हुक द्वारा बनाए गए चित्र के संभावित प्रभाव की तुलना की। इन दृष्टांतों ने लोगों को दिखाया कि माइक्रोस्कोप के माध्यम से कीड़े और पौधे क्या दिखते हैं।

"इसने एक दुनिया खोली," गैलीसन ने हुक के काम के बारे में कहा।

एक टेलीस्कोप पृथ्वी का आकार

ईएचटी 200 से अधिक वैज्ञानिकों का एक संघ है जो लगभग दो दशकों से काम कर रहा है। यह वास्तव में अंतर्राष्ट्रीय प्रयास है; अमेरिका के नेशनल साइंस फाउंडेशन और दुनिया भर के देशों में कई अन्य संगठनों से वर्षों से वित्त पोषण किया गया है।

यह परियोजना ब्लैक होल के बिना किसी रिटर्न के प्रसिद्ध बिंदु से अपना नाम लेती है - सीमा जिसके आगे कुछ भी नहीं, प्रकाश भी नहीं, वस्तु के गुरुत्वाकर्षण के चंगुल से बच सकता है।

"घटना क्षितिज अंतिम जेल की दीवार है," बीएचआई के निदेशक एवी लोएब, हार्वर्ड के खगोल विज्ञान विभाग के अध्यक्ष ने स्पेस डॉट कॉम को बताया। (Loeb EHT टीम का हिस्सा नहीं है।) "एक बार जब आप अंदर आ जाते हैं, तो आप कभी बाहर नहीं निकल सकते।"

इसलिए, जब तक आप किसी तरह अपने आप को वहां ले जाने का प्रबंधन नहीं करते, तब तक ब्लैक होल के इंटीरियर की तस्वीर बनाना असंभव है। (आप और आपके चित्र इसे बाहरी दुनिया में वापस नहीं ला सकते, बेशक।)

इसलिए, ईएचटी ब्लैक होल के डार्क सिल्हूट को मैप करते हुए घटना क्षितिज को दिखाता है। (ब्लैक होल में तेजी से घूमने वाली गैस की डिस्क चारों ओर घूमती है और बहुत सारे विकिरण उत्सर्जित करती है, इसलिए ऐसे सिल्हूट बाहर खड़े रहते हैं।)

"हम फोटॉनों के नुकसान की तलाश कर रहे हैं," एरिज़ोना विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान के एक एसोसिएट प्रोफेसर ईएचटी विज्ञान परिषद के सदस्य डैन मैरोन ने स्पेस डॉट कॉम को बताया।

यह परियोजना दो ब्लैक होल की जांच कर रही है - M87 बीहेमथ, जो पृथ्वी के सूर्य के द्रव्यमान का 6.5 बिलियन गुना और हमारी अपनी मिल्की वे आकाशगंगा के केंद्रीय ब्लैक होल, जिसे धनु A * के नाम से जाना जाता है। यह बाद वाली वस्तु है, जबकि अभी भी एक सुपरमैसिव ब्लैक होल, M87 के जानवर की तुलना में एक रन है, जिसमें मात्र 4.3 मिलियन सौर द्रव्यमान हैं।

पृथ्वी से अपनी अत्यधिक दूरी के कारण ये दोनों वस्तुएं कठिन लक्ष्य हैं। धनु A * हम से लगभग 26,000 प्रकाश वर्ष दूर है, और M87 का ब्लैक होल 53.5 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है।

डेलीमैन ने कहा, "हमारे दृष्टिकोण से, धनु ए * ईवेंट क्षितिज" इतना छोटा है कि यह चंद्रमा पर एक नारंगी को देखने या लॉस एंजिल्स में समाचार पत्र पढ़ने में सक्षम होने के बराबर है। " पिछले महीने SXSW इवेंट।

पृथ्वी पर कोई भी टेलीस्कोप उस अवलोकन को नहीं कर सकता है, इसलिए डोलेमैन और बाकी ईएचटी टीम को रचनात्मक होना था। शोधकर्ताओं ने एरिजोना, स्पेन, मैक्सिको, अंटार्कटिका और दुनिया भर के अन्य स्थानों पर रेडियो दूरबीनों को जोड़ दिया है, जिससे एक आभासी उपकरण पृथ्वी का आकार बन गया है।

इतना डाटा

ईएचटी टीम ने इस मेगास्कॉप का उपयोग दो सुपरमॉस्सेटिव ब्लैक होल का अध्ययन करने के लिए दो वीकलंग स्ट्रेच की तारीख के लिए किया है - एक बार अप्रैल 2017 में और फिर अगले साल। नई कल्पना पहली अवलोकन रन से आती है।

इस परियोजना के पहले नतीजे आने में दो साल लगने के अच्छे कारण हैं। एक बात के लिए, प्रत्येक रात को लगभग 1 पेटाबाइट डेटा का अवलोकन करने के परिणामस्वरूप, इस तरह की बाधा उत्पन्न होती है कि टीम को पुराने तरीके से जगह बनाने के लिए अपनी जानकारी को स्थानांतरित करना पड़ता है।

"कोई रास्ता नहीं है कि हम इस डेटा को इंटरनेट के माध्यम से स्थानांतरित कर सकते हैं," ईएचटी प्रोजेक्ट वैज्ञानिक दिमित्रियोस सॉल्टालिस, एरिज़ोना विश्वविद्यालय के खगोल विज्ञान के प्रोफेसर, एसएक्सएसडब्ल्यू इवेंट में कहा। "तो, हम वास्तव में क्या करते हैं, हम अपनी हार्ड ड्राइव लेते हैं और हम उन्हें एक जगह से दूसरी जगह ले जाते हैं। यह किसी भी केबल की तुलना में बहुत तेज है जो आप कभी भी पा सकते हैं।"

यह धीमी गति से और विश्लेषण को जटिल बनाता है। उदाहरण के लिए, दक्षिण ध्रुव के पास ईएचटी दायरे से डेटा दिसंबर 2017 तक अंटार्कटिका से नहीं निकल सका, जब यह विमानों को अंदर और बाहर जाने के लिए पर्याप्त गर्म था, माररोन ने कहा।

उन्होंने कहा कि डेटा को सहसंबंधित और कैलिब्रेट करना भी मुश्किल था। और टीम ने इस काम के साथ बहुत सावधानी बरती, खोज की गति को देखते हुए।

"आप एक ब्लैक होल की इमेजिंग के बड़े दावे के साथ आने वाले हैं, तो आपके पास बड़े सबूत, बहुत मजबूत सबूत होने चाहिए," डॉलेसमैन ने एसएक्सएसडब्ल्यू इवेंट में कहा (जो ईएचटी प्रयास के एक व्याख्याता के रूप में काम किया था लेकिन घोषणा नहीं की थी कोई परिणाम)।

उन्होंने कहा, "हमारी परियोजना पर, हम अक्सर सोचते हैं कि लोग [अल्बर्ट] आइंस्टीन, [आर्थर] एडिंगटन [और कार्ल] श्वार्ज़चाइल्ड हमारे कंधों को देखने की तरह हैं," उन्होंने उन चिकित्सकों का जिक्र किया जिन्होंने ब्लैक होल की हमारी समझ को आगे बढ़ाने में मदद की। "और जब आपके पास अपने काम की जांच करने वाले प्रकार के चमकदार होते हैं, तो आप वास्तव में इसे सही करना चाहते हैं।"

इसका क्या मतलब है

EHT परियोजना के दो मुख्य लक्ष्य हैं, Psaltis ने कहा: पहली बार किसी घटना क्षितिज की छवि बनाना और यह निर्धारित करने में मदद करना कि क्या आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत को किसी संशोधन की आवश्यकता है।

आइंस्टीन के साथ आने से पहले, गुरुत्वाकर्षण को आमतौर पर दूरी पर एक रहस्यमय बल माना जाता था। लेकिन सामान्य सापेक्षता इसे अंतरिक्ष-समय के ताना-बाना के रूप में वर्णित करती है: ग्रहों, तारों और ब्लैक होल जैसी विशाल वस्तुएं अंतरिक्ष-समय में एक प्रकार की शिथिलता पैदा करती हैं, एक बॉलिंग बॉल के रूप में ज्यादा अगर एक ट्रैम्पोलिन पर रखा जाता है। आस-पास की वस्तुएँ इस वक्र का अनुसरण करती हैं और केंद्रीय द्रव्यमान की ओर फ़ैल जाती हैं।

सामान्य सापेक्षता ने अपने परिचय के बाद से सदी के दौरान अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से आयोजित किया है, हर परीक्षण जो वैज्ञानिकों ने इसे फेंक दिया है। लेकिन ईएचटी के अवलोकन एक और परीक्षण प्रदान करते हैं, एक चरम दायरे में जहां पूर्वानुमान वास्तविकता से मेल नहीं खाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि खगोलविदों ने सामान्य सापेक्षता का उपयोग करते हुए एक घटना क्षितिज के अपेक्षित आकार और आकार की गणना कर सकते हैं, Psaltis समझाया।

अगर देखा सिल्हूट सिद्धांत-सूचित सिमुलेशन से मेल खाता है, तो "आइंस्टीन 100% सही था," Psaltis ने कहा। "अगर जवाब नहीं है, तो हमें प्रयोगों के साथ काम करने के लिए उनके सिद्धांत को मोड़ना होगा। यह विज्ञान कैसे जाता है।"

और हमने आज सीखा कि कम से कम इस समय किसी ट्वीक की जरूरत नहीं है: ईएचटी के एम 7 अवलोकन सामान्य सापेक्षता के अनुरूप हैं, टीम के सदस्यों ने कहा। अर्थात्, घटना क्षितिज लगभग गोलाकार है और उस विशाल द्रव्यमान के एक ब्लैक होल के लिए "सही" आकार है।

ईएचटी टीम के सदस्य एवरी ब्रोडरिक, यूनिवर्सिटी ऑफ वाटरलू और पेरिमीटर इंस्टीट्यूट फॉर द थोरेटिक्स फिजिक्स, कनाडा में आज की न्यूज कॉन्फ्रेंस के दौरान कहा, '' मुझे स्वीकार करना होगा, मैं थोड़ा स्तब्ध था कि यह हमारे द्वारा की गई भविष्यवाणियों से बहुत करीब से मेल खाता था। ।

इस तरह की जमीन-ट्रूटिंग वैज्ञानिक प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है, निश्चित रूप से। वास्तव में, सिद्धांतों और सिमुलेशन में खिलाने के लिए बेहतर जानकारी प्रदान करना संभवतः ईएचटी के सबसे बड़े योगदानों में से एक होगा, लोएब ने कहा।

"भौतिकी करना प्रकृति के साथ एक संवाद है," उन्होंने कहा। "हम उनके विचारों को प्रयोगों की तुलना करके परीक्षण करते हैं; प्रयोगात्मक डेटा महत्वपूर्ण है।"

नए परिणामों से वैज्ञानिकों को ब्लैक होल पर बेहतर नियंत्रण पाने में मदद करनी चाहिए, उन्होंने और अन्य शोधकर्ताओं ने कहा। उदाहरण के लिए, ईएचटी इमेजरी से संभवतः ब्लैक होल के काले छेद में गैस के सर्पिल पर महत्वपूर्ण प्रकाश पड़ेगा। लोएब ने कहा कि यह अभिवृद्धि प्रक्रिया, जिससे विकिरण के शक्तिशाली जेट्स की उत्पत्ति हो सकती है, खराब है।

इसके अलावा, एक घटना क्षितिज का आकार प्रकट कर सकता है कि क्या एक ब्लैक होल घूम रहा है, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के फियोना हैरिसन ने कहा, नासा के ब्लैक-होल-अध्ययन के प्रमुख अन्वेषक न्यूक्लियर स्पेक्ट्रोस्कोपिक टेलीस्कोप ऐरे (NuSTAR) मिशन।

"हम ब्लैक होल के स्पिन को अप्रत्यक्ष रूप से पहचानते हैं," हैरिसन, जो ईएचटी टीम का हिस्सा नहीं है, ने Space.com को बताया। उन्होंने कहा कि ईएचटी इमेजरी "एक सीधा परीक्षण है, जो बहुत ही रोमांचक है।"

ईएचटी के आंकड़ों से पता चला कि M87 ब्लैक होल दक्षिणावर्त घूम रहा है, टीम के सदस्यों ने आज कहा।

हैरिसन ने कहा कि परियोजना को यह भी दिखाना चाहिए कि ब्लैक होल के चारों ओर कैसे वितरित किया जाता है, और ईएचटी अवलोकन आखिरकार खगोलविदों को बहुत कुछ सिखा सकते हैं कि कैसे सुपरमैसिव ब्लैक होल अपने मेजबान आकाशगंगाओं के विकास को लंबे समय के पैमाने पर विकसित करते हैं।

ईएचटी के परिणाम भी उन लोगों के साथ अच्छी तरह से मेल खाते हैं लेजर इंटरफेरोमीटर गुरुत्वीय-वेव वेधशाला (एलआईजीओ), जिसने विलय से उत्पन्न अंतरिक्ष-समय के तरंगों का पता लगाया है, जिसमें सूर्य से केवल कुछ दर्जन गुना अधिक बड़े पैमाने पर ब्लैक होल शामिल हैं।

"बड़े पैमाने पर अरबों के एक कारक में भिन्नता के बावजूद, ज्ञात ब्लैक होल सभी एक विवरण के अनुरूप हैं," ब्रोडरिक ने आज कहा। "ब्लैक होल बड़े और छोटे महत्वपूर्ण तरीकों से अनुरूप होते हैं। हम एक से सीखते हैं [प्रकार] जरूरी दूसरे पर लागू होता है।"

और मामले में आप धनु ए * के बारे में सोच रहे हैं: ईएचटी टीम को उम्मीद है कि जल्द ही सुपरमैसिव ब्लैक होल की कल्पना की जाएगी, डेलीमैन ने आज कहा। शोधकर्ताओं ने पहले M87 को देखा, और यह धनु ए * की तुलना में हल करना थोड़ा आसान है क्योंकि यह कम समय के साथ कम चर है, उन्होंने समझाया।

एक नया नजरिया?

इसके बाद नव जारी इमेजरी की व्यापक अपील है - यह उन लोगों से कैसे बात करता है जो खगोल भौतिकीविद नहीं हैं।

इस क्षेत्र में योगदान महत्वपूर्ण हो सकता है, ईएचटी टीम के सदस्यों और बाहरी वैज्ञानिकों ने कहा। दिसंबर 1968 में अपोलो 8 अंतरिक्ष यात्री बिल एंडर्स द्वारा ली गई प्रसिद्ध "अर्थराइज" फोटो का हवाला देते हुए, मार्रोन ने कहा कि हम ब्रह्मांड में अपने और अपने स्थान के बारे में सोचने के तरीके को बदल सकते हैं। यह छवि, जिसने जनता को हमारे ग्रह की झलक दी। यह वास्तव में है - अंधेरे के अनंत समुद्र में जीवन की एक अकेली चौकी - पर्यावरण आंदोलन को गति देने में मदद करने के लिए व्यापक रूप से श्रेय दिया जाता है।

एक वास्तविक जीवन ब्लैक होल - या उसके सिल्हूट को देखकर, वैसे भी - "विज्ञान कथा का सामान है," हैरिसन ने कहा। और हमने परियोजना की पहली कुछ तस्वीरें देखीं, उसने कहा: "वे केवल बेहतर होने जा रहे हैं।"

• घटना क्षितिज दूरबीन के साथ पहली बार के लिए एक काले छेद में सहकर्मी के लिए खगोलविदों
• यह विशाल ब्लैक होल प्रकाश की आधी गति पर घूम रहा है!
• 8 चक्रीय खगोल विज्ञान रहस्य

विदेशी जीवन की खोज के बारे में माइक वाल की पुस्तक, "वहाँ से बाहर"(ग्रैंड सेंट्रल पब्लिशिंग, 2018; द्वारा सचित्र कार्ल टेट), अब बाहर है। उसे ट्विटर पर फॉलो करें @michaeldwall। हमसे ट्विटर पर सूचित रहें @Spacedotcom या फेसबुक.