De Event Horizon Telescope gaat volgende week proberen om de eerste foto ooit te maken van de waarnemingshorizon van een zwart gat.

Bestaan zwarte gaten? Dat lijkt een onnozele vraag die al lang beantwoord is. Maar het tegendeel is waar. “Momenteel denken we dat zwarte gaten bestaan,” vertelde onderzoeker Ciriaco Goddi twee jaar geleden aan Scientias.nl. “Maar ondanks het feit dat de meeste mensen – waaronder zelfs kinderen – van zwarte gaten gehoord hebben, weten we niet of ze bestaan. We hebben nog nooit een zwart gat gezien.”

Event Horizon Telescope
Maar daar gaat verandering in komen. Na jaren van voorbereiding zal de Event Horizon Telescope komende week proberen om een foto te maken van de waarnemingshorizon van een zwart gat. En daarmee moet dan bewezen worden dat zwarte gaten echt bestaan. “Als er geen waarnemingshorizon is, bestaan er geen zwarte gaten,” vertelde onderzoeker Heino Falcke daar eerder over.

Wat is een waarnemingshorizon?
Een zwart gat is eigenlijk een supersterk zwaartekrachtsveld. De waarnemingshorizon is een denkbeeldige grens om dat zwaartekrachtsveld. Als materie of licht deze grens overgaat, is alle hoop verloren: het kan dan niet meer uit het zwarte gat ontsnappen. “De waarnemingshorizon is een ‘eenrichtingsmembraan’ waardoor fotonen, maar ook andere deeltjes, binnen kunnen gaan, maar niet meer weg kunnen,” vertelde Goddi daar eerder over. “Daarom lijkt de waarnemingshorizon ook donker.”

Hoe ziet ‘ie eruit?
En die donkere waarnemingshorizon gaat de Event Horizon Telescope dus proberen te fotograferen. Wat er op dat kiekje te zien zal zijn? Daar hebben de onderzoekers wel ideeën over. “We weten in theorie dat materiaal dat in het zwarte gat valt, straling afgeeft alvorens het verdwijnt. Dus we verwachten dat de waarnemingshorizon een donkere (en scherpe) schaduw op die heldere ring van licht werpt. De schaduw geeft eigenlijk een (door toedoen van het immens sterke zwaartekrachtsveld rond het zwarte gat verstoord) beeld van de waarnemingshorizon die een diameter heeft van zo’n vijf keer de straal van het zwarte gat.”

De telescoop
Om de waarnemingshorizon te kunnen fotograferen, is een enorme telescoop nodig. Eigenlijk eentje met een spiegel die net zo groot is als de aarde. En die hebben onderzoekers nu ‘in elkaar geknutseld’. Het resultaat is de Event Horizon Telescope: een virtuele telescoop die bestaat uit aan elkaar gekoppelde radiotelescopen wereldwijd.

Meer

Alles weten over die eerste foto van een zwart gat, de voorbereidingen die aan het maken van de foto vooraf zijn gegaan én wat die foto ons allemaal kan vertellen? Lees dan ook het uitgebreide achtergrondartikel dat we eerder over de Event Horizon Telescope – die mede mogelijk wordt gemaakt door Nederlandse onderzoekers – schreven. In dit artikel – uit 2015 – wordt gesproken over de Black Hole Cam: een door de EU gesubsidieerd onderzoeksteam dat deel uitmaakt van het Event Horizon Telescope Consortium.

Geduld
De telescoop zal zich van 5 tot 14 april richten op het zwarte gat in het hart van onze Melkweg: Sagittarius A*. Zelfs als de telescoop erin slaagt de waarnemingshorizon te fotograferen, hoef je de eerste kiekjes niet in de loop van volgende maand te verwachten. De resultaten van de eerste waarnemingen worden waarschijnlijk pas in 2018 bekend. Dat komt onder meer omdat de onderzoekers moeten wachten tot de lente invalt op het zuidelijk halfrond. Dan pas kunnen ze de harde schijf met gegevens van de South Pole Telescope ophalen.

De verwachtingen zijn natuurlijk hooggespannen. Maar verwacht niet dat de eerste waarnemingen al resulteren in de perfecte foto. “Dit is het begin van een avontuurlijke reis naar het zwarte gat,” stelt Falcke. “Als alles goed gaat en ook de weersomstandigheden overal meezitten, is er misschien een kans dat we nu al een eerste glimp opvangen van de waarnemingshorizon. Maar eerlijk gezegd denk ik dat meerdere waarneemruns en uiteindelijk nog meer telescopen nodig zijn om een mooie foto te maken.”