Witajcie, entuzjaści czarnych dziur – zagaił Sheperd Doeleman, dyrektor Teleskopu Horyzontu Zdarzeń- na konferencji, podczas której przedstawiono pierwszy prawdziwy obraz takiego obiektu. Na „zdjęciu” widać osobliwość w centrum galaktyki M87 – pomarańczowy obwarzanek otaczający ciemną plamę. Ta plama to czarna dziura. – Osiągnęliśmy coś, co jeszcze poprzednie pokolenie uznawało za niewyobrażalne – zachwycał się prof. Doeleman. – To, co widzimy, jest większe niż cały nasz Układ Słoneczny – mówił prof. Heino Falcke z Uniwersytetu im. Radbouda w Nijmegen, jeden z autorów sukcesu. – Ma masę 6,5 miliarda naszych Słońc i jest jedną z najmasywniejszych czarnych dziur, jakie znamy. To po prostu potwór, czempion wagi superciężkiej w naszym wszechświecie. Jasnopomarańczowy dysk otaczający ciemny obszar to rozżarzony gaz wpadający za horyzont zdarzeń, do czarnej dziury. To daje światło jaśniejsze niż światło miliardów gwiazd w tej galaktyce razem wziętych, dlatego łatwo je obserwować z Ziemi – mówi prof. Falcke.

Sukces? Bez wątpienia – to pierwszy bezpośredni obraz czarnej dziury, jaki udało się uzyskać. To również oczywisty dowód na to, że obiekty te naprawdę istnieją – i zachowują
się tak, jak przewidywali fizycy teoretyczni. Ale w tej sprawie, jak to zwykle z czarnymi dziurami bywa, nic nie jest proste: teleskop to w gruncie rzeczy sieć radioteleskopów, uzyskany obraz nie jest zdjęciem w dosłownym znaczeniu, a wygenerowanym obrazem, i wreszcie nie widać na nim czarnej dziury – bo te z definicji są niewidoczne. Nawet pomarańczowy kolor obwarzanka jest sztuczny.

SERCE CIEMNOŚCI

Czarna dziura to obszar czasoprzestrzeni, którego masa, a co a tym idzie grawitacja, jest tak ogromna, że nic nie może go opuścić. W tę pułapkę wpada nawet światło – stąd nazwa. Czarną dziurę otacza horyzont zdarzeń – granica, za którą nie ma powrotu. Wszystko, co ją przekroczy, nieodwołalnie wpada do czarnej dziury. Jednak – według obowiązującego dziś modelu – gdy materia zbliża się do horyzontu zdarzeń, tworzy dysk akrecyjny otaczający czarną dziurę. Pędzące cząsteczki uderzają i ocierają się o siebie, ogrzewając dysk – który te energię wypromieniowuje. Im bliżej horyzontu, tym większa prędkość materii i większa energia promieniowania. Tuż przed przekroczeniem horyzontu zdarzeń materia promieniuje blaskiem jaśniejszym niż miliardy Słońc – otaczając „płonącym” wieńcem czarną dziurę. Część zjonizowanej materii dysku może nawet uciec sprzed horyzontu zdarzeń, tworząc ogromne strugi.

W całej Drodze Mlecznej mogą kryć się miliardy mniejszych czarnych dziur.

Te największe, nazywane supermasywnymi, znajdują się w sercach prawie wszystkich galaktyk. Połykają kolejne gwiazdy, wciągają pył i gaz, stając się jeszcze cięższe i bardziej żarłoczne. Nikt nie wie, dlaczego akurat te tak urosły. Co więcej, nikt dotąd żadnej nie widział. Nie zrobił jej zdjęcia żaden teleskop ani nie zbadała jej żadna sonda. Wiemy tylko (czy raczej domyślamy się), że czarne dziury istnieją, bo odkryliśmy ich obecność pośrednio: obserwując rozrywane gwiazdy, wyrzucane strugi materii, zakłócenia orbit odległych obiektów, a nawet zmarszczki czasoprzestrzeni wywołane zderzeniem dwóch czarnych dziur – to były zresztą pierwsze w historii zaobserwowane fale grawitacyjne.

W CIENIU ODKRYCIA KATIE BOUMAN, PROGRAMISTKA KTO TO WSZYSTKO OBLICZYŁ

Jestem taka szczęśliwa, że mogę wreszcie pokazać to, nad czym pracowaliśmy przez ostatni rok – napisała na Facebooku Katie Bouman, 29-letnia specjalistka od przetwarzania danych 

Jeszcze kilka tygodni temu nikt o niej nie słyszał. Dziś jest najjaśniejszą gwiazdą wśród naukowców zajmujących się badaniem odległego kosmosu. To ona stworzyła algorytm umożliwiający analizę danych zebranych przez sieć teleskopów oraz rekonstrukcję obrazu czarnej dziury. – Z niedowierzaniem patrzyłam na tworzący się przed moimi oczami
pierwszy obraz czarnej dziury – napisała Bouman na Facebooku.

Trochę w tym kokieterii, bo młoda programistka doskonale wiedziała, nad czym pracuje. – Obrazy czarnych dziur, które widzieliście na przykład w filmie „Interstellar”, to
tylko fantazje grafików komputerowych. Oparte na solidnych podstawach, ale ciągle tylko fantazje. Nikt dotąd nie sfotografował czarnej dziury. Ale za kilka lat nam się to uda – mówiła Katie Bouman podczas konferencji TEDx w grudniu 2016 roku.

Katie Bouman o projekcie EHT dowiedziała się jeszcze w szkole średniej West Lafayette Junior-Senior High School w Indianie w 2007 roku. Dziesięć lat później zrobiła doktorat na słynnej Massachusetts Institute of Technology (MIT), ale wcale nie z fizyki czy astronomii, lecz inżynierii elektrycznej i technologii komputerowej. Od jesieni będzie prowadzić prace w innej słynnej uczelni technicznej California Institute of Technology (Caltech) – już ze statusem gwiazdy, specjalistki od czarnych dziur. – Tego nie dokonał jeden człowiek czy jeden program. To efekt wielkiego talentu naukowców z całego świata i długich lat pracy nad opracowaniem odpowiednich instrumentów, metod przetwarzania danych i ich analizy. To był zaszczyt i wielkie szczęście móc pracować z wami – napisała na Facebooku Bouman.