בימים האחרונים גועשת הרשת בעקבות הכרזת מדענים מיוזמת טלסקופ אופק האירועים, לפיה ב-10 לאפריל (היום) יתפרסמו לראשונה תמונות של החור השחור במרכז הגלקסיה שלנו [1]. איזה ציוד דרוש כדי לקבל תמונות כאלו? מה תהיה איכות התמונות? ולמה בכלל הן נחוצות?

כתבנו בעבר בהרחבה על חורים שחורים [2]. אם לסכם בקצרה, חור שחור הינו גוף אשר הכבידה על פני השטח שלו כה  גדולה שאפילו חלקיקי אור (פוטונים) לא יכולים להימלט ממנו. על כן, מעבר לשפת החור השחור הקרויה אופק האירועים, הוא, ובכן, שחור. חורים שחורים וסביבתם הם בעלי תנאים קיצוניים מאוד. לכן, היכולת להפיק מידע מסביבת החור השחור יכולה לסייע רבות לאישוש מודלים פיזיקלים קיימים ואולי אף לבניית מודלים פיזיקלים חדשים והרחבת הידע שלנו.

טלסקופ הינו מכשיר המשמש להתבוננות וצילום של עצמים הנמצאים במרחק רב והוא שימושי במיוחד בתחומי האסטרונומיה והאסטרופיזיקה. עם התקדמות הטכנולוגיה החלו לפתח, בנוסף לטלסקופים האופטיים מימי גליליאו, גם טלסקופי רדיו: כאן מדובר באנטנות רדיו בצורת צלחת (בדומה לצלחות לווין) אשר קולטות קרינת רדיו מכוכבים. בניגוד לטלסקופ אופטי, בו מכשיר אחד מכוון על עצם המטרה, פעמים רבות טלסקופי רדיו בנויים ממערך של אנטנות צלחת (מערך מפורסם הוא ה- Very Large Array בניו מקסיקו, המוצג בסרטים רבים, כולל הסרט קונטקט [3]).

גודל הוא שם המשחק בכל הקשור לחלל, וככל שהמרחק בין אנטנות הרדיו גדול יותר, כך ניתן להבחין בפרטים רחוקים ועמומים יותר. למרות שהחור השחור בו צפו, הממוקם במרכזה של גלקסיית M87 הינו גדול, מערך טלסקופי הרדיו הדרוש בכדי להבחין בפרטים שלו (ובפרט באופק האירועים) חייב להיות עצום. עד כמה עצום? גודלו הכולל של מערך האנטנות צריך להיות זהה בערך לקוטרו של כדור הארץ כולו!

בשלב זה אתם בוודאי בוהים במסך ושואלים את עצמכם מה זה ה"פייק ניוז" הזה?

הרי אין שום סיכוי שניתן לבנות מערך בגודל הזה. מסתבר שגם אוסף של טלסקופי רדיו המצויים ברחבי העולם, ושמרחקם זה מזה הוא בסדר הגודל של קוטר כדוה"א יכול לספק את הסחורה, ואכן, בפרוייקט המדובר [4] משתתפים מערכי גילוי בנקודות שונות ברחבי העולם כמו אירופה, ארה"ב, גרינלנד ודרום אמריקה. פריסה רחבה זו, בשילוב עם מערכות ניתוח נתונים מתוחכמות, מאפשרות למדענים הלוקחים חלק בפרוייקט לשלב את המידע המתקבל מכל הטלסקופים ולקבל תמונה בתדרי רדיו של החור השחור.

חשוב לציין כי את החור השחור עצמו אי אפשר לראות או לצלם, שהרי מעצם הוויתו קרינה לא יכולה לברוח ממנו. מה שהטלסקופ יכול לצלם זה את השפעת הכבידה העצומה בסביבת החור השחור על קרינת הרדיו באזור, וכן את הקרינה הנפלטת מחומר הנופל אל החור השחור.

בהתחשב ברעש הרב שסביב לחשיפה זו, ניתן היה לצפות שהתמונות שיתקבלו לא יפלו ברמתן מההדמייה של גרגנטואה, החור השחור מהסרט בין-כוכבים (interstellar, שמאמר מדעי אף פורסם עליו), אולם בפועל לא כך הדבר. ראשית, הצילום עצמו נעשה כבר לפני שנתיים, ופרק הזמן שעבר מאז נוצל לעיבוד המידע מכל צלחות הרדיו לכדי תמונה אחת. שנית, עלינו לזכור שהתמונה המתקבלת היא בתדרי רדיו ולא בתדרים של האור הנראה ולבסוף, סביר להניח שהרזולוציה של התמונה המתקבלת תהיה יחסית נמוכה. עיקר התרומה של התמונות הללו תתרחש דרך המידע שהם יספקו על הנעשה בסביבת החור השחור. מידע זה יאפשר למדענים לאשרר או לפסול תיאוריות קיימות ואף לבנות תיאוריות פיזיקליות חדשות, ובכך יעזור לנו להבין עוד נדבך קטן ביקום הרחב שלנו.

קרדיט לתמונה: EHT Collaboration

מקורות:
[1] כיצד מדענים חושבים שנראה חור שחור? באתר של סיינס
[2] על חורים שחורים וקרינת הוקינג באתר של מדע גדול בקטנה
[3] מערך טלסקופי רדיו בניו מקסיקו, המופיע בסרטים רבים
[4] לאתר של פרוייקט טלסקופ אופק האירועים