Første billede af et sort hul nogensinde: »Ligner en ring af ild«

Endelig skete det!

Det første billede af et supermassivt sort hul er blevet fanget af projektet Event Horizon Telescope, EHT.

Det sorte hul findes i midten af vores største nabo-galakse M87, også kaldet Virgo A, som ligger cirka 55 millioner lysår fra Jorden.

»Det ligner en ring af ild. Det føles, som om vi kigger på helvedes port,« lød det fra Heino Falcke, der er professor ved Radboud University i Holland og formand for EHT’s videnskabelige råd, da billedet åbenbarede sig for verdenspressen.

»Det gav et sug i maven«

Billedet blev præsenteret på adskillige pressemøder verden over, blandt andet i Bruxelles og på Danmarks Tekniske Universitet i Lyngby. Der lød et gisp blandt de omkring 70 fremmødte forskere, studerende og journalister, da det tonede frem på skærmen på DTU.

»Det gav et sug i maven, da jeg så det. Det er jo lidt sløret, men det er stort, at vi kan se noget, der er så langt væk og i virkeligheden meget småt,« siger Marianne Vestergaard, der er lektor i astrofysik ved Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Det er omtrent 100 år siden, den verdensberømte tyske fysiker Albert Einsteins generelle relativitetsteori forudsagde eksistensen af sorte huller, men han troede ikke selv, at vi nogensinde ville se dem, forklarer hun.

»Vi har kendt til sorte huller længe, men vi har ikke haft opløsningen til at se dem før nu. Det er en del af menneskehedens historie, vi her er vidne til, og det er helt fantastisk,« siger Marianne Vestergaard, der bakkes op af en kollega fra DTU:

»Det er superfedt. Det er første gang, man ser det, og det har vist sig at være rigtig tæt på modellerne. Der er noget særligt ved helt nye observationer, som man kan se med sine egne øjne,« lyder det fra Allan Hornstrup, der er afdelingsleder for astrofysik og atmosfærefysik på DTU.

Billedet viser det sorte huls skygge

Sorte huller er så massive, at selv ikke lys kan undslippe deres tyngdekraft. Derfor er sorte huller i virkeligheden usynlige.

Men grænsefeltet rundt om det sorte hul, hvor tyngdekraften ikke længere kan holde lyset, hedder begivenhedshorisonten. Den kan i teorien ses, men på billedet her er den skjult af skyggen fra det sorte hul, der er 2,5 gange større end begivenhedshorisonten.

Einsteins generelle relativitetsteori forudsagde, at de supertunge sorte huller vil forme en skygge, hvis størrelse og form kan beskrives og observeres.

Og mens forskere har studeret sorte huller og effekterne af deres enorme tyngdekraft, er det aldrig lykkedes at få et direkte billede af et sort huls skygge – før nu.

LÆS OGSÅ: Hvad er et sort hul?

Bekræfter Einsteins teori

Det nye billede afslører den kurvede silhuet fra det sorte hul, og både størrelsen på skyggen og ringen passer med Einsteins teoris 100 år gamle forudsigelser om sorte huller.

»Alt, hvad vi forventede os af den generelle relativitetsteori, har vist sig at være rigtigt,« siger Marianne Vestergaard.

LÆS OGSÅ: Einsteins almene relativitetsteori er stadig ‘perfekt’

Hun forklarer også, at asymmetrien i billedet afslører, at det sorte hul roterer.

På baggrund af opdagelsen udgives der nu seks videnskabelige artikler i en specialudgave af det videnskabelige tidsskrift Astrophysical Journal Letters.

Kan bruges til at veje det sorte hul

»Det er fantastisk, at det er lykkedes. Det gør helt klart indtryk på mig, at man kan se skyggen. Det er teknisk meget vanskeligt at få det billede her, og man skal også være heldig med vinklen,« lyder det fra Kristian Pedersen, direktør på DTU Space.

Men det er ikke bare flot og en stor bedrift. Billedet giver også konkret viden om det sorte hul.

»Vi kan bruge billedet til direkte at måle, hvor meget et sort hul vejer. Det kan vi nu se geometrisk,« forklarer Kristian Pedersen.

Det sorte hul på billedet er en rigtig sværvægter – et såkaldt supermassivt sort hul. Det har en diameter på 100 milliarder kilometer og en masse, der er 6,5 milliarder gange større end Solens.

LÆS OGSÅ: Kunsten at veje et sort hul

Meget vanskeligt at tage billeder af sorte huller

Billedet er taget ved hjælp af et samarbejde mellem 8 forskellige teleskoper placeret i Chile, Spanien, Mexico, Sydpolen samt i Arizona og på Hawaii i USA.

Og det er nødvendigt med mange teleskoper for at kunne se sorte huller, fortæller Thomas Greve, der er seniorforsker i astrofysik på Cosmic Dawn Center ved DTU Space:

»For at kunne se langt og præcist nok, så er man faktisk nødt til at have et teleskop på størrelse med Jorden. Men hvis man har flere teleskoper, der arbejder sammen, så kan de faktisk dække et lige så stort område og opnå samme opløsning,« siger han.

Teleskoperne modtager radiobølger fra det sorte hul, de kigger på. Men bølgerne modtages lidt forskudt, da teleskoperne ligger forskellige steder og ikke kan kigge det samme sted på samme tid.

Ved hjælp af meget præcise atomure i teleskoperne og viden om Jordens rotation, kan forskerne dog justere bølgerne og sammenstykke data til ét nøjagtigt billede.

»Det er blandt andet derfor, det tager så lang tid. Man skal bruge supercomputere til at sortere i utroligt meget data,« forklarer Thomas Greve.

Sådan bliver bølger til billeder

De radiobølger, som teleskoperne modtager fra det sorte hul i midten af M87, har en bølgelængde på cirka 1,3 millimeter. Det er stort set samme længde som på de bølger, din mikrobølgeovn producerer.

Det betyder også, at bølgerne ikke fremstår som synligt lys for os mennesker. Men alt efter hvordan de modtages i teleskopet, kan de angive en tal-værdi. Og det tal kan ‘oversættes’ til en farve på en farveskala og blive til et billede.

»Det er det samme, der sker, hvis vi optager noget på et infrarødt kamera. Den infrarøde data kan vi ikke se, men den oversættes ofte til et sort/hvidt billede eller en anden farveskala, som vi kan se,« forklarer Thomas Greve.

Bedre billeder er på vej

Hvis du trods forskernes begejstring sidder tilbage med en lettere skuffet følelse, så kan vi trøste med, at der er nyere og endnu skarpere billeder på vej.

»Billedet her er taget i april 2017, men der blev også taget billeder sidste år af Sagittarius A*, det sorte hul i vores egen galakse, og nye billeder af M87, så vi kan godt forvente os nye billeder i endnu højere opløsning inden for et halvt til et helt år,« fortæller Marianne Vestergaard.

Desuden blev et nyt teleskop sidste år taget i brug i Grønland.

»Vi kan få bedre opløsning med flere teleskoper. Med dem kan vi så se, hvordan gassen bevæger sig rundt om hullet. Vi vil kunne se de sorte huller i flere detaljer, og hvordan materialet omkring opfører sig,« siger hun.

Det nuværende billede er blandt andet taget med hjælp fra teleskoper på Hawaii, og det sorte hul er blevet døbt det hawaiianske navn ‘Powehi,’ der ifølge Hawaii Magazine betyder noget i retning af ‘skøn, mørk skaber.’

LÆS OGSÅ: Nu er der hul igennem: Radioteleskop i Grønland er taget i brug

LÆS OGSÅ: Sorte huller: Her er alt, du skal vide

LÆS OGSÅ: Quiz: Hvor meget (eller lidt) ved du egentlig om sorte huller?