Credit: Broderick et al
Mei 2019 zagen we voor het eerst een foto van een zwart gat, een foto van M87* gemaakt met de Event Horizon Telescope (EHT). We zagen op de foto een vage, wazige oranjegekleurde ring rond een zwart centrum. Simulaties van zwarte gaten hadden voorspeld dat we mogelijk een dunne, heldere ring te zien zouden krijgen, een ring van fotonen die ontstaat doordat fotonen door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat om de waarnemingshorizon draaien. Maar die fotonring, zoals het wordt genoemd, kregen we niet te zien.
Scientists captured a “pristine signature of gravity” – light that detoured behind a black hole before reaching the @ehtelescope on Earth. Perimeter’s Avery Broderick and colleagues developed the computational techniques to discern the photon ring. https://t.co/oMhdDypXI0
— Perimeter Institute (@Perimeter) August 16, 2022
Nu ruim drie jaar later krijgen we de ring echter toch te zien, want een team van onderzoekers onder leiding van Avery Broderick (Perimeter Institute en de University of Waterloo) heeft de gegevens van M87*, zoals waargenomen met de EHT, met een speciaal algoritme ‘geremastered’ en met die bewerking komt de fotonring tevoorschijn – zie de afbeelding bovenaan en de tweet hierboven.
We zien op de bewerkte foto de emissie van licht van M87* is nu opgelost in een heldere, dunne ring van fotonen die één of meerdere keren om de waarnemingshorizon zijn gevlogen en het meer diffuse primaire beeld, geproduceerd door de fotonen die rechtstreeks naar de aarde komen (in blauwe contouren). Broderick vergelijkt de remastering met het zoeken van vuurvliegjes met een zoeklicht: pas als je het zoeklicht dimt komen de vuurvliegjes tevoorschijn. In een blog in 2021 beschreef ik de fotonring al eens:
Het licht wat het meest dicht bij de waarneminghorizon komt, de ultieme grens van het zwarte gat, is de fotonring. Die zou op foto’s als een dunne, heldere ring te zien moeten zijn.
De verschillende lichtpaden van het sterk afgebogen licht kunnen een fotonring vormen. Credit: Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian
De ring zit feitelijk ook in de EHT foto van M87*, maar daarop wordt hij overstraald door het wazige licht van het hete gas en stof verder van het zwarte gat, een waas die ook veroorzaakt wordt door het oplossend vermogen van de EHT. Fotonen kunnen door de sterke verbuiging van de ruimte rondom het zwarte gat één keer om het zwarte gat vliegen of zelfs meerdere keren.
En nu blijkt hij dus al duidelijk te zien op de foto’s! Al is er wel discussie op Twitter over de vraag of de ring nou echt is gefotografeerd of dat er sprake is van een soort van overbewerking van de gegevens zodat er wel een ring tevoorschijn móet komen – zie bijvoorbeeld de tweet hieronder.
My understanding is that the @ehtelescope does the reverse of what @AstroKatie suggests here: that it blurs out the photon ring so much that the ring is drowned in the direct image. The photon ring arguably hasn’t been detected yet. https://t.co/XEvlPdDRYz
— Matt Strassler (@MattStrassler) August 16, 2022
Vandaag, 16 augustus 2022, werd dit artikel over de fotonring van M87* gepubliceerd in the Astrophysical Journal. Bron: Perimeter Institute.
