Astronomie

La première image du trou noir de la Voie lactée au télescope Event Horizon sera-t-elle juste un autre beignet orange ?

La première image du trou noir de la Voie lactée au télescope Event Horizon sera-t-elle juste un autre beignet orange ?

Réponse de @ HDE226868 à Pourquoi le trou noir au centre de la Voie lactée ne brille-t-il pas de la même manière que la célèbre image M87 ? explique qu'aucun des trous noirs n'est orange et que toutes les images du télescope Event Horizon seront prises à environ 1 mm (~ 300 GHz). Il poursuit en soulignant qu'il y aura beaucoup moins d'émissions du disque d'accrétion de Sgr A * que de celui-ci. Bien sûr, le nôtre est beaucoup plus proche, mais il n'est pas toujours actif ; à moins qu'un nuage de poussière passe et tombe. Pour en savoir plus, voir les réponses à Pourquoi ne pas prendre une photo d'un trou noir plus proche ?

Réponse de @RobJeffries à Comment le télescope Event Horizon peut-il imager Sgr A quand il n'est pas visible de tous les sites à la fois ?* souligne que notre disque peut également varier en apparence sur des échelles de temps de quelques minutes plutôt que de plusieurs mois, ce sera donc un nouveau défi en termes de traitement des données.

Question: En fin de compte, la première image EHT de Sgr A * ressemblera-t-elle à peu près à M87? un beignet orange grumeleux? Je sais qu'il y a un problème d'inclinaison, mais ça n'aura pas l'air d'être bord à bord à cause de la façon dont la lumière se courbe, je pense donc qu'il est nécessaire de consulter une simulation. Un autre problème est la source d'accrétion elle-même ; y aura-t-il un disque ou juste des filaments en spirale ? En supposant la même longueur d'onde et la même ligne de base, il existe une possibilité d'une résolution plus élevée, et l'échelle de temps plus courte par rapport à M87 pourrait être compensée par une distance beaucoup plus trieuse et donc une luminosité.


Le télescope Event Horizon essaie de prendre la toute première photo d'un trou noir

Capturer la silhouette d'un trou noir, c'est comme photographier une orange sur la lune.

Les astronomes ont orchestré des télescopes radio à travers le monde dans une caméra virtuelle de la taille de la Terre pour une nouvelle expérience audacieuse visant à fournir la toute première image d'un trou noir. La collaboration avec le télescope devrait faire une grande annonce des résultats cette semaine, et les membres ont également décrit leur approche de recherche lors d'une conférence en mars.

Les trous noirs sont des déformations extrêmes de l'espace-temps qui sont si fortes que leur gravité massive ne laisse même pas la lumière s'échapper une fois qu'elle est suffisamment proche.

L'idée des astronomes est de photographier la silhouette opaque circulaire d'un trou noir jeté sur un fond clair. Le bord de l'ombre est l'horizon des événements, le point de non-retour d'un trou noir. Une image vaut mille mots, et une photographie d'un trou noir serait un outil important pour comprendre l'astrophysique, la cosmologie et le rôle des trous noirs dans l'univers.

Si un astronaute déposait une orange à la surface de la lune, les agrumes seraient très difficiles à voir depuis la Terre. Les trous noirs sont tout aussi difficiles à repérer, a déclaré Sheperd Doeleman, directeur de projet d'un nouveau projet ambitieux appelé Event Horizon Telescope.

Doeleman a partagé cette anecdote avec un public lors d'un panel au festival South by Southwest (SXSW) à Austin, Texas, le mois dernier. Doeleman et ses collègues collaborateurs Sera Markoff, Peter Galison et Dimitrios Psaltis ont expliqué le fonctionnement du projet lors de l'événement SXSW, "EHT : un effort planétaire pour photographier un trou noir."

Les trous noirs sont des structures massives par rapport aux planètes et aux humains. Mais ce qui nous semble grand, est, à l'échelle galactique, minuscule. Donc, photographier l'horizon des événements d'un trou noir est compliqué.

"L'une des cibles de l'EHT est d'environ 10 % de la taille de notre système solaire", a déclaré Sera Markoff, astrophysicien de l'Université d'Amsterdam, lors du panel. Le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, appelé Sagittaire A*, est à peu près de la taille de l'orbite de Mercure, a ajouté Doeleman.

Si un vaisseau spatial pouvait faire sortir les astronomes de la Voie lactée, qui est environ 50 milliards de fois plus grande que le Sagittaire A*, selon Markoff, alors repérer ce trou noir parmi les milliards d'autres étoiles et planètes de la galaxie serait assez délicat.

Pour observer le trou noir supermassif au centre de la galaxie de la Voie lactée, ou pour voir une autre des cibles du projet &mdash le trou noir supermassif au cœur de la galaxie elliptique supergéante Messier 87 &mdash l'équipe EHT a dû transformer la Terre en un télescope virtuel Plate-forme. C'est parce que la puissance d'un télescope pour résoudre les images est limitée à la taille de sa parabole, et en utilisant un éventail d'instruments à travers le monde, l'équipe brise efficacement la parabole et disperse les morceaux dans le monde pour créer un grand œil spatial.

Les observatoires radiotélescopes impliqués dans les observations de l'EHT en 2017 étaient ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array au Chili APEX (Atacama Pathfinder Experiment) au Chili IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) en Espagne LMT (Large Millimeter Telescope) au Mexique SMT (Submillimeter Telescope) ) en Arizona JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) à Hawaï SMA (SubMillimeter Array) à Hawaï et SPT (South Pole Telescope) en Antarctique.

Des observations coordonnées ont également été faites dans les bandes des rayons X et gamma.

Le Sagittaire A* est en sommeil, ce qui signifie qu'il ne consomme pas activement beaucoup d'étoiles et de gaz à proximité, libérant ainsi des radiations. Un trou noir actif se cache à l'intérieur de Messier 87. Pour voir le trou noir supermassif du voisinage et celui qui se produit plus loin, les télescopes doivent observer « toute la gamme du spectre électromagnétique, de la radio aux rayons gamma », a déclaré Markoff.


Le télescope Event Horizon images des champs magnétiques au bord du trou noir supermassif de M87

La collaboration Event Horizon Telescope (EHT), qui a produit la toute première image d'un trou noir publiée en 2019, a aujourd'hui une nouvelle vue de l'objet massif au centre de la galaxie Messier 87 (M87): à quoi il ressemble en lumière polarisée . Cette image montre la vue polarisée du trou noir dans M87. Les lignes marquent l'orientation de la polarisation, qui est liée au champ magnétique autour de l'ombre du trou noir. Crédit : Collaboration EHT

La collaboration Event Horizon Telescope (EHT), qui a produit la toute première image d'un trou noir, a révélé aujourd'hui une nouvelle vue de l'objet massif au centre de la galaxie Messier 87 (M87): à quoi il ressemble en lumière polarisée. C'est la première fois que des astronomes ont pu mesurer la polarisation, une signature des champs magnétiques, aussi près du bord d'un trou noir. Les observations sont essentielles pour expliquer comment la galaxie M87, située à 55 millions d'années-lumière, est capable de lancer des jets énergétiques à partir de son cœur.

« Nous voyons maintenant la prochaine preuve cruciale pour comprendre comment les champs magnétiques se comportent autour des trous noirs et comment l'activité dans cette région très compacte de l'espace peut entraîner des jets puissants qui s'étendent bien au-delà de la galaxie », déclare Monika Mościbrodzka, coordinatrice du Groupe de travail sur la polarimétrie EHT et professeur adjoint à l'Université Radboud aux Pays-Bas.


La collaboration Event Horizon Telescope (EHT), qui a produit la toute première image d'un trou noir, a révélé aujourd'hui une nouvelle vue de l'objet massif au centre de la galaxie Messier 87 : à quoi il ressemble en lumière polarisée. C'est la première fois que des astronomes ont pu mesurer la polarisation, une signature des champs magnétiques, aussi près du bord d'un trou noir. Cette vidéo résume la découverte.

Le 10 avril 2019, les scientifiques ont publié la toute première image d'un trou noir, révélant une structure en forme d'anneau lumineux avec une région centrale sombre - l'ombre du trou noir. Depuis lors, la collaboration EHT a approfondi les données sur l'objet supermassif au cœur de la galaxie M87 collectées en 2017. Ils ont découvert qu'une fraction importante de la lumière autour du trou noir M87 est polarisée.

« Ce travail est une étape majeure : la polarisation de la lumière transporte des informations qui nous permettent de mieux comprendre la physique derrière l'image que nous avons vue en avril 2019, ce qui n'était pas possible auparavant », explique Iván Martí-Vidal, également coordinateur de l'EHT Polarimetry. Groupe de travail et Chercheur distingué GenT à l'Université de Valence, Espagne. Il ajoute que "le dévoilement de cette nouvelle image en lumière polarisée a nécessité des années de travail en raison des techniques complexes impliquées dans l'obtention et l'analyse des données".

Cette image composite montre trois vues de la région centrale de la galaxie Messier 87 (M87) en lumière polarisée et une vue, dans la longueur d'onde visible, prise avec le télescope spatial Hubble. La galaxie a un trou noir supermassif en son centre et est célèbre pour ses jets, qui s'étendent bien au-delà de la galaxie. L'image de Hubble en haut capture une partie du jet d'environ 6000 années-lumière.
L'une des images en lumière polarisée, obtenue avec le réseau chilien Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l'ESO est partenaire, montre une partie du jet en lumière polarisée. Cette image capture la partie du jet, d'une taille de 6000 années-lumière, la plus proche du centre de la galaxie.
Les autres images en lumière polarisée se rapprochent du trou noir supermassif : la vue du milieu couvre une région d'environ une année-lumière et a été obtenue avec le Very Long Baseline Array (VLBA) du National Radio Astronomy Observatory aux États-Unis.
La vue la plus agrandie a été obtenue en reliant huit télescopes à travers le monde pour créer un télescope virtuel de la taille de la Terre, l'Event Horizon Telescope ou EHT. Cela permet aux astronomes de voir très près du trou noir supermassif, dans la région où les jets sont lancés.
Les lignes marquent l'orientation de la polarisation, qui est liée au champ magnétique dans les régions imagées. Les données ALMA fournissent une description de la structure du champ magnétique le long du jet. Par conséquent, les informations combinées de l'EHT et de l'ALMA permettent aux astronomes d'étudier le rôle des champs magnétiques depuis le voisinage de l'horizon des événements (tel que sondé avec l'EHT à l'échelle du jour-lumière) jusqu'à bien au-delà de la galaxie M87 le long de ses puissants jets (tels que sondés avec ALMA à l'échelle du millier d'années-lumière).
Les valeurs en GHz se réfèrent aux fréquences de lumière auxquelles les différentes observations ont été faites. Les lignes horizontales montrent l'échelle (en années-lumière) de chacune des images individuelles.
Crédit : EHT Collaboration ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Goddi et al. NASA, ESA et Hubble Heritage Team (STScI/AURA) VLBA (NRAO), Kravchenko et al. J.C. Algaba, I. Martí-Vidal

La lumière se polarise lorsqu'elle traverse certains filtres, comme les verres de lunettes de soleil polarisées, ou lorsqu'elle est émise dans des régions chaudes de l'espace où des champs magnétiques sont présents. De la même manière que les lunettes de soleil polarisées nous aident à mieux voir en réduisant les reflets et l'éblouissement des surfaces lumineuses, les astronomes peuvent affiner leur vision de la région autour du trou noir en regardant comment la lumière qui en provient est polarisée. Plus précisément, la polarisation permet aux astronomes de cartographier les lignes de champ magnétique présentes au bord intérieur du trou noir.

« Les images polarisées récemment publiées sont essentielles pour comprendre comment le champ magnétique permet au trou noir de « manger de la matière » et de lancer de puissants jets », a déclaré Andrew Chael, membre de la collaboration EHT, membre de la NASA Hubble au Princeton Center for Theoretical Science et la Princeton Gravity Initiative aux États-Unis.

Cette image montre une vue du jet dans la galaxie Messier 87 (M87) en lumière polarisée. L'image a été obtenue avec le réseau chilien Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l'ESO est partenaire, et capture la partie du jet, d'une taille de 6000 années-lumière, plus proche du centre de la galaxie. . Les lignes marquent l'orientation de la polarisation, qui est liée au champ magnétique dans la région imagée. Cette image ALMA indique donc à quoi ressemble la structure du champ magnétique le long du jet. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Goddi et al.

Les jets lumineux d'énergie et de matière qui émergent du noyau de M87 et s'étendent à au moins 5 000 années-lumière de son centre sont l'une des caractéristiques les plus mystérieuses et énergétiques de la galaxie. La plupart des matières se trouvant près du bord d'un trou noir y tombent. Cependant, certaines des particules environnantes s'échappent quelques instants avant d'être capturées et sont projetées loin dans l'espace sous la forme de jets.

Les astronomes se sont appuyés sur différents modèles du comportement de la matière près du trou noir pour mieux comprendre ce processus. Mais ils ne savent toujours pas exactement comment des jets plus gros que la galaxie sont lancés depuis sa région centrale, qui est comparable en taille au système solaire, ni comment exactement la matière tombe dans le trou noir. Avec la nouvelle image EHT du trou noir et de son ombre en lumière polarisée, les astronomes ont réussi pour la première fois à examiner la région juste à l'extérieur du trou noir où se produit cette interaction entre la matière entrant et éjectée.

L'ombre d'un trou noir que l'on voit ici est la plus proche possible d'une image du trou noir lui-même, un objet complètement sombre dont la lumière ne peut s'échapper. La limite du trou noir - l'horizon des événements dont l'EHT tire son nom - est environ 2,5 fois plus petite que l'ombre qu'il projette et mesure un peu moins de 40 milliards de km de diamètre. Bien que cela puisse sembler grand, cet anneau ne mesure qu'environ 40 microsecondes d'arc, ce qui équivaut à mesurer la longueur d'une carte de crédit à la surface de la Lune. Crédit : Collaboration EHT

Les observations fournissent de nouvelles informations sur la structure des champs magnétiques juste à l'extérieur du trou noir. L'équipe a découvert que seuls les modèles théoriques comportant un gaz fortement magnétisé peuvent expliquer ce qu'ils voient à l'horizon des événements.

« Les observations suggèrent que les champs magnétiques au bord du trou noir sont suffisamment puissants pour repousser le gaz chaud et l'aider à résister à l'attraction de la gravité. Seul le gaz qui glisse à travers le champ peut remonter en spirale vers l'horizon des événements », explique Jason Dexter, professeur adjoint à l'Université du Colorado à Boulder, États-Unis, et coordinateur du groupe de travail sur la théorie EHT.

Messier 87 (M87) est une énorme galaxie elliptique située à environ 55 millions d'années-lumière de la Terre, visible dans la constellation de la Vierge. Elle a été découverte par Charles Messier en 1781, mais n'a été identifiée comme galaxie qu'au 20ème siècle. Avec le double de la masse de notre propre galaxie, la Voie lactée, et contenant jusqu'à dix fois plus d'étoiles, elle fait partie des plus grandes galaxies de l'univers local. Outre sa taille brute, M87 a des caractéristiques très uniques. Par exemple, il contient un nombre inhabituellement élevé d'amas globulaires : alors que notre Voie lactée en contient moins de 200, M87 en a environ 12 000, que certains scientifiques pensent qu'il a collectés auprès de ses plus petits voisins.
Cette image a été capturée par FORS2 sur le Very Large Telescope de l'ESO dans le cadre du programme Cosmic Gems, une initiative de sensibilisation qui utilise les télescopes de l'ESO pour produire des images d'objets intéressants, intrigants ou visuellement attrayants à des fins d'éducation et de sensibilisation du public. Le programme utilise le temps du télescope qui ne peut pas être utilisé pour des observations scientifiques et produit des images à couper le souffle de certains des objets les plus frappants du ciel nocturne. Au cas où les données collectées pourraient être utiles à des fins scientifiques futures, ces observations sont enregistrées et mises à la disposition des astronomes via les archives scientifiques de l'ESO.
Crédit : ESO

Pour observer le cœur de la galaxie M87, la collaboration a relié huit télescopes à travers le monde, dont l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) basé au nord du Chili et l'Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), dans lequel l'Observatoire européen austral (ESO ) est un partenaire — pour créer un télescope virtuel de la taille de la Terre, l'EHT. La résolution impressionnante obtenue avec l'EHT est équivalente à celle nécessaire pour mesurer la longueur d'une carte de crédit à la surface de la Lune.

«Avec ALMA et APEX, qui, grâce à leur emplacement au sud, améliorent la qualité de l'image en ajoutant une extension géographique au réseau EHT, les scientifiques européens ont pu jouer un rôle central dans la recherche», explique Ciska Kemper, scientifique du programme européen ALMA à l'ESO. "Avec ses 66 antennes, ALMA domine la collection globale de signaux en lumière polarisée, tandis que l'APEX a été essentiel pour l'étalonnage de l'image."

"Les données ALMA étaient également cruciales pour calibrer, imager et interpréter les observations EHT, fournissant des contraintes strictes sur les modèles théoriques qui expliquent le comportement de la matière près de l'horizon des événements du trou noir", ajoute Ciriaco Goddi, scientifique à l'Université Radboud et à Leyde. Observatory, aux Pays-Bas, qui a mené une étude d'accompagnement qui s'appuyait uniquement sur les observations d'ALMA.

La configuration EHT a permis à l'équipe d'observer directement l'ombre du trou noir et l'anneau de lumière qui l'entoure, la nouvelle image en lumière polarisée montrant clairement que l'anneau est magnétisé. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans deux articles distincts dans The Astrophysical Journal Letters par la collaboration EHT. La recherche a impliqué plus de 300 chercheurs de plusieurs organisations et universités du monde entier.

Cette vue d'artiste représente le trou noir au cœur de l'énorme galaxie elliptique Messier 87 (M87). Ce trou noir a été choisi comme objet d'observations de changement de paradigme par le télescope Event Horizon. Le matériau surchauffé entourant le trou noir est montré, tout comme le jet relativiste lancé par le trou noir de M87. Crédit : ESO/M. Kornmesser

“L'EHT fait des progrès rapides, avec des mises à niveau technologiques apportées au réseau et de nouveaux observatoires ajoutés. Nous nous attendons à ce que les futures observations EHT révèlent plus précisément la structure du champ magnétique autour du trou noir et nous en disent plus sur la physique des gaz chauds dans cette région », conclut Jongho Park, membre de la collaboration EHT, membre de l'East Asian Core Observatories Association. à l'Institut d'astronomie et d'astrophysique Academia Sinica à Taipei.

Ce graphique montre la position de la galaxie géante Messier 87 dans la constellation de la Vierge (La Vierge). La carte montre la plupart des étoiles visibles à l'œil nu dans de bonnes conditions. Crédit : ESO, IAU et Sky & Telescope

Les références

“Premiers résultats du télescope M87 Event Horizon. VII. Polarisation de l'anneau par The Event Horizon Telescope Collaboration, Kazunori Akiyama, Juan Carlos Algaba, Antxon Alberdi, Walter Alef, Richard Anantua, Keiichi Asada, Rebecca Azulay, Anne-Kathrin Baczko, David Ball, et al., 24 mars 2021 , Lettres de revues astrophysiques.
DOI : 10.3847/2041-8213/abe71d

“Premiers résultats du télescope M87 Event Horizon. VIII. Structure de champ magnétique près de The Event Horizon” par The Event Horizon Telescope Collaboration, Kazunori Akiyama, Juan Carlos Algaba, Antxon Alberdi, Walter Alef, Richard Anantua, Keiichi Asada, Rebecca Azulay, Anne-Kathrin Baczko, David Ball, et al., 24 mars 2021, Lettres de revues astrophysiques.
DOI : 10.3847/2041-8213/abe4de

“Propriétés polarimétriques des cibles du télescope Event Horizon d'ALMA” par Ciriaco Goddi, Iván Martí-Vidal, Hugo Messias, Geoffrey C. Bower, Avery E. Broderick, Jason Dexter, Daniel P. Marrone, Monika Moscibrodzka, Hiroshi Nagai, Juan Carlos Algaba, et al., 24 mars 2021, Lettres de revues astrophysiques.
DOI : 10.3847/2041-8213/abee6a

Plus d'information

Cette recherche a été présentée dans deux articles de la collaboration EHT publiés aujourd'hui dans The Astrophysical Journal Letters : “First M87 Event Horizon Telescope Results VII : Polarization of the Ring” (doi : 10.3847/2041-8213/abe71d) et “First Résultats VIII du télescope M87 Event Horizon : Structure du champ magnétique près de l'horizon des événements (doi : 10.3847/2041-8213/abe4de). Les recherches associées sont présentées dans l'article « Propriétés polarimétriques des cibles du télescope Event Horizon d'ALMA » (doi : 10.3847/2041-8213/abee6a) par Goddi, Martí-Vidal, Messias et la collaboration EHT, qui a été acceptée pour publication dans The Astrophysical Journal Letters.

La collaboration EHT implique plus de 300 chercheurs d'Afrique, d'Asie, d'Europe, d'Amérique du Nord et du Sud. La collaboration internationale s'efforce de capturer les images de trou noir les plus détaillées jamais obtenues en créant un télescope virtuel de la taille de la Terre. Soutenu par des investissements internationaux considérables, l'EHT relie les télescopes existants à l'aide de nouveaux systèmes, créant ainsi un instrument fondamentalement nouveau avec le pouvoir de résolution angulaire le plus élevé jamais atteint.

Les télescopes individuels impliqués sont : ALMA, APEX, le télescope de 30 mètres de l'Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM), l'observatoire IRAM NOEMA, le James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), le Large Millimeter Telescope (LMT), le Submillimeter Array (SMA ), le télescope submillimétrique (SMT), le télescope du pôle Sud (SPT), le télescope de Kitt Peak et le télescope du Groenland (GLT).

Le consortium EHT se compose de 13 instituts parties prenantes : l'Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, l'Université d'Arizona, l'Université de Chicago, l'East Asian Observatory, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Large Millimeter Telescope, Max Planck Institute pour la radioastronomie, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University et Smithsonian Astrophysical Observatory.

L'ESO est la principale organisation intergouvernementale d'astronomie en Europe et de loin l'observatoire astronomique au sol le plus productif au monde. Il compte 16 États membres : l'Autriche, la Belgique, la République tchèque, le Danemark, la France, la Finlande, l'Allemagne, l'Irlande, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, l'Espagne, la Suède, la Suisse et le Royaume-Uni, ainsi que l'État hôte de Chili et avec l'Australie comme partenaire stratégique. L'ESO mène un programme ambitieux axé sur la conception, la construction et l'exploitation de puissantes installations d'observation au sol permettant aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de premier plan dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche astronomique. L'ESO exploite trois sites d'observation uniques de classe mondiale au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope et son interféromètre pour Very Large Telescope, leader mondial, ainsi que deux télescopes d'étude, VISTA travaillant dans l'infrarouge et le VLT Survey Telescope à lumière visible. Également à Paranal, l'ESO hébergera et exploitera le Cherenkov Telescope Array South, l'observatoire de rayons gamma le plus grand et le plus sensible au monde. L'ESO est également un partenaire majeur dans deux installations sur Chajnantor, APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant. Et sur Cerro Armazones, près de Paranal, l'ESO construit le télescope extrêmement grand de 39 mètres, l'ELT, qui deviendra « le plus grand œil du monde sur le ciel ».

L'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), une installation internationale d'astronomie, est un partenariat entre l'ESO, la National Science Foundation (NSF) des États-Unis et les National Institutes of Natural Sciences (NINS) du Japon en coopération avec la République du Chili. . ALMA est financé par l'ESO au nom de ses États membres, par la NSF en coopération avec le Conseil national de recherches du Canada (NRC) et le ministère de la Science et de la Technologie (MOST) et par le NINS en coopération avec l'Academia Sinica (AS) à Taïwan. et l'Institut coréen d'astronomie et des sciences spatiales (KASI). La construction et les opérations d'ALMA sont dirigées par l'ESO au nom de ses États membres par l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO), géré par Associated Universities, Inc. (AUI), au nom de l'Amérique du Nord et par l'Observatoire national d'astronomie du Japon (NAOJ ) au nom de l'Asie de l'Est. L'Observatoire conjoint ALMA (JAO) assure la direction et la gestion unifiées de la construction, de la mise en service et de l'exploitation d'ALMA.

Le groupe de recherche BlackHoleCam a reçu la bourse Synergy de 14 millions d'euros du Conseil européen de la recherche en 2013. Les chercheurs principaux sont Heino Falcke, Luciano Rezzolla et Michael Kramer et les instituts partenaires sont JIVE, IRAM, MPE Garching, IRA/INAF Bologna, SKA et ESO . BlackHoleCam fait partie de la collaboration Event Horizon Telescope.


La voici, la toute première image d'un trou noir

Au cœur tourbillonnant d'une galaxie lointaine, à 55 millions d'années-lumière de la Terre, se trouve un trou noir supermassif d'une masse 6,5 milliards de fois supérieure à celle de notre soleil.

L'attraction gravitationnelle de cette bête noire de la galaxie Messier 87 est si forte que même la lumière ne peut échapper à sa gueule béante.

Sa puissante gravité plie le tissu de l'espace et du temps autour d'elle, et ses humeurs violentes déterminent quand et où de nouvelles étoiles peuvent se former dans la galaxie.

Le gaz et la poussière tournent et tourbillonnent alors qu'ils se précipitent dans son abîme. La matière qui l'entoure se déplace si vite qu'elle est surchauffée à des centaines de millions de degrés, envoyant de puissants jets de rayonnement à travers le cosmos.

Et maintenant, les scientifiques ont capturé une image du bord même de cet objet, une région connue sous le nom d'horizon des événements, au-delà de laquelle rien ne peut espérer revenir.

C'est la première photo jamais prise d'un trou noir.

L'effort pour le photographier a nécessité une équipe internationale de 200 scientifiques et un radiotélescope virtuel de la taille de la Terre pour collecter les données nécessaires. Ensuite, il a fallu deux autres années de traitement et d'analyse par superordinateur pour s'assurer qu'aucune erreur n'a été commise.

"Créer une image d'un trou noir n'est pas chose facile, comme beaucoup de gens peuvent vous le dire", a déclaré Shep Doeleman, astrophysicien à l'Université Harvard et directeur de projet de l'entreprise mondiale connue sous le nom de télescope Event Horizon. « Mais nous nous considérons comme des explorateurs. Nous avons exposé une partie de l'univers qui n'avait jamais été vue auparavant. »

L'image révolutionnaire montre un anneau de lumière floue en orbite autour d'un centre circulaire sombre. La lumière provient du gaz surchauffé car il est courbé par gravité autour du trou noir lui-même, a déclaré Doeleman.

"C'est la géométrie de l'espace et du temps qui vous est mise à nu", a-t-il déclaré. "Vous voyez le puits gravitationnel du trou noir."

Daniel Stern, un cosmologue qui étudie la formation des trous noirs au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à La Cañada Flintridge, a déclaré qu'il s'était réveillé à 6 heures du matin pour regarder en direct le dévoilement de la photo par Doeleman lors d'une conférence de presse à Washington, D.C.

"C'était phénoménal", a-t-il déclaré. "Cela restera dans les annales de l'astronomie comme l'une des plus grandes images jamais prises."

La photo, ainsi que six articles décrivant le trou noir, ont été publiés mercredi dans l'Astrophysical Journal Letters.

Les astronomes qui étudient les environnements les plus extrêmes dans l'espace disent que l'image valait la peine d'attendre.

"En tant qu'astrophysicienne, c'est une journée passionnante pour moi", a déclaré France Cordova, directrice de la National Science Foundation, qui a contribué au financement des travaux. "Nous étudions les trous noirs depuis si longtemps qu'il est facile d'oublier qu'aucun de nous n'en a jamais vu."

Les trous noirs ont d'abord été prédits par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, bien que ce soit un autre physicien nommé Karl Schwarzschild qui les ait décrits dans un article publié en 1916. Einstein lui-même doutait de leur existence - leurs propriétés semblaient trop folles, trop extrêmes - et il pensait qu'il doit avoir fait une erreur.

La théorie d'Einstein suggérait qu'un objet massif comme la Terre plierait un peu le tissu de l'espace-temps autour de lui, comme si on plaçait une balle de golf au milieu d'un drap tendu.

Mais un trou noir a une gravité si énorme qu'il déchirerait le tissu espace-temps.

En théorie, vous pouvez créer un trou noir à partir de n'importe quelle masse, à condition qu'il soit suffisamment serré pour être suffisamment dense.

"Si vous preniez une balle de baseball et l'écrasiez suffisamment petite, elle finirait par déchirer également le tissu de l'espace-temps", a déclaré la physicienne de Caltech, Fiona Harrison.

La plupart des trous noirs de l'univers sont des trous noirs stellaires. Ils sont créés lorsqu'une étoile au moins 20 fois plus massive que notre soleil manque de carburant. Sans moteur nucléaire pour chauffer et dilater les gaz à l'intérieur, la propre gravité de l'étoile la fera s'effondrer sans cesse sur elle-même, devenant infiniment plus petite et plus dense jusqu'à ce que son attraction gravitationnelle soit si grande que même la lumière ne puisse s'échapper.

Mais il existe une autre espèce de trou noir qui est plus rare et plus puissante. Ces trous noirs supermassifs sont 1 million à 1 milliard de fois plus massifs que le soleil.

Les scientifiques ne savent pas comment se forment les trous noirs supermassifs, mais ils pensent qu'ils se trouvent au centre de chaque galaxie de l'univers. Ils semblent également limiter la taille d'une galaxie, ainsi que le moment et le lieu de formation des étoiles.

Le trou noir supermassif de l'image historique publiée mercredi se trouve au centre de Messier 87, une immense galaxie abritant des milliards d'étoiles. Le trou noir de M87 fait environ 24 milliards de kilomètres de diamètre. C'est presque 10 fois plus que la distance entre le soleil et Neptune.

Bien que l'horizon des événements du trou noir M87 n'ait jamais été vu auparavant, le télescope spatial Hubble a photographié d'énormes jets de particules à haute énergie s'éloignant de son voisinage à 2 millions de mph à travers 5 000 années-lumière d'espace.

Le trou noir est noyé dans une bulle de gaz chaud que seules les ondes radio peuvent pénétrer. La résolution d'un radiotélescope est directement proportionnelle à sa taille, et pour voir l'horizon des événements du trou noir, les scientifiques avaient besoin d'un télescope avec une parabole à peu près de la taille de la Terre.

Construire un instrument de cette taille n'est pas possible, mais les scientifiques ont trouvé une autre solution. En synchronisant huit radiotélescopes dispersés à travers la planète, ils ont pu créer une parabole virtuelle suffisamment grande pour résoudre l'horizon des événements M87 et voir le gaz chaud tourbillonner autour d'elle.

« Imaginez prendre un marteau, briser une antenne parabolique et répandre les fragments sur toute la Terre », a récemment déclaré Doeleman en décrivant le projet au festival South by Southwest à Austin, au Texas. "En réalité, nous l'avons fait en reliant des télescopes sur différents continents et en chronométrant parfaitement la prise de données."

Cela donne l'impression que c'est facile. Ce n'était pas le cas.

"Beaucoup de choses ont dû être réunies théoriquement, informatiquement, électroniquement et observationnellement pour que cela se produise", a déclaré Peter Galison, historien des sciences à Harvard qui n'était pas impliqué dans le projet.

Aucun des huit télescopes utilisés pour capturer l'image n'a été construit pour ce type d'observation, ils ont donc tous dû être repensés pour collecter le bon type de données. Des centaines de personnes ont été mobilisées et des millions de dollars ont été dépensés pour assurer la bonne collecte des données. De nouvelles stratégies de traitement informatique ont également dû être développées pour assembler le tout.

En plus de tout cela, les dieux du temps devaient accorder leur bénédiction. Le plan exigeait que chaque télescope regarde la même parcelle de ciel en même temps. Cela signifie qu'il devait y avoir un ciel clair au-dessus d'Hawaï, de l'Espagne, du Chili, du Mexique, de l'Arizona et du pôle Sud la même nuit.

There is only one time of year when good weather might occur at all these locations, and that’s in April.

Seth Fletcher, an author who embedded with the team for five years to write the book “Einstein’s Shadow: A Black Hole, a Band of Astronomers, and the Quest to See the Unseeable,” said there were times he thought the project might fail.

“They were trying to do the first observations in 2015, and they didn’t get that done. They couldn’t do it in 2016 either,” he said. “I think a lot of people were thinking, when is this going to happen?”

Finally, in the first 10 days of April 2017, the team was able to make a successful observation.

Individual telescopes collected so much data that it was quicker to FedEx the information on hard drives to researchers at the MIT Haystack Observatory in Westford, Mass., and the Max Planck Institute for Astronomy in Bonn, Germany, rather than send it over the internet, said University of Arizona astronomer Dimitrios Psaltis, the project scientist for the Event Horizon Telescope.

Ultimately, the team members hope the image will help answer questions about the strange processes that occur at a black hole’s edge. It will also allow them to test Einstein’s theories at one of the most extreme environments in the universe.

The researchers have already determined that the silhouette of the black hole’s event horizon matches the predictions of general relativity, proving Einstein right again.

“I have to admit I was a little stunned that it matched so closely the predictions we had made,” said Avery Broderick, a theoretical astrophysicist at the University of Waterloo in Canada and a member of the Event Horizon Telescope’s science team.

The new black hole image is just the first of many discoveries Doeleman and his colleagues hope to make with the Event Horizon Telescope. The team is still working on resolving another image it took in April 2017 of Sagittarius A*, the smaller supermassive black hole at the center of the Milky Way galaxy.

Andrea Ghez, an astrophysicist at UCLA who has been studying Sagittarius A* for two decades, said she was a little disappointed that the first image wasn’t of our local supermassive black hole. But that feeling didn’t last long.

“I was delighted to see that they saw the ring so clearly,” she said. “There was a lot of concern that they would only see a partial ring.”

In April 2018, the Event Horizon Telescope team made additional observations of both M87’s supermassive black hole and Sagittarius A*. That time around, they added a telescope in Greenland to their array and captured twice as much data as they recorded in 2017.


Event Horizon: Scientists Edge Closer to Imaging Black Hole at Center of Milky Way

New analysis of observations from telescopes around the world has brought scientists one step closer to imaging the supermassive black hole at the center of the Milky Way, known as Sagittarius A*.

The observations form part of the hugely ambitious Event Horizon Telescope (EHT) project, which links together telescopes around the world over the internet, essentially creating a powerful global observatory. The goal of EHT is to image, for the first time, the event horizon&mdashthe point of no return beyond which nothing, not even light, can escape the immense gravitational pull of the black hole.

In 2013, the Atacama Pathfinder Experiment (APEX) joined the EHT, significantly increasing the resolution of the images it is capable of taking. This enabled scientists to observe in unprecedented detail the regions right next to Sagittarius A*'s event horizon.

These observations were taken at a resolution of three Schwarzschild radii&mdashwhich is three times the hypothetical size of the black hole itself, equivalent to around 36 million kilometers.

This may not seem very precise. However, the observations have given scientists sufficient data to begin calculating the structure of the event horizon.

"We started to figure out what the horizon-scale structure may look like, rather than just draw generic conclusions from the visibilities that we sampled," Ru-Sen Lun from the Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) in Bonn, Germany, and lead author of a new study detailing the new observations&mdashpublished in the Astrophysical Journal&mdashsaid in a statement.

"It is very encouraging to see that the fitting of a ring-like structure agrees very well with the data, though we cannot exclude other models," he added.

The new findings mean that scientists may be able to image the event horizon of Sagittarius A* by the end of this year, although further observations are still required.

"The results are an important step to ongoing development of the Event Horizon Telescope," Sheperd Doeleman, from the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and a director of the EHT, said in a statement.

"The analysis of new observations will bring us another step closer to imaging the black hole in the center of our galaxy."


Event Horizon Telescope reveals magnetic fields at Milky Way's central black hole

In this artist's conception, the black hole at the center of our galaxy is surrounded by a hot disk of accreting material. Blue lines trace magnetic fields. The Event Horizon Telescope has measured those magnetic fields for the first time with a resolution six times the size of the event horizon (6 Schwarzschild radii). It found the fields in the disk to be disorderly, with jumbled loops and whorls resembling intertwined spaghetti. In contrast, other regions showed a much more organized pattern, possibly in the region where jets (shown by the narrow yellow streamer) would be generated. Credit: M. Weiss/CfA

Most people think of black holes as giant vacuum cleaners sucking in everything that gets too close. But the supermassive black holes at the centers of galaxies are more like cosmic engines, converting energy from infalling matter into intense radiation that can outshine the combined light from all surrounding stars. If the black hole is spinning, it can generate strong jets that blast across thousands of light-years and shape entire galaxies. These black hole engines are thought to be powered by magnetic fields. For the first time, astronomers have detected magnetic fields just outside the event horizon of the black hole at the center of our Milky Way galaxy.

"Understanding these magnetic fields is critical. Nobody has been able to resolve magnetic fields near the event horizon until now," says lead author Michael Johnson of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). The results appear in the Dec. 4th issue of the journal La science.

"These magnetic fields have been predicted to exist, but no one has seen them before. Our data puts decades of theoretical work on solid observational ground," adds principal investigator Shep Doeleman (CfA/MIT), who is assistant director of MIT's Haystack Observatory.

This feat was achieved using the Event Horizon Telescope (EHT) - a global network of radio telescopes that link together to function as one giant telescope the size of Earth. Since larger telescopes can provide greater detail, the EHT ultimately will resolve features as small as 15 micro-arcseconds. (An arcsecond is 1/3600 of a degree, and 15 micro-arcseconds is the angular equivalent of seeing a golf ball on the moon.)

Such resolution is needed because a black hole is the most compact object in the universe. The Milky Way's central black hole, Sgr A* (Sagittarius A-star), weighs about 4 million times as much as our Sun, yet its event horizon spans only 8 million miles - smaller than the orbit of Mercury. And since it's located 25,000 light-years away, this size corresponds to an incredibly small 10 micro-arcseconds across. Fortunately, the intense gravity of the black hole warps light and magnifies the event horizon so that it appears larger on the sky - about 50 micro-arcseconds, a region that the EHT can easily resolve.

The Event Horizon Telescope made observations at a wavelength of 1.3 mm. The team measured how that light is linearly polarized. On Earth, sunlight becomes linearly polarized by reflections, which is why sunglasses are polarized to block light and reduce glare. In the case of Sgr A*, polarized light is emitted by electrons spiraling around magnetic field lines. As a result, this light directly traces the structure of the magnetic field.

Sgr A* is surrounded by an accretion disk of material orbiting the black hole. The team found that magnetic fields in some regions near the black hole are disorderly, with jumbled loops and whorls resembling intertwined spaghetti. In contrast, other regions showed a much more organized pattern, possibly in the region where jets would be generated.

They also found that the magnetic fields fluctuated on short time scales of only 15 minutes or so.

"Once again, the galactic center is proving to be a more dynamic place than we might have guessed," says Johnson. "Those magnetic fields are dancing all over the place."

These observations used astronomical facilities in three geographic locations: the Submillimeter Array and the James Clerk Maxwell Telescope (both on Mauna Kea in Hawaii), the Submillimeter Telescope on Mt. Graham in Arizona, and the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) near Bishop, California. As the EHT adds more radio dishes around the world and gathers more data, it will achieve greater resolution with the goal of directly imaging a black hole's event horizon for the first time.

"The only way to build a telescope that spans the Earth is to assemble a global team of scientists working together. With this result, the EHT team is one step closer to solving a central paradox in astronomy: why are black holes so bright?" states Doeleman.


Stunning Pictures of Space and Its Wonders

Over its lifetime, NASA's Hubble Space Telescope has captured many stunning images. Among the most memorable is this edge-on mosaic of the Sombrero galaxy. With its relatively high brightness magnitude and at a distance of 28 million light-years from Earth, Messier 104, as Sombrero is more formally known, is easily viewed through a small telescope.

To resolve these supermassive black holes—which are tiny compared to their surrounding galaxies—the consortium needed to harness the power of radio telescopes all over the planet. In the end, six observatories in Mexico, Hawaii, Arizona, Chile, and Spain aimed their eyes into sky and stared at M87, which is the biggest galaxy in the center of the Virgo cluster. Functioning as one Earth-sized telescope, the network can resolve objects just one-ten thousandth the angular size of what Hubble can see.

“What we’re trying to image is really, really small on the sky,” says Caltech’s Katie Bouman, a member of the EHT imaging team. “It’s about the same size as if you were trying to take a picture of an orange on the moon.”

For several days, the team observed M87 in short radio wavelengths, because radio waves can pierce the murky shrouds of dust and gas surrounding galactic centers. During that observing run, which also included targets other than M87, the team gathered so much data—five petabytes—that the only reasonable way to transfer it was by shipping actual hard drives, rather than sending it digitally.

“Five petabytes is a lot of data,” says team member Dan Marrone of the University of Arizona. “It’s equivalent to 5,000 years of MP3 files, or according to one study I read, the entire selfie collection over a lifetime of 40,000 people.”

Then, because combining observations from different observatories is no simple task, four teams processed the data independently, using different algorithms and testing it against different models. In the end, the images each team produced were very similar, suggesting that the observations are robust and that the final snapshot is the most accurate possible. To be sure, it looks almost indistinguishable from simulations the team had produced in the years leading up to its release.

“It’s almost scarily as we predicted,” says EHT team member Sera Markoff of the University of Amsterdam. “I kept pulling it up on my phone at odd hours and looking at it.”

Soon, the team plans to share an image of the supermassive black hole nearest and dearest to Earth—but just because Sagittarius A* is closer, don’t expect it’s picture to look much sharper than the one they’ve already got.

“M87 is about two thousand times farther away, but its black hole is about two thousand times bigger,” says Lord Martin Rees of the University of Cambridge, who is the U.K.’s astronomer royal. “They’re the same angular size on the sky.”


Here’s the first-ever direct image of a black hole

The first-ever image of a black hole, surrounded by hot gas. A similar object in a distant galaxy may be on the move, astronomers have found. Event Horizon Telescope collaboration et al.

Update: On Wednesday morning, scientists unveiled the first ever picture of a black hole. See below for background info on this endeavor, and check back soon for more.

Black holes are a strange celestial phenomenon to describe. They exert gravity that’s so powerful, not even light can escape their grip. And despite how powerful our technology for observing space is these days, we’ve still never been able to snap a picture of a black hole—ever.

All of that is poised to change in less than 24 hours, thanks to the Event Horizon Telescope (EHT)—an eight-telescope project switched on in April 2017. Its mission: to peer out into space and attempt to snap the first-ever image of a black hole. The EHT has an announcement scheduled for Wednesday at 9:00 a.m. Eastern Time, and nearly everyone is expecting to hear that the project has successfully imaged Sagittarius A*, the supermassive black hole at the center of the Milky Way galaxy. Or, more specifically, that the project has imaged the black hole’s event horizon, the “point of no return” boundary beyond which nothing can escape the object’s gargantuan gravitational force.

The observatories involved weren’t tasked with taking a conventional photo of Sagittarius A*, which has the mass of 4 million suns. Instead, they were synchronized to observe radiation emitted by the event horizon’s bright ring of material, which could help illustrate the silhouette of the supermassive black hole itself. They were turned on for just nine days, but managed to collect a wallop of data that’s taken two years to transfer, process, and analyze in order to stitch together a visual (we hope) of the object itself.

This is a pretty tall order when we’re talking about an object that’s more than 25,000 light-years in the distance, but EHT has a resolution that can, as MIT puts it, “count the stitches on a baseball 8,000 miles away.” Combined, the eight telescopes boast an optical power 1,000-times that of the Hubble Space Telescope.

Imaging a black hole is a lot more consequential than just having something new to post to Instagram. “An image like this can affirm that Einstein’s general relativity is the correct theory to describe gravity when it is very strong, and can tell us about what actually happens around the black hole,” says Roger Blandford, a theoretical astrophysicist based at Stanford University who was not directly involved with EHT. “It’s the stage and the play.” It’s also a proof-of-concept for a type of technology and observational methodology that could push astronomy to new heights. “Success in making an image would allow the EHT project to go on to make more and finer images,” he says.


You need to watch this space-time bending doc on Apple TV ASAP

Supermassive black holes lurk at the center of myriad galaxies like spiders at the center of their web. Yet these cosmic behemoths are invisible to our Earthly instruments — we "see" them only via the effect they have on their surroundings.

But in 2019, a group of more than 200 astronomers from all over the world managed the inconceivable: They captured the first image of a black hole, rendering the invisible visible.

Katie Bouman, a computer science professor at Caltech was one of those astronomers. Before she came on the team, she admits she didn't believe it was possible to capture an image of a black hole.

"Ideally, to see a black hole, we would need a telescope the size of the entire Earth," Bouman tells Inverse. "We had to come up with a computational telescope that size."

And so, in a testament to human ingenuity and cooperation, they did.

Specifically, they built a telescope network on a staggering (one could even say 'cosmic,') scale, a feat detailed in a new documentary streaming now on Apple TV titled Black Hole: The Edge of All We Know. The film grants the viewer unprecedented insight into how science can triumph over disbelief, and bring us one step closer to understanding the inner workings of the universe.

April 10, 2019: This was the day scientists unveiled the first image of a black hole ever taken. The black hole they captured on camera is not the Milky Way's own black hole, Sagittarius A*, but the one at the center of the galaxy Messier 87, known as M87.

The image revealed the silhouette of the black hole surrounded by a glowing halo of fiery gas. Nicknamed a “ring of fire,” the hot gas formed a circular shape around the black hole's event horizon. True to their nature, the black hole itself is a central dark point from which no light escapes.

The documentary, which premiered March 2, began filming in April 2016. The filmmakers, led by director Peter Galison, focused on the team of scientists who together ran a global network of telescopes known as the Event Horizon Telescope. This array is composed of eight telescopes located on five continents. And together, they were all aimed at the black hole at the center of the galaxy Messier 87, which is located 55 million light-years away from Earth.

The team essentially synchronized the telescopes together to gather the data needed to compose the image. The data-processing computers acted like a “lens” for the virtual telescope, Bouman explains, helping form the image from bits, pieces, and glimpses taken across the network.

Bouman, for her part, helped to develop the computer code which spotted telltale signs of the black hole among the outpouring of data collected. She joined the project in 2013.

Over seven days in April 2017, the all eight telescopes turned as one toward M87. Synchronized by custom-made atomic clocks, they collected incoming radio signals from the distant black hole and logging the data on super-fast data recorders built for this one task.

In all, the telescoped gathered 5 petabytes, or 5,000 terabytes, of data, with around 350 terabytes collected every day of the observation period.

The astronomers then broke off into four separate teams to work in isolation for 7 weeks. The idea was for each team to use the data to create their own image of the black hole. A large portion of the documentary follows the process by which each team worked on developing their own image, and then, how the final, single image came together.

"We didn't talk to each other at all about what we were getting, or if we were getting anything at all," Bouman says. "And then after 7 weeks, we came together and showed the images to each other."

Incredibly, the four final images only showed slight differences on a pixel-by-pixel basis, but the overall structure of the black hole as imaged by all four teams matched up. They had done it.

Here's the background — Black holes were first predicted to exist by scientist Karl Schwarzschild in 1916. At the time, he was looking for solutions to Einstein’s theory of general relativity. Since then, scientists have come to understand black holes as a region of space with such a strong gravitational tug that nothing, not even light, can escape from them.

Astronomers have long inferred the existence of black holes by measuring their effects on their surroundings, but had never been able to capture an image of the region around the “event horizon.” This horizon is considered a kind of point of no return for matter from the clutches of a black hole.

"By definition, they are sort of nothingness," Priyamvada Natarajan, astronomy professor at Yale University, tells Inverse. Natarajan was not involved in the EHT.

"It's like the absence is what you detect rather than the presence, and the best that you can do is to see the indirect effect of the strong gravity that they exert right around the vicinity."

"You don't actually expect to really come this up close and personal to a black hole," she says.

Capturing this emotional component in the science Natarajan hints at is one of the triumphs of this documentary. Black holes are among the most massive and powerful objects in the universe, but they are also central to our understanding of the physical laws which govern the cosmos, and, by extension, ourselves.

"Seeing the image was really quite remarkable," Natarajan says.

"I have been personally quite fascinated with rendering the invisible visible."

Drawing back the veil — Before she joined this project, Bouman had not studied black holes, per se. She was drawn in for the computational imaging challenge the quest to picture a black hole presented.

"Everything I've learned about black holes has come from my experiences working with my great team of collaborators on the project," Bouman says.

Bouman is a computer scientist by trade. She previously worked on creating computer images from large sets of data. She joined the black hole project as a 23-year-old junior researcher, and was tasked with designing an algorithm to interpret the telescopes' data and condense it into a single picture.

"When I first made the images, I thought that they weren't real, actually," she says. "I thought that they were synthetic data that they were testing us with because it seemed too perfect."

The first image of the black hole reaffirmed scientists' theories about these cosmic objects, from their sheer size to the ring of light that surrounds them.

"The image ratifies our conceptual models," Natarajan says. "We have very strong supportive evidence for the models that we have been assuming to be correct."

What's next — Work on the Event Horizon Telescope didn’t stop with the M87 image. The team has since turned its attention to capturing a video of the black hole at the center of the Milky Way — Sagittarius A*. Unlike a single image, a video would be able to show the movement around the black hole.

"It's our own black hole so there's something fun about imaging our own Milky Way's supermassive black hole, but also we know a lot more about [Sagittarius A*]," Bouman says.

Don't expect the video of Sagittarius A* to drop anytime soon — it’s still in the works as a longterm project, according to Bouman. Although Sagittarius A* is 4.6 million times the mass of the Sun, the visible region of the black hole is still relatively small when we point our telescope at it from Earth.

"It's about the same size in the sky as if I had a grain of sand in New York, and I was viewing it from Los Angeles," Bouman says. "So that's how tiny it is.”


Earth is much closer to a supermassive black hole than we thought

According to a new map of the Milky Way galaxy, the solar system's position isn't where we thought it was. Not only is it closer to the galactic center — and the supermassive hole therein, Sagittarius A* (pronounced Sagittarius A-star) — it's orbiting at a faster clip.

It's nothing to be concerned about we're not actually moving closer to Sagittarius A*, and we're in no danger of being slurped up. Rather, our map of the Milky Way has been adjusted, more accurately identifying where we have been all along.

And the survey beautifully demonstrates how tricky it is to map a galaxy in three dimensions from inside it.

It's a problem that has long devilled our understanding of space phenomena. It's relatively easy to map the two-dimensional coordinates of stars and other cosmic objects, but the distances to those objects is a lot harder to figure out.

And distances are important — they help us determine the intrinsic brightness of objects. A good recent example of this is the red giant star Betelgeuse, which turned out to be closer to Earth than previous measurements suggested. This means that it's neither as large nor as bright as we thought.

Another is the object CK Vulpeculae, a star that exploded 350 years ago. It's actually much farther away, which means that the explosion was brighter and more energetic, and requires a new explanation, since previous analyses were performed under the assumption it was relatively low energy.

But we're getting better at calculating those distances, with surveys using the best available technology and techniques working hard to refine our three-dimensional maps of the Milky Way, a field known as astrometry. And one of these is the VERA radio astronomy survey, conducted by the Japanese VERA collaboration.

VERA stands for VLBI (Very Long Baseline Interferometry) Exploration of Radio Astrometry, and it uses a number of radio telescopes across the Japanese archipelago, combining their data to effectively produce the same resolution as a telescope with a 2,300 km- (1,430 mile-) diameter dish. It's the same principle behind the Event Horizon Telescope that produced our very first direct image of a black hole's shadow.

VERA, which started observing in 2000, is designed to help us calculate the distances to radio-emitting stars by calculating their parallax. With its incredible resolution, it observes these stars for over a year, and watches how their position changes relative to stars that are much farther away as Earth orbits the Sun.

This change in position can then be used to calculate how far a star is from Earth, but not all parallax observations are created equal. VLBI can produce much higher resolution images VERA has a breathtaking angular resolution of 10 millionths of an arcsecond, which is expected to produce extraordinarily high-precision astrometry measurements.

And this is what astronomers have used to refine our solar system's position in the Milky Way. Based on the first VERA Astrometry Catalog of 99 objects released earlier this year, as well as other observations, astronomers created a position and velocity map of those objects.

From this map, they calculated the position of the galactic center.

In 1985, the International Astronomical Union defined the distance to the galactic center as 27,700 light-years. Last year, the GRAVITY collaboration recalculated it and found it closer, just 26,673 light-years away.

The VERA-based measurements bring it closer still, to a distance of just 25,800 light-years. And the Solar System's orbital speed is faster, too — 227 km (141 miles) per second, rather than the official velocity of 220 km (137 miles) per second.

That change may not seem like much, but it could have an impact on how we measure and interpret activity in the galactic center — ultimately, hopefully, leading to a more accurate picture of the complex interactions around Sagittarius A*.

Meanwhile, the VERA collaboration is forging ahead. Not only is it continuing to make observations of objects in the Milky Way, it's joining up with an even larger project, the East Asian VLBI Network. Together, astronomers hope, the telescopes involved in this project could provide measurements of unprecedented accuracy.

The Vera Astrometry Catalog was published in the Publications of the Astronomical Society of Japan.


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