این تصویر طی پنج روز رصد آسمان در آوریل ۲۰۱۷ و به وسیله هشت تلسکوپ که در سراسر جهان قرار دارند، رصد شد. پروژه ثبت این تصویر Event Horizon Telescope نام دارد.
به هرحال در این تصویر گازهای درخشانی دیده می‌شود که دور یک سیاهچاله عظیم در مرکز کهکشان M87 در فاصله ۵۴ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. دانشمندان آن را به هیولا تشبیه کرده‌اند.
البته بیشتر کارشناسان تخمین می‌زدند دانشمندان سازمان فضایی اروپا تصویری از Sagittarius A را منتشر کنند. این سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد و ۲۶ هزار سال نوری با زمین فاصله دارد.
درنهایت مشخص شد تصویربرداری از M۸۷ بهتر است. سیاهچاله Sagittarius A فعالیت بیشتری داشت و ثبت تصویر واضح از آن کار مشکلی بود.
به‌هرحال عکس نهایی طی شش پژوهش تحلیل شد و ۲۰۰ کارشناس روی آن تحقیق کردند.
تصویری از نوری مارپیچ
ابر سیاهچاله‌ها هنگامی به وجود می‌آیند که ستاره‌ها به پایان عمر خود می‌رسند اما از آن‌جا که سیاهچاله‌ها به نور اجازه خروج نمی‌دهند، رصد آن‌ها کار بسیار مشکلی است.
اما نورهای درخشانی که در این تصویر دیده می‌شود، درحقیقت لبه افق رویداد سیاهچاله نام دارد. در لبه رویداد سیاهچاله گرانش چنان قدرتمند است که نور نمی‌تواند از آن فرار کند.
فریلا اوزل از دانشگاه آریزونا و یکی از محققان پروژه می‌گوید: «افق رویداد درحقیقت نقطه بدون بازگشت سیاهچاله است و در این تصویر به شکل عدم وجود نور نشان داده می‌شود.»
پیش از این محققان از یک جت حباب وار نور عکس گرفته بودند که در مکان احتمالی سیاهچاله M87 قرار داشت اما آن‌ها نمی‌توانستند به‌طور قطع سیاهچاله را رصد کنند زیرا ابزارهایشان قدرت تلسکوپ‌های ETH نبود.
اندرو استرومینگر از دانشگاه هاروارد دراین‌باره می‌گوید: «تفاوت بین این دوتصویر شبیه وضوح تصویر یک دوربین تلفن‌همراه ارزان قیمت و وضوح سینما IMAX است.»
حجم این سیاهچاله 5/6 میلیارد برابر خورشید است. با وجود این سیاهچاله از زمین شبیه یک نقطه دوردست دیده می‌شود.
برای ثبت این تصویر اطلاعات هشت تلسکوپ مختلف با دقت یک میلیاردم ثانیه جمع‌آوری و با هم ترکیب شد. به‌طور دقیق برای ثبت این تصویر، تلسکوپ‌هایی در هاوایی، آریزونا، اسپانیا، مکزیک، شیلی و قطب جنوب چند روز در آوریل ۲۰۱۷ میلادی روی Sagittarius A و M۸۷ تمرکز کردند.
دانشمندان برای رصد مرز سیاهچاله بین نور و تاریکی، امواج رادیویی منتشر شده از گازهایی را که دور سیاهچاله پیچ‌وتاب و می‌خوردند، ثبت کردند. این گازها نوری در طیف موج‌های مختلف از جمله نور قابل رصد برای چشم انسان منتشر می‌کنند اما دانشمندان طیف موج خاصی از نور را انتخاب کردند که می‌تواند در کل کهکشان‌ها و حتی اتمسفر زمین سفر کند و جذب نشود اما برای رصد این امر به آب‌وهوایی مناسب در تمام هشت منطقه‌ای نیاز بود که تلسکوپ‌ها در آن قرار داشتند.
بنابراین دانشمندان قبل از آنکه تلسکوپ‌های خود را به سمت سیاهچاله هدف بگیرند، باید رطوبت هوا را رصد می‌کردند. زیرا رطوبت زیاد هوا تصویر سیاهچاله را خراب می‌کرد.
محققان برای کاهش احتمال بارش و رطوبت، تلسکوپ‌ها را در مناطق خشک از جمله قطب جنوب و صحرای آتاکاما در شیلی ساختند.
به هرحال محققان برای ثبت عکس سیاهچاله M87 را انتخاب کردند. زیرا این سیاهچاله جت‌هایی از گازهای درخشان را منتشر می‌کند اما در مقایسه با سیاهچاله‌های جوانتر که در فاصله دورتری قرار دارند، کم نورتر به نظر می‌رسد.
این سیاهچاله‌های جوانتر مواد بزرگ‌تری را جمع‌آوری می‌کنند، بنابراین گازهای مارپیچ اطراف آن‌ها درخشان‌ترند.
اوزل دراین‌باره می‌گوید: «در این نقطه از عمر جهان، سیاهچاله‌ها آرام می‌گیرند. آن‌ها به‌طور کلی گازهایی را می‌بلعند که از ستاره‌های اطراف خارج می‌شوند.»
دو دهه برنامه‌ریزی برای ثبت تصویر قرن
به هرحال دودهه طول کشید تا این تصویر ثبت شود. بخشی از این تلاش مربوط به طراحی، ساخت و راه‌اندازی تجهیزات تلسکوپ در سایت‌های مختلف است.
اوزل که از زمان فارغ‌التحصیلی در سال دوهزارمیلادی مشغول کار برای ثبت تصویر از سیاهچاله است، می‌گوید: «دانشمندان میلیون‌ها شبیه‌سازی از سیاهچاله‌ها ساختند. هرکدام از شبیه سازی‌ها حجم، سرعت یا جهت متفاوتی داشتند. این شبیه سازی‌ها به دانشمندان نشان داد چگونه تلکسوپ‌های خود را طراحی کنند و آن‌ها را به کدام سمت نشانه روند.»
دانشمندان فقط به دنبال ثبت یک تصویر زیبا نبودند. آن‌ها می‌خواستند به درک بهتری از این اشیای عجیب آسمانی برسند. زیرا میان انبوه اجسام آسمانی، سیاهچاله‌ها ماهیت‌های بسیار عجیبی دارند. دانشمندان اکنون متوجه شده‌اند سیاهچاله حاوی حجمی عظیم و بسیار متراکم است.
این تراکم گرانش بسیار زیادی در مرکز آن ایجاد می‌کند که هیچ‌کس نمی‌تواند داخل آن را ببیند.
اوزل می‌گوید: «سیاهچاله‌ها تنها اشیا در جهان هستند که مناطقی غیرقابل دسترس از فضا زمان خلق می‌کنند.
از آن‌جا که سیاهچاله‌ها بسیار عجیب‌اند، محققان تمایل دارند ویژگی‌های آنان را بررسی کنند تا مشخص شود با بقیه نظریه نسبیت هماهنگ هستند یا خیر. همه ما احساس می‌کنیم درک دقیقی از زمان و فضا داریم اما انیشتین معتقد بود این امر فقط در شرایطی که ما به آن عادت داریم، صحت دارد. در این شرایط حوزه گرانشی بسیار ضعیف است.
استرومینگر دراین‌باره می‌گوید: «هنگامی‌که میدان گرانشی قدرتمند می‌شود، اتفاق‌های عجیب‌وغریبی می‌افتد.»
تمام آنچه که تاکنون درباره سیاهچاله M87 رصد شده حجم و اندازه افق رویداد آن است که با نظریه انیشتین همخوانی دارد.
مشاهدات دقیق‌تر در آینده احتمالا ویژگی‌های غیرمنتظره بیشتری را نمایان خواهد کرد. استرومینگر خواهان رصد تصاویری دقیق‌تر از سیاهچاله‌ای مشابه M87 است.
طبق محاسبات فرضی، اگر سیاهچاله با سرعت خاصی بچرخد، نوعی کرم‌چاله در فضا زمان ایجاد می‌کند.
تصاویر آتی از سیاهچاله به تایید یا رد این فرضیه کمک می‌کند. استرومنیگر پیش‌بینی می‌کند در آینده کیفیت تصاویر به حدی می‌رسد که بتوان سیاهچاله و کرم چاله مربوط به آن را دید.
او می‌گوید؛ این واقعا یک امر عجیب و خیالی است. ما آن را رصد خواهیم کرد.
اوزل نیز معتقد است این تصویر آغاز مسیر است. دانشمندان تصمیم دارند تلسکوپ‌هایشان را به سمت سیاهچاله‌های دیگر متمرکز کنند تا کتابی از تصاویر سیاهچاله‌ها فراهم کنند. همچنین آن‌ها تصمیم دارند تصاویری دقیق‌تر و بهتر از سیاهچاله‌ها رصد کنند.
اکنون که بشر بالاخره توانست یک سیاهچاله را به چشم خود ببیند، زمان آن فرا رسیده تا شیوه رفتار آن را نیز تماشا کند.
حواشی نخستین عکس از سیاهچاله:
نخستین سیاهچاله؛ عظیم اما بدون نام
هرچند نخستین تصویر واقعی از یک ابر سیاهچاله منتشر شده و توجهات بسیاری را به خود جلب کرده اما اینشی مشهور هنوز نام رسمی ندارد!
محققانی که این تصویر را ثبت کرده‌اند آن را M87 نامیده‌اند اما یک استاد زبان‌شناسی با الهام از آوازهای محلی هاوایی نام Powehi(پوو هی) را برای آن انتخاب کرده که به معنای «تاریکی بی‌انتهای زیبا» است اما بنیاد ستاره‌شناسی بین‌المللی که نام اجرام ستاره‌شناسی را انتخاب می‌کند هنوز هیچ نامی برای ابر سیاهچاله انتخاب نکرده است.
جالب آنکه این بنیاد هنوز کمیته‌ای برای بررسی اشیای آسمانی دیگر مانند سیاهچاله‌ها، کهکشان‌ها یا تپ اخترها ندارد اما کیمورا حتی قبل از آنکه تصویر از سیاهچاله رونمایی شود، نام مذکور را برای آن انتخاب کرد.
به هرحل پووهی نام سیاهچاله به زبان هاوایی است و نام رسمی آن به حساب نمی‌آید.
گوگل به سیاهچاله ادای احترام کرد
ثبت نخستین عکس از سیاهچاله چنان مهم بود که به تیتر یک بسیاری از خبرگزاری‌های جهان تبدیل شد. کارشناسان آن را نقطه عطفی در دانش بشری اعلام کردند. کاربران شبکه‌های اجتماعی از جمله توییتر و اینستاگرام عکس را پشت سرهم منتشر می‌کردند.
در این میان گوگل به‌عنوان یک موتور جستجوی محبوب نیز از تب سیاهچاله عقب نماند.
این شرکت فناوری به مناسبت ثبت نخستین تصویر از سیاهچاله لوگوی خود را تغییر داد. علاوه برآن یک فیلم انیمیشنی کوتاه از تصویر سیاهچاله را منتشر کرد.
یک زن پشت نخستین تصویر از سیاهچاله
یکی از افرادی که به ثبت تصویر از سیاهچاله کمک کرد، کیتی باومن بیست‌ونه‌ساله بود. این کارشناس رایانه زمانی همکاری با پروژه EHT را آغاز کرد که هنوز دانشجوی علوم رایانشی و هوش‌مصنوعی در MIT بود.
او که در رشته مهندسی الکترونیک نیز از دانشگاه میشیگان مدرک کارشناسی دارد، هم اکنون مشغول تحصیل در مقطع فوق دکترا در مرکز هاروارد-اسمیتسونیان در رشته فیزیک اخترشناسی است.
او شش سال قبل بدون هیچ تجربه‌ای در این پروژه شرکت کرد. جالب آنکه او پس از ثبت تصویر سیاهچاله یکباره در شبکه‌های اجتماعی مشهور شد.
درحقیقت کیتی باومن با کشف یک الگوریتم به ثبت نخستین تصویر از یک سیاهچاله کمک کرد.
الگوریتمی که باومن و تیم تحقیقاتی او ارائه کردند CHIRP نام دارد و تصاویر ارسال شده تلسکوپ‌های افق رویداد را بهم متصل کرد. این درحالی بود که حجم تصاویر ارسالی این تلسکوپ پنج‌هزار ترابایت بوده است.
پس از ثبت تصویر سیاهچاله، بومن از عکسی از خود در فیس‌بوک منتشر کرد که تصویر سیاهچاله در نمایشگر رایانه او دیده می‌شود.
در عکس دیگری او کنار یک میز با هارد درایوهای محتوی اطلاعات تصویر سیاهچاله ایستاده است.
حضور یک زن در تیم محققانی که این تصویر را ثبت کرده‌اند، بار دیگر نشان داد زنان در عرصه علم و فناوری همچنان مهجور مانده‌اند.
او در مصاحبه‌ای با شبکه خبری سیان ان گفت: «این موفقیت حاصل یک تلاش دسته‌جمعی است.»
کامالا هریس یکی از سناتورهای مجلس آمریکا در توییتر نوشت: «کیتی باومن نشان داد زنان در حوزه علم STEM نه‌تنها غیرممکن را ممکن می‌کنند بلکه تاریخ ساز هستند.»
