M87 galaktika ja selle must auk

Neitsi galaktikaparve keskel asub hiidelliptiline galaktika M87. See meist 54 miljoni valgusaasta kaugusel asuv tõsine hiiglane sisaldab oma 134 tuhande valgusaastase läbimõõdu juures ühtekokku kusagil triljon ehk miljon miljonit tähte.

Kõige kuulsamaks teeb kõnealuse galaktika selle südames asuv supermassiivne must auk, millest suuremaid me enda kosmilisest lähipiirkonnast ei leia. Iga päev kusagil 90 Maa massi jagu ainet neelava ja selle tulemusel võimasalt raadio- ja röntgenkiirguses hõõguva musta augu massiks hinnatakse ligi kuus ja pool miljardit Päikest. Tegemist oli esimese supermassiivse musta auguga, mille "varju" (musta auku ennast polearusaadavalt võimalik näha) on suudetud jäädvustada. Sündmuste Horisondi Teleskoobiks kutsutud raadioteleskoopide võrgustiku poolt tehtud foto M87 mustast august avaldati 2019. aasta aprillis.

M87 galaktika südames paistev must auk paistab meile taevas umbes sama suur kui Kuu pinnal asuv sõõrik.

Üheks omapärasemaks osaks M87 juures on selle südamest tuhandeid valgusaastaid välja ulatuv niinimetatud relativistlik juga, mis koosneb valguse kiirusele lähedase kiirusega liikuvast plasmast (neutronite, prooonite ja elektronide supist). Selle allikaks ei ole miski muu kui ümbritsevat ainet neelav ja seeläbi oma poolustelt tohutut energiat välja kiirgav must auk.

M87 sisaldab lisaks triljonile tähele ja ülimalt massiivsele mustale augule suurt hulka kerasparvi, mis paistavad galaktikast tehtud fotodel otsekui tähed udus. Tegelikult koosneb see udu lugematutest tähtedest ning need pealtnäha tähed omakorda sadu tuhandeid kuni miljoneid tähti sisaldavatest kerajatest täheparvedest. Kui meie Linnutee sisaldab kerasparvi kusagil 150 (neist üht heledamat M13 keraparve näeme juba augustiöödel Heraklese tähtkujus), siis M87 sisaldab neid umbkaudu 15 tuhat.

All on näha videoklippi, mis on kokku pandud reaalsetest fotodest, mis on jäädvustatud erinevates elektromagnetkiirguse lainepikkustes töötavate teleskoopidega ning mille abil viiakse vaatleja galaktika südamesse eelmainitud musta augu juurde. Viimased kaadrid üritavad näidata, et kui suur see must auk õigupoolest Päikesesüsteemi, Neptuuni orbiidi ulatuse ja Voyageride kosmsoesondide kauguse näidetel on.

Illustratsiooni musta augu jaburalt pisikese näiva ehk Maa taevas paistva suuruse kohta vaata kommentaaridest.

Video autor: NASA's Goddard Space Flight Center

Foto mustast august tehisintellekti abiga

2019. aasta aprillis avaldati esimene otsene foto mustast august (või õigemini selle vahetus ümbruses hõõguvast gaasist) hiidgalaktika M87 südames. Sellise vägitükiga sai hakkama Sündmuste Horisondi Teleskoobiks nimetatud ülemaailmsete raadioteleskoopide võrgustik, mille ühendatud võimsus lubas Hubble kosmoseteleskoobist ligi 2000 korda suuremat lahutusvõimet. Seda oli ka vaja, kuna 55 miljoni valgusaasta kaugusel M87 galaktika südames ja ligi seitset miljardit Päikese massi omav must auk on taevas umbes sama suur, kui meile paistaks Kuu pinnal lebav apelsin.

Vasakul 2019. aastal avaldatud Sündmuste Horisondi Teleskoobi vaade mustale augule M87 galaktika südames. Paremal sama foto töödeldud PRIMO masinõppe poolt.

M87 galaktika on meie kohaliku universumi suurimaid omataolisi. Pildil musta augu asukoht selles.

Kui suur on M87 südames asuva must auk võrreldes Päikesesüsteemiga.

Nüüd, neli aastat hiljem, töödeldi eelnevalt kogutud toorandmed läbi masinõppealgoritm PRIMO* poolt. Tegemist on spetsiaalse tarkvaraga, mille väljaarendajateks on Sündmuste Horisondi Teleskoobi meeskonda kuuluvad Lia Medeiros, Dimitrios Psaltis, Tod Lauer ja Feryal Ozel. PRIMO "treeniti" välja lastes sellel analüüsida enam kui 30 tuhandet kõrglahutuslikku simulatsiooni sellest kuidas meie parimate teoreetiliste teadmiste kohaselt gaas musta augu ümbruses käitub. Selle tulemusel sai PRIMO kauget musta auku "näha" oluliselt paremas resolutsioonis ning selle autorid kavatsevad sama tehnikat kasutada ka teiste Sündmuse Horisondi teleskoobi vaatluste töötlemisel.

* PRIMO - principal-component interferometric modeling