Hoppa till huvudinnehåll

Här är den första bilden på ett svart hål – professor i astrofysik: Det är unikt, och ett genombrott

Första bilden på ett svart hål.
Den första bilden någonsin på ett svart hål. Första bilden på ett svart hål. Bild: AFP / Lehtikuva svarta hål

Det som presenteras är en bild på ett supermassivt svart hål i galaxen Messier 87.

Ett banbrytande resultat från det internationella Event Horizon-teleskopet presenterades på onsdagseftermiddagen i samband med samtidiga presskonferenser i Belgien, Chile, Kina, Japan, Taiwan och USA.

Event Horizon-teleskopet är alltså ett samarbetsprojekt där rymdteleskop över hela världen har deltagit.

I samband med presskonferensen fick vi såsom väntat se den första bilden på ett svart hål, men inte från vår egen galax såsom många hade trott.

Att fotografera ett svart hål har länge ansetts varit omöjligt, men inte nu längre.

Eller mer precist uttryckt handlar det om att vi nu kan se hur ett svart hål kröker rumtiden och påverkar både materia och ljus i sin närhet.

Ett svart hål långt borta

Bilden avbildar ett enormt svart hål i den gigantiska elliptiska galaxen Messier 87 (M87) i stjärnbilden Jungfrun.

Messier 87 är beläget på cirka 55 miljoner ljusårs avstånd.

Det kan jämföras med att avståndet till vår näst närmaste stjärna, Proxima Centauri, är drygt 4,2 ljusår, och till att vår galax Vintergatan har en diameter på omkring 100 000 ljusår.

De flesta, om inte alla, galaxer tros ha ett supermassivt svart hål i sitt centrum – så också Vintergatan.

– Ni har sett många animationer men den här är faktiskt verklig. Det man ser är en ring av eld. Den har en diameter av 100 miljarder kilometer. Den är 6,5 miljarder gånger större än solen, säger Heino Falcke från Event Horizon-teleskopet.

Före presskonferensen var det många som trodde att bilden skulle föreställa Vintergatans svarta hål Sagittarius A* som är belägen "endast" 26 000 ljusår från jorden. Men det svarta hålet var så oroligt att det var svårt att få en bra bild på det, enligt forskarna.

Mer om själva bilden

Det svarta hålet som syns i mitten av bilden är förstås svart. Ingenting kan komma därifrån – inte ens ljuset. Bilden är tagen vid en tidpunkt då ljuset håller på att försvinna in i det svarta hålet.

Den höga ljusstyrkan i ringens nedre del jämfört med dess övre del skvallrar om att det pågår en cirkulär rörelse.

Peter Johansson som är professor i astrofysik vid Helsingfors universitet berättar att det vi ser på sätt och vis är det svarta hålets skugga.

– Materian strålar ganska starkt och det ramlar in i det här svarta hålet. Så då ser vi materia runt det svarta hålet som strålar och så kan vi se det svarta hålet som är i förgrunden framför den här strålande bakgrunden.

Bilden såg ut nästan exakt såsom forskarna hade väntat sig.

– Den kanske största överraskning var att det inte var några stora överraskningar. Det var också precis enligt vad Albert Einstein hade förutsagt. Einstein vinner igen. Det är som en bekräftelse på den allmänna relativitetsteorin och den extrema gravitationsnivån nära ett svart hål, säger Johansson.

Han tillägger att det är en mäktig bild som kommer att bli evig på samma sätt som bilden som Apollo 8 tog på månen år 1968. På bilden ser man alltså månen i förgrunden och jorden i bakgrunden.

Fotografiet "Earthrise" med jorden som stiger över månslätten.
Fotografiet "Earthrise" med jorden som stiger över månslätten. Fotografiet "Earthrise" med jorden som stiger över månslätten. Bild: Nasa Jorduppgång,Månen

Ingen vanlig kikare

Observationen av det svarta hålet gjordes alltså på radiovåglängden, med en frekvens på cirka 300 Ghz, eftersom det inte gick att observera på optiska våglängder. Det är för mycket damm och stoft i vägen, och heta gaser och elektroner som sprider ut signalen.

Hur stort är det här?

– Det är unikt helt och hållet, för vi har aldrig gjort det här tidigare. Det är många teknologiframsteg som har möjliggjort det här.

Det som är nytt sedan några år tillbaka är bland annat att man har kunnat göra mätningarna på en mycket hög frekvens, eller kortare våglängd. Det är tekniskt mer utmanande.

En mycket viktig del av det här är det tekniska instrumentet som kallas för ALMA. Det är Europeiska Sydobservatoriet ESO:s instrument i Chile och det kan ta emot radiostrålning på höga frekvenser.

Radioteleskopet ALMA i Chile.
Det här är några av ALMA-antennerna i Chile. De är tolv meter i genomskärning. Radioteleskopet ALMA i Chile. Bild: Marcus Rosenlund radioteleskopi

Också i Metsähovi i Finland finns liknande instrument men de kan bara observera 10 gånger lägre frekvenser än det man lyckats åstadkomma i det här internationella projektet.

Den metod forskarna har använt kallas för interferometri, och går ut på att kombinera data från många olika radioteleskop.

Observationerna gjordes för två år sedan med åtta olika radioteleskop, till exempel i Chile, på Sydpolen, i USA och i Nederländerna.

– Då får man en upplösning som motsvarar det att man skulle ha ett radioteleskop som är lika stort som hela jorden, som avståndet mellan teleskopen.

Radioteleskopet ALMA i Chile.
Radioteleskop såsom ALMA i Chile kan observera både om dagen och om natten. Radioteleskopet ALMA i Chile. Bild: ESO/ALMA radioteleskopi

"Som att vinna en olympisk guldmedalj"

Som astrofysiker är Johansson glad över att det faktiskt lyckades att ta en bild på ett svart hål, även om han inte själv deltog i det här arbetet.

– Det är som att vinna en olympisk guldmedalj. Fastän man inte själv vinner men man kan tänka sig att det är som att Finland vinner, och så är man glad för det också.

Mycket gemensam forskning ligger till grund för genombrottet. En finländare, akademiforskaren Tuomas Savolainen, har också varit aktivt med.

– När jag behandlade datamaterialet och såg ringen runt det svarta hålet formas på datorskärmen så var känslan obeskrivlig, kommenterade Savolainen i en intervju för Helsingin Sanomat.

Johansson hoppas att bilden på det svarta hålet får länder runtom i världen att inse vikten av att satsa på grundforskning.

EU-kommissionen har stött den aktuella forskningen med 44 miljoner euro, och Finlands akademi är medfinansiär.

Svarta hål är också något man forskar i vid Helsingfors universitet. I fjol fick professor Peter Johansson till exempel 2 miljoner euro av EU-kommissionen för sådan här forskning.

Han och hans kolleger fokuserar bland annat på att förstå hur stjärnor rör sig runt svarta hål, hur svarta hål krockar och hur de skickar ut gravitationsvågor.

Läs också

Vetenskap

Nyligen publicerat - Vetenskap