Η είδηση της φωτογράφισης μιας μαύρης τρύπας, ή, πιο σωστά, των φωτεινών «ιχνών» των αερίων γύρω της, αφού η ίδια η μαύρη τρύπα είναι αδύνατον να φωτογραφηθεί ακριβώς διότι δεν αφήνει ούτε το φως να δραπετεύσει από αυτήν, έκανε τον γύρο του κόσμου. Σε έναν πλανήτη όπου κυριαρχεί η απελπισία, η επιστήμη έρχεται να μας θυμίσει, για μια ακόμη φορά, ότι η ανθρωπότητα αξίζει μακράν έναν καλύτερο κόσμο. Έστω και αν πλέον οι διαστημικές υπηρεσίες, όπως η NASA, όλο και περισσότερο εκκινούνται από την ανάγκη να εξασφαλίσουν χρηματοδότηση, οπότε «σκηνοθετούν» σε επικοινωνιακό επίπεδο τις ανακοινώσεις τους, έτσι ώστε να αγγίξουν όσο το δυνατόν περισσότερο κοινό.

Το γεγονός παραμένει, ότι αυτή η φωτογραφία είναι σημαντική, διότι είναι η πρώτη φορά που οι αστρονόμοι αποτύπωσαν την εικόνα αυτού του συμπαντικού φαινομένου.

Επίτευγμα όμως αποτελεί και ο τρόπος που επιτεύχθηκε αυτό, μετατρέποντας, ουσιαστικά, όλη τη Γη… σε ένα τηλεσκόπιο. Διότι αυτή εικόνα είναι το εκπληκτικό επίτευγμα του Horizon Telescope Event, ή Τηλεσκόπιου Ορίζοντα Γεγονότων, μια παγκόσμια συνεργασία περισσότερων από 200 επιστημόνων που χρησιμοποιούν μια σειρά παρατηρητηρίων διάσπαρτα σε όλο τον κόσμο, από τη Χαβάη μέχρι τον Νότιο Πόλο.

Συνδυασμένη, αυτή η συστοιχία λειτουργεί σαν ένα τηλεσκόπιο μεγέθους της Γης και ήταν σε θέση να συγκεντρώσει περισσότερο από 1 petabyte δεδομένων, «κοιτάζοντας» έτσι τη μαύρη τρύπα του γαλαξία M87 για πρώτη φορά τον Απρίλιο του 2017. Στη συνέχεια χρειάστηκαν δύο χρόνια επεξεργασίας για να συνθέσουν την φωτογραφία.

Πάνω από 50 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, λοιπόν, στην καρδιά ενός γιγαντιαίου ελλειπτικού γαλαξία που ονομάζεται Messier 87, ένα γιγάντιο «θηρίο» καταβροχθίζει οτιδήποτε «ξεστρατίζει» και φτάνει πολύ κοντά του. Αστέρια, πλανήτες, αέρια και σκόνη «εξαφανίζονται» αν βρεθούν στο «λάθος» μέρος τη «λάθος» στιγμή. Ούτε καν το φως δεν μπορεί να ξεφύγει μόλις περάσει ένα όριο που ονομάζεται «ορίζοντας συμβάντος». Γι’ αυτό και αυτή η τρύπα είναι κατάμαυρη.

Οι επιστήμονες αποκάλυψαν την εικόνα αυτού του φαινομένου, μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με μάζα που ισούται με αυτήν 6,5 δισεκατομμυρίων Ήλιων. Μοιάζει με ένα… «κυκλικό κενό», όπως το χαρακτηρίζει το National Geographic, που περιβάλλεται από ένα δαχτυλίδι φωτός.

Μέχρι τώρα, μπορούσαμε να δούμε μόνο έμμεσες ενδείξεις της ύπαρξης μαύρων τρυπών, όπως η ανίχνευση της ακτινοβολίας από την υπερθερμασμένη ύλη που περιστρέφεται μέσα τους ή καταγράφοντας τα εξαιρετικά ενεργά σωματίδια που εκτοξεύονται από τα ταραχώδη περιβάλλοντά τους.

«Μελετάμε μαύρες τρύπες για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα που μερικές φορές είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι κανείς από εμάς δεν έχει δει ποτέ μία», σημείωσε η διευθύντρια του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ, Φρανς Κόρντοβα,, κατά τη διάρκεια της συνέντευξης Τύπου όπου ανακοινώθηκε το επίτευγμα.

«Είμαστε στην ευχάριστη θέση να σας αναφέρουμε σήμερα, ότι είδαμε αυτό που πιστεύαμε ότι ήταν ανείδωτο», πρόσθεσε ο Σεπ Ντόλεμαν του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Harvard-Smithsonian. «Αυτό που βλέπετε είναι απόδειξη ενός ορίζοντα γεγονότος. Τώρα έχουμε οπτικές αποδείξεις της ύπαρξης των μαύρων τρυπών».

«Ένα πορτοκάλι στο φεγγάρι»

Το τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων ξεκίνησε αρχικά να αποτυπώσει μια εικόνα της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στον πυρήνα του γαλαξία μας. Έχοντας βαφτιστεί από τους επιστήμονες ως Τοξότης A*, αυτή η μαύρη τρύπα είναι σχετικά «μικρή» σε σύγκριση με αυτή του γαλαξία M87, περιέχοντας τη μάζα «μόλις» τεσσάρων εκατομμυρίων Ήλιων. Επειδή η μαύρη τρύπα του M87 είναι μία από τις πλησιέστερες, μεγαλύτερες μαύρες τρύπες, η επιστημονική ομάδα αποφάσισε να στοχεύσει το τηλεσκόπιο και προς τα εκεί.

Όπως προέκυψε, το να προσπαθήσουμε να κοιτάξουμε προν την καρδιά του γαλαξία μας αποδείχθηκε λίγο πιο περίπλοκο από το να παρατηρήσουμε μια μαύρη τρύπα στο επόμενο σύμπλεγμα γαλαξιών, γι’ αυτό και το «πορτρέτο» του M87 είναι το πρώτο.

Στην προκειμένη περίπτωση, αντί αυτό το «πορτρέτο» να είναι ένα ενιαίο στιγμιότυπο, όπως οι πολλές θεαματικές φωτογραφίες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, η εικόνα του τηλεσκοπίου Ορίζοντα Γεγονότων είναι προϊόν μιας διαδικασίας που ονομάζεται συμβολομετρία (interferometry), η οποία συνδυάζει παρατηρήσεις από πολλά τηλεσκόπια, σε μία εικόνα. Όταν τα ξεχωριστά «πιάτα» παρατηρούν ταυτόχρονα τον ίδιο στόχο, οι επιστήμονες μπορούν να συγκεντρώσουν τις παρατηρήσεις και να «δουν» ένα αντικείμενο σαν να χρησιμοποιούν ένα τεράστιο «πιάτο» που καλύπτει την απόσταση μεταξύ αυτών των τηλεσκοπίων.

Για να αναλύσουν αυτές τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες – οι οποίες είναι και πάλι μικροσκοπικές σε σύγκριση με τους γαλαξίες που τις περιβάλλουν – οι συνεργαζόμενοι επιστήμονες έπρεπε να αξιοποιήσει τη δύναμη των ραδιοτηλεσκοπίων σε όλο τον πλανήτη. ‘Ετσι, έξι παρατηρητήρια στο Μεξικό, τη Χαβάη, την Αριζόνα, τη Χιλή και την Ισπανία έστρεψαν τα «βλέμματά» τους ταυτόχρονα προς τον M87, ο οποίος είναι ο μεγαλύτερος γαλαξίας στο κέντρο του αστερισμού της Παρθένου. Λειτουργώντας ως ένα τηλεσκόπιο με το μέγεθος της Γης, αυτό το δίκτυο μπορεί να αναλύσει αντικείμενα ακόμη και το 1/10 του μεγέθους αυτών που μπορεί να δει το Hubble. Όπως το έθεσαν παραστατικά οι επιστήμονες, «είναι περίπου το ίδιο μέγεθος σαν να προσπαθείτε να τραβήξετε μια φωτογραφία ενός πορτοκαλιού στο φεγγάρι».

Περισσότερα τα νέα ερωτήματα από τις απαντήσεις

Για ημέρες, η επιστημονική ομάδα παρατήρησε το M87 σε βραχέα μήκη κύματος ραδιοσυχνοτήτων, επειδή τα ραδιοκύματα μπορούν να διαπεράσουν τα σκοτεινά πέπλα σκόνης και αερίου που περιβάλλουν τα κέντρα των γαλαξιών. Κατά τη διάρκεια αυτής της παρατήρησης, η οποία περιελάμβανε και άλλους στόχους εκτός από τον M87, η ομάδα συγκέντρωσε τόσες πληροφορίες – πέντε petabytes – που ο μόνος λογικός τρόπος για να μεταφερθούν ήταν να τις συγκεντρώσουν σε πραγματικούς σκληρούς δίσκους αντί να αποσταλούν ψηφιακά. Για να πάρουμε μια ιδέα για το τι σημαίνει αυτός ο όγκος, οι επιστήμονες εξήγησαν ότι πέντε petabytes ισούνται με 5.000 χρόνια αρχείων MP3, ή ολόκληρη η ισόβια συλλογή σέλφι 40.000 ανθρώπων.

Με αυτή τη φωτογραφία στο χέρι, οι επιστήμονες μπορούν τώρα να αρχίσουν να εξετάζουν μερικά από τα βαθύτερα μυστήρια της φυσικής των μαύρων τρυπών, συμπεριλαμβανομένης της επιβεβαίωσης των θεμελιωδών τους βάσεων. Πιο απλά: Να διαπιστώσουν αν ο Αϊνστάιν είχε δίκιο. Μέχρι στιγμής, φαίνεται ότι είχε. Αν και ο ίδιος προσέγγιζε με σκεπτικισμό ακόμη και την πιθανότητα ύπαρξης μαύρων τρυπών, ωστόσο, οι λύσεις στις εξισώσεις του για τη γενική θεωρία της σχετικότητας, που δημοσίευσε το 1915, προέβλεπαν, ότι εάν τα υπερμεγέθη αντικείμενα υπήρχαν διάσπαρτα στο σύμπαν, θα έπρεπε να είναι σφαιρικά, περιβαλλόμενα από ένα δαχτυλίδι φωτός. Ακριβώς δηλαδή αυτό που δείχνει η φωτογραφία της μαύρης τρύπας του M87…

Η επιστημονική ομάδα μέτρησε τη μάζα της καταλήγοντας ότι είναι περίπου όσο 6,5 δισεκατομμύρια ήλιοι. Αυτό όμως που είναι πιο δύσκολο να εκτιμηθεί είναι το πόσο μακριά εκτείνεται ο ορίζοντας συμβάντος του M87. Ακριβώς όπως οι σκιές ή οι σιλουέτες έχουν συχνά ασαφείς άκρες, το ίδιο συμβαίνει και με τον σκοτεινό κύκλο της φωτογραφίας. Το ακριβές πλάτος του εξαρτάται από μια σειρά από παραμέτρους που δεν είναι ακόμα γνωστές, όπως για παράδειγμα πόσο γρήγορα περιστρέφεται η μαύρη τρύπα και τον ακριβή προσανατολισμό της στο διάστημα.

Είναι πιθανόν ότι αν η μαύρη τρύπα τοποθετηθεί  στο ηλιακό μας σύστημα, ο ορίζοντας του γεγονότος θα εκτείνεται πολύ πέρα από την τροχιά του Πλούτωνα, ίσως να εκτείνεται περισσότερο από 120 φορές από την απόσταση μεταξύ της Γης και του ‘Ηλιου.

Κανείς δεν ξέρει τι βρίσκεται στον πυρήνα μιας μαύρης τρύπας, αν υποθέσουμε ότι όντως υπάρχει κάτι. Η μαύρη τρύπα περιβάλλεται από μια καμπύλη του χωροχρόνου από την οποία δεν διαφεύγει τίποτα. Ωστόσο, η νέα εικόνα θα βοηθήσει τους αστρονόμους να καταλάβουν περισσότερα για το εξωτερικό της, ειδικά τα «συντριβάνια» σωματιδίων που ταξιδεύουν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.

Μια έκρηξη ύλης από μαύρη τρύπα στο διάστημα μπορεί να ακούγεται παράδοξη, δεδομένου ότι γενικά τείνουν να απορροφούν ύλη και όχι να την «εκπνέουν», αλλά, όπως το θέτει το National Geographic, αυτά τα εξωτικά αντικείμενα δεν θα ήταν τίποτα αν δεν ήταν μπερδεμένα. Έτσι, βλέποντας τη διεπαφή μεταξύ του φωτός, της ύλης και του ορίζοντα συμβάντος του M87, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να επεξεργαστούν αυτή την αινιγματική, «ανάποδη», διαδικασία.

Με λίγα λόγια, ως είθισται στην αέναη περιπέτεια του ανθρώπου για την κατανόηση του κόσμου μέσα στον οποίο υπάρχει, τα ερωτήματα από κάθε νέα ανακάλυψη είναι πάντα περισσότερα από τις απαντήσεις που έδωσε.