2019. aastal tegi Event Horizon Telescope (EHT) meile esimese otsese pildi mustast august. Ühest küljest oli selle loodud pilt üsna muljetavaldav. Lihtsalt ümmargune valgushägu, mis ümbritseb tumedat keskosa. Teisest küljest sisaldavad pildi peened omadused tohutut teavet musta augu suuruse ja pöörlemise kohta. Enamik musta augu pildi detaile on EHT piiride tõttu hägused. Kuid järgmise põlvkonna EHT peaks pakkuma teravamat vaadet ja võib paljastada musta augu sündmuste horisondi tumeda serva.
Kui tugevalt läätsega valgus tekitab footonirõnga. Krediit: Harvardi ja Smithsoniani astrofüüsika keskus
Must auk ise valgust ei kiirga. Iga valgus, mis seda ületab sündmuste horisont on igavesti lõksus. M87* EHT-pildil nähtav helendav rõngas on põhjustatud musta auku ümbritseva gaasi ja tolmu raadiolõõma taustal. Osa sellest valgusest möödub mustale augule väga lähedalt ja suunatakse gravitatsiooniliselt meie suunas. Lähimat piiri, mille jooksul valgus võib musta auku haarata ja meieni jõuda, nimetatakse footonirõngaks.
Kui saaksime musta auku suurepäraselt jälgida, oleks footonirõngas õhuke hele joon. Osa footonirõnga valgust hajub enne meieni jõudmist ja koos EHT eraldusvõime piiridega loob see häguse pildi, mida näeme. Kuid järgmise põlvkonna EHT on kõrgema eraldusvõimega ja suudab pilti teha lühema aja jooksul. See võimaldab üksikasjalikke pilte teha mitte ainult M87-st*, vaid ka meie galaktika ülimassiivsest mustast august.
Erinevad footoniteed loovad valguskihte. Autorid: George Wong (UIUC) ja Michael Johnson (CfA)
Üks asi, mida ngEHT võib paljastada, on mitu läätsevalguse kihti. Suurem osa musta auku ümbritsevast valgusest on footonirõnga valgus. See tähendab tugevalt läätsega valgust, mis mustas augus oli. Kuid mõni valgus teeb enne meie teele asumist musta augu ümber täisringi ja väike kogus teeb mitu aasa. Iga footoni tee tüüp loob a erinev valgusrõnga kiht musta augu ümber. Kui suudame need kihid lahti tõmmata, mõistame paremini gravitatsiooni olemust musta augu lähedal.
Ja nagu hiljutine artikkel selle kohtaarXivnäitab, võib ngEHT aidata meil uurida ka musta augu sündmuste horisonti ennast. M87* pildi tume keskosa ei ole sündmuste horisondi oma. See on lihtsalt footonirõngast põhjustatud musta augu vari. Kuid keskpiirkonnas peaks olema sisemine vari. Sündmuse horisondi vari. Nagu see hiljutine töö näitab, ei oleks see sisemine vari lihtne ring. Selle kuju sõltuks musta augu suurusest ja pöörlemisest.
Musta augu lähedal olev gravitatsiooniväli on nii tugev, et moonutab mitte ainult footonirõnga kuma, vaid ka sündmuste horisondi varju. Ehkki sündmuste horisont on tõeliselt sfääriline, on meievaadesündmuste horisondi võib musta augu gravitatsioon moonutada. Selles viimases töös näitab meeskond, kuidas saaksime jälgida nii footonrõngast kui ka sisemist varju. Nende kahe võrdlemisel saaksime sügava arusaamise mustade aukude dünaamikast, sealhulgas teabe selle kohta, kuidas must auk valgust ja ainet hõivab.
Aja jooksul võime lõpuks näha gravitatsiooni enda tumedat varju.
Viide:Andrew Chael jt. “ Musta augu sisemise varju vaatlemine: otsevaade sündmuste horisondile .'arXiv eeltrükkarXiv: 2106.00683 (2021).
