سال آینده اولین تصویر از افق رویداد یک سیاه‌چاله گرفته می‌شود

قرار است در سال ۲۰۱۷، به کمک ۹ تلسکوپ رادیویی که در مکان‌های مختلف زمین کار گذاشته شده‌اند، نخستین تصویر مستقیم از افق رویداد یک سیاه‌چاله بدست آید.

آرایه‌ی تلسکوپی عظیمی که قرار است از سیاه‌چاله‌ها عکس بگیرد، به نام «تلسکوپ افق رویداد» (Event Horizon Telescope) شناخته می‌شود و بیشتر مسائل فنی و همچنین محاسبات نظری آن انجام شده است. این آرایه‌ی تلسکوپی وقتی راه‌اندازی شود، نخست بر روی تصویربرداری از سیاه‌چاله‌ی بزرگی به نام «قوس-ای» (Sagittarius A) که در مرکز راه‌شیری قرار دارد تمرکز خواهد کرد.

یکی از اعضای گروه تلسکوپ افق رویداد در کنفرانس ستاره‌شناسی کالیفرنیا به نام «فریال اوزل» (Feryal Ozel) می‌گوید که همه چیز برای تصویربرداری از سیاه‌چاله آماده است. او می‌گوید: «کار تقریبا انجام شده است. چالش‌های اندکی وجود دارد که آن‌ها را حل می‌کنیم و می‌توانیم از سیاه‌چاله عکس بگیریم. سیاه‌چاله‌ها در آسمان خیلی کوچک هستند ولی ما امیدواریم که بتوانیم اوایل سال ۲۰۱۷ از آن‌ها عکس بگیریم.»

سیاه‌چاله‌ها اجرامی هستند که از مرگ ستاره‌های خیلی بزرگ بوجود می‌آیند. گرانش این اجرام چنان زیاد است که حتی نور را هم به خود جذب می‌کنند و در نتیجه نمی‌توانیم آن‌ها را به طور مستقیم ببینیم. ولی قرار است این آرایه‌ی تلسکوپی بتواند از افق رویداد سیاه‌چاله عکس بگیرد. افق رویداد به مرزی با فاصله‌ی مشخص از سیاه‌چاله‌ها گفته می‌شود که اگر جرمی از آن عبور کند دیگر امکان بازگشت ندارد و به درون سیاه‌چاله سقوط می‌کند.

هرچند که سیاه‌چاله‌ی قوس A در مرکز راه‌شیری بسیار پرجرم و سنگین است، ولی خیلی بزرگ نیست. افق رویداد آن تنها ۲۴ میلیون کیلومتر قطر دارد و ۱۷ برابر از خورشید بزرگتر است. این سیاه‌چاله در فاصله‌ی ۲۵ هزار سال نوری از ما قرار دارد و بنابراین قطر آن برای ما خیلی کوچک است. اوزل می‌گوید مثل این است که یک CD را روی سطح ماه بگذارید و سپس بخواهید از روی زمین عکس آن را بگیرید.

دور افق رویداد سیاه‌چاله را ابرهایی از گازهای داغ در بر گرفته که به درون سیاه‌چاله مکیده می‌شوند. این ابرها می‌توانند دیدن افق رویداد را برای تلسکوپ افق رویداد مشکل کنند. به همین دلیل دانشمندان برای دیدن افق رویداد سیاه‌چاله‌ها از ابتدا به دنبال ساختن آرایه‌ای عظیم از تلسکوپ‌های رادیویی رفتند چرا که امواج رادیویی کمتر از دیگر طول موج‌ها مثل مرئی و فروسرخ بوسیله‌ی گازها و گرد و غبار پراکنده می‌شوند. سپس محاسبات نظری زیادی انجام شد و تصمیم گرفتند که از سیاه‌چاله در طول موج ۱.۳ میلی‌متر تصویربرداری کنند. این آرایه‌ی تلسکوپ‌ها، شامل دیش‌های گیرنده‌ی رادیویی بزرگی در مکان‌های مختلف دنیا، از قطب جنوب گرفته تا شیلی، هاوایی، اسپانیا،‌ مکزیک و آریزونای آمریکا می‌شود. بدین ترتیب به صورت مجازی تلسکوپی رادیویی ساخته می‌شود که قطر آن به اندازه‌ی زمین است.

پروفسور اوزل می‌گوید که احتمالا چیزی شبیه به یک هلال را از افق رویداد سیاه‌چاله می‌بینیم و یک حلقه نمی‌بینیم. بدین دلیل که گاز داغ و درخشان در مدار سیاه‌چاله گردش می‌کند و اثر داپلری خیلی قوی بوجود می‌آورد که باعث می‌شود آن قسمتی از حلقه که به سمت زمین می‌چرخد خیلی پرنورتر به نظر برسد. بدین ترتیب احتمالا ما یک هلال می‌بینیم و نه یک حلقه.

نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین می‌گوید که جرم‌های بزرگ به خصوص جرم‌های خیلی بزرگ مثل سیاه‌چاله‌ها، فضا-زمان را به شدت خمیده می‌کنند. این خمیدگی را می‌تواند به صورت نظری محاسبه کرد. ما به صورت نظری قطر افق رویداد را اندازه می‌گیریم. اگر با مشاهده هم بتوانیم همین اندازه را در افق رویداد ببینیم، نسبیت عام اینشتین یک بار دیگر تایید می‌شود.

پس از سیاه‌چاله‌ی مرکزی راه شیری، دانشمندان قرار است به سراغ سیاه‌چاله‌ی واقع در مرکز کهکشان M87 بروند. سیاه‌چاله‌ی این کهکشان بسیار بزرگتر است و فوران‌های عظیم پلاسما را به فضا می‌فرستند.