سیاهچالهها به دلیل نامرئی بودنشان مشهورند، اما با یک تکنیک جدید از تیم تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope یا EHT)، به زودی میتوانیم آنها را به صورت رنگی ببینیم.
ستارهشناسان راهی یافتهاند تا آسمان رادیویی را همزمان در چند فرکانس مختلف مشاهده کنند و بتوانند تصاویر تمام رنگی از سیاهچالههای بسیار پرجرم خلق کنند. این پیشرفت مبتنی بر تکنیکی به نام «انتقال فاز فرکانسی» (frequency phase transfer) است که به دانشمندان اجازه میدهد تا در زمان واقعی و همزمان، تداخلات جوی را در چند باند رادیویی اصلاح کنند. به زبان سادهتر: آنها عملاً توانستهاند دید چندرنگی به تلسکوپهای رادیویی بدهند. سارا ایسائون (Sara Issaoun)، پژوهشگری در مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین، رهبری این تیم را بر عهده داشت که نتایج تحقیقات آنها اخیراً در مجله The Astronomical Journal منتشر شده است.
تلسکوپ افق رویداد در سال ۲۰۱۹ جهان را با نخستین تصویر از یک سیاهچاله — M87* — شگفتزده کرد و در سال ۲۰۲۲ تصویر سیاهچاله ابرپرجرم مرکز کهکشان ما، کمان ای* (Sagittarius A*)، را منتشر نمود. اکنون دانشمندان برنامهریزی میکنند برای مأموریت فضایی جدیدی به نام «کاوشگر افق رویداد» (Event Horizon Explorer) با بودجه ۳۰۰ میلیون دلار، که قرار است کیفیت این تصاویر را ده برابر افزایش دهد و حلقههای فوتونی مبهمی را آشکار کند که میتواند چرخش سیاهچاله را تأیید کرده و محدودیتهای نسبیت عام را به چالش بکشد. همزمان، برخی پژوهشگران جنبههایی از تصویر اولیه کمان ای* را زیر سوال بردهاند و پیشنهاد کردهاند که دیسک برافزایشی آن ممکن است بیشتر کشیده و غیرحلقوی باشد؛ پرسشی که مشاهدات آینده میتواند پاسخ دهد.
مشابه چگونگی دریافت نور مرئی با طول موجهای مختلف و تعبیر آن به طیف رنگی توسط چشم ما، تلسکوپهای رادیویی بخشهایی از نور رادیویی نامرئی را در باندهای فرکانسی خاص ثبت میکنند. با کنار هم گذاشتن چندین بخش، میتوان تصویری رنگی ساخت — البته نه در طیف مرئی.
اما تا پیش از این، اکثر تلسکوپهای رادیویی فقط میتوانستند یک باند فرکانسی را در یک زمان رصد کنند. این موضوع برای اهدافی مانند کهکشانهای دور که در آسمان تقریباً ثابتاند مشکلی ایجاد نمیکند، اما وقتی بخواهید تصویری از سیاهچالهای در حال چرخش سریع و تولید جتهای نسبیتی یا تکان خوردن به دلیل نیروهای گرانشی بگیرید، دادههای رادیویی نمیتوانند در یک تصویر واحد ثبت شوند، چون شیء خیلی سریع حرکت میکند و نمیتوان چندین عکس را به صورت منسجم روی هم قرار داد.
اینجاست که تکنیک انتقال فاز فرکانسی وارد میشود. طبق گزارش Universe Today، تیم توانست تحریفهای جوی را در مشاهدات یک طول موج ردیابی و تصویر در طول موج دیگر را واضحتر کند. (اصلاح تحریف جوی یکی از مشکلات معمول رصدخانههای زمینی است، اما فناوریهای نوین به تلسکوپها امکان غلبه بر این چالش را دادهاند). روش جدید تصویربرداری سیاهچاله هنوز در مرحله آزمایشی است، اما اثبات امکان آن یعنی ما در آستانه دریافت تصاویر دقیقتر و واقعیتر از خشونتآمیزترین اجرام کیهانی هستیم.
رصدخانههای نسل بعدی مانند EHT و «کاوشگر سیاهچاله» (Black Hole Explorer یا BHEX) آماده استفاده از این روش هستند و ما را یک گام دیگر به دیدن سیاهچالهها در تمام خشونت و درخشندگی رنگیشان نزدیکتر میکنند.