ఈవెంట్ హొరైజన్ టెలిస్కోప్ 2019 ఏప్రిల్ 10న కృష్ణ బిలం మొదటి చిత్రాన్ని, 2022 మే 12న మన గెలాక్సీ చిత్రాన్ని ప్రచురించింది, పరమాణు గడియారాలతో సమన్వయం చేసిన ఎనిమిది రేడియో అబ్జర్వేటరీలను వాడి

2019 ఏప్రిల్ 10న ఈవెంట్ హొరైజన్ టెలిస్కోప్ సహకార బృందం కృష్ణ బిలం మొదటి చిత్రాన్ని ప్రచురించింది: మెసియర్ 87 గెలాక్సీ మధ్యలో, ఒక చీకటి కేంద్రం చుట్టూ రేడియో కాంతితో ఏర్పడిన ఏటవాలు వలయం. ESO విడుదల ప్రకారం ఆ కృష్ణ బిలం 55 మిలియన్ కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉంది, దాని ద్రవ్యరాశి సూర్యుని కంటే 6.5 బిలియన్ రెట్లు. మూడేళ్ల తర్వాత, 2022 మే 12న, అదే బృందం మన సొంత గెలాక్సీ మధ్యలో ఉన్న కృష్ణ బిలం సజిటేరియస్ A*ను చూపింది, అది సుమారు 27,000 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉంది, ద్రవ్యరాశి సుమారు నాలుగు మిలియన్ సూర్యులకు సమానం.

ఈ రెండు చిత్రాల్లో ఏదీ రోజువారీ అర్థంలో ఫొటో కాదు. రెండింటినీ చిలీ నుండి అంటార్కిటికా వరకు ఉన్న అబ్జర్వేటరీల్లో రికార్డు చేసిన రేడియో సంకేతాల నుండి కూర్చారు, ఆ రికార్డింగులు కొరియర్ ద్వారా ప్రయాణించాయి.

మొదటి చిత్రం ఏం చూపుతుంది

ద ఆస్ట్రోఫిజికల్ జర్నల్ లెటర్స్‌లో సహకార బృందం మొదటి పత్రం ప్రకారం, 2019 చిత్రంలోని వలయం వ్యాసం 42 మైక్రోఆర్క్‌సెకన్లు, 3 అటూ ఇటూగా. మైక్రోఆర్క్‌సెకన్ అంటే ఆర్క్‌సెకన్‌లో పదిలక్షల వంతు, ఆర్క్‌సెకన్ అంటే ఒక డిగ్రీలో 1/3,600 వంతు. వలయం ఒక ముదురు ప్రాంతాన్ని చుట్టి ఉంది, వలయానికి, కేంద్రానికి మధ్య ప్రకాశం నిష్పత్తి సుమారు 10 కి 1.

తర్కాన్ని హైనో ఫాల్కే ESO విడుదలలో వివరించాడు: “కృష్ణ బిలం ఒక నీడ వంటి చీకటి ప్రాంతాన్ని సృష్టిస్తుందని మేము ఆశిస్తాం.” గురుత్వాకర్షణ కాంతిని వంచి, ఈవెంట్ హొరైజన్ వద్ద దాన్ని బంధించడం వల్ల ఏర్పడే చీకటి నీడను పత్రం వర్ణిస్తుంది. వలయం ఒక వైపు ప్రకాశవంతంగా ఉంది, దీనికి కారణం కాంతివేగానికి దగ్గరగా తిరుగుతున్న ప్లాస్మా వల్ల కలిగే సాపేక్షతా బీమింగ్ అని పత్రం చెబుతుంది.

తిరుగుతున్న కృష్ణ బిలంలోకి పడుతున్న వాయువు కంప్యూటర్ అనుకరణలతో వలయాన్ని పోల్చడం ద్వారా ద్రవ్యరాశి తెలిసింది. ఫలితం 6.5 బిలియన్ సూర్యులు, 0.7 బిలియన్ అటూ ఇటూగా. చిత్రానికి వాడిన డేటా 2017 ఏప్రిల్ 11 నాటిది, అది నాలుగు రాత్రుల పరిశీలనలో ఒకటి. ESO విడుదలలో షెపర్డ్ డోల్మన్ ఇలా అన్నాడు: “మేము కృష్ణ బిలం మొదటి చిత్రాన్ని తీశాము.”

ఎనిమిది డిష్‌లు ఒకే టెలిస్కోప్‌లా ఎలా పనిచేస్తాయి

భూమంత వెడల్పున్న డిష్ అసాధ్యం, అందుకే బృందం దానికి దగ్గరగా ఉన్నదాన్ని చేసింది. ఈ పద్ధతి పేరు అతి దీర్ఘ బేస్‌లైన్ ఇంటర్‌ఫెరోమెట్రీ. దూరదూరంగా ఉన్న టెలిస్కోపులు ఆకాశంలోని ఒకే భాగాన్ని ఒకే క్షణంలో రికార్డు చేస్తాయి, ఆ తర్వాత ఒక కంప్యూటర్ ఆ రికార్డింగులను జతలుగా కలుపుతుంది. ఏ రెండు డిష్‌ల మధ్యనైనా ఉండే గరిష్ఠ దూరం, ఆ కలయిక ఎంత సూక్ష్మ వివరాన్ని వేరుచేయగలదో నిర్ణయిస్తుంది.

2017 ఏప్రిల్‌లో ఆ శ్రేణిలో ఆరు ప్రదేశాల్లో ఎనిమిది స్టేషన్లు ఉన్నాయి: చిలీలో ALMA, APEX; మెక్సికోలో లార్జ్ మిల్లీమీటర్ టెలిస్కోప్; స్పెయిన్‌లో IRAM 30 మీటర్ల టెలిస్కోప్; అరిజోనాలో సబ్‌మిల్లీమీటర్ టెలిస్కోప్; హవాయిలో జేమ్స్ క్లర్క్ మాక్స్‌వెల్ టెలిస్కోప్, సబ్‌మిల్లీమీటర్ అరే; సౌత్ పోల్ టెలిస్కోప్. బేస్‌లైన్లు 160 మీటర్ల నుండి 10,700 కిలోమీటర్ల వరకు ఉన్నాయి, భూమి వ్యాసంలో దాదాపు పూర్తిగా విస్తరించిన ఒక వర్చువల్ టెలిస్కోప్ దీనివల్ల ఏర్పడుతుందని పత్రం చెబుతుంది. 1.3 మిల్లీమీటర్ల తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద కోణీయ విభేదనను NSF విడుదల 20 మైక్రోఆర్క్‌సెకన్లుగా ఇస్తుంది.

కష్టమైన భాగం కాలనిర్ణయం. ప్రతి స్టేషన్‌లో ఒక హైడ్రోజన్ మేజర్, అంటే పరమాణు గడియారం, ఉంటుంది, తమ రికార్డింగులను టెలిస్కోపులు సమన్వయం చేసుకోవడానికి ఇవి వీలు కల్పిస్తాయని ESO విడుదల చెబుతుంది. GPS రికార్డింగులను పదుల నానోసెకన్ల లోపు సరిచేసిందని పత్రం చెబుతుంది, వాతావరణ పరిస్థితులు అనుమతించిన సుమారు 10 సెకన్ల పాటు మేజర్లు సంకేతాన్ని సమన్వయంలో ఉంచాయి. 2019 బృందం M87ను మూడు నుండి ఏడు నిమిషాల స్కాన్లలో గమనించింది, క్రమాంకనం కోసం 3C 279 అనే ప్రకాశవంతమైన క్వాసార్‌తో మార్చి మార్చి చూసింది.

ఒక్కో టెలిస్కోప్‌కు ఒక పెటాబైట్, కొరియర్‌లో

మొదటి పత్రం ప్రకారం, ప్రతి స్టేషన్ రెండు పౌనఃపున్య బ్యాండ్లను కలిపి సెకనుకు 32 గిగాబిట్ల వేగంతో రికార్డు చేసింది. ప్రచారం మొత్తంలో ప్రతి టెలిస్కోప్ సుమారు ఒక పెటాబైట్ తీసుకుందని, ప్రతి రన్ తర్వాత ప్రతి స్టేషన్‌లోని పరిశోధకులు హార్డ్ డ్రైవ్‌లను మసాచుసెట్స్‌లోని MIT హేస్టాక్ అబ్జర్వేటరీకి, బాన్‌లోని మాక్స్ ప్లాంక్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ రేడియో ఆస్ట్రానమీకి విమానంలో పంపారని MIT న్యూస్ నివేదించింది. “డేటాను ఎలక్ట్రానిక్‌గా పంపడం కంటే విమాన రవాణా చాలా వేగంగా ఉంది” అని MIT రచన చెబుతుంది.

ఆ రెండు చోట్ల, కోరిలేటర్ అనే ప్రత్యేక సూపర్ కంప్యూటర్ ప్రతి టెలిస్కోప్ జతనూ పోల్చింది. తుది చిత్రం వెనుక ఉన్న డేటా సుమారు 3.5 పెటాబైట్లని ఒక టెక్‌టార్గెట్ నివేదిక చెప్పింది, ఇది MIT చెప్పిన ఒక్కో టెలిస్కోప్ లెక్కకు భిన్నమైన మొత్తం, ఫిబ్రవరి నుండి నవంబరు మధ్య సౌత్ పోల్ ప్రదేశానికి విమానాలు మూసి ఉంటాయని కూడా అది గమనించింది. సంకేతాన్ని శుభ్రపరచడానికి మూడు స్వతంత్ర సాఫ్ట్‌వేర్ పైప్‌లైన్లను క్రమాంకన పత్రం వర్ణిస్తుంది. పరిశీలన రాత్రులకు రెండేళ్ల తర్వాత ప్రచురణ వచ్చింది.

పాలపుంత వంతు

సజిటేరియస్ A* M87* కంటే చాలా దగ్గరగా ఉంది, చిత్రీకరించడం కష్టం. 2022 మే 12 నాటి ESO విడుదల ప్రకారం ఇది ఆకాశంలో చంద్రునిపై ఉన్న ఒక డోనట్ అంత పెద్దదిగా కనిపిస్తుంది. వేగంగా కదిలే వాయువు దాన్ని చుట్టి ఉంటుందని, కాబట్టి టెలిస్కోపులు చూస్తున్నంతసేపు దృశ్యం మారుతూనే ఉంటుందని NSF వివరణ చెబుతుంది. చి-క్వాన్ చాన్ దాన్ ఇలా అన్నాడు: “తన తోకను వేగంగా తరుముతున్న కుక్కపిల్ల స్పష్టమైన ఫొటో తీయడానికి ప్రయత్నించడం వంటిది.”

బృందం 2017లో అనేక రాత్రుల పరిశీలనలను వాడింది, పోల్చడానికి అనుకరణ కృష్ణ బిలాల గ్రంథాలయాన్ని సిద్ధం చేసింది, అనేక అభ్యర్థి చిత్రాలను సగటు తీసి తుది చిత్రాన్ని రూపొందించింది. సహకార బృందం పత్రం ప్రకారం వలయం వెడల్పు 51.8 మైక్రోఆర్క్‌సెకన్లు, 2.3 అటూ ఇటూగా, ద్రవ్యరాశి సుమారు నాలుగు మిలియన్ సూర్యులు. ఈ పనికి ఐదేళ్లు పట్టిందని, 80 సంస్థలకు చెందిన 300 మందికి పైగా పరిశోధకులు పాల్గొన్నారని ESO చెబుతుంది. “వలయం పరిమాణం ఐన్‌స్టీన్ సాధారణ సాపేక్షతా సిద్ధాంతం అంచనాలతో ఎంత బాగా సరిపోయిందో చూసి మేము విస్తుపోయాము” అని జియోఫ్రీ బోవర్ అన్నాడు.

దూరం అన్ని చోట్లా ఒకేలా ఇవ్వలేదు. ESO విడుదల సుమారు 27,000 కాంతి సంవత్సరాలని, NSF వివరణ సుమారు 25,640 అని చెబుతాయి. ఆ వస్తువు ద్రవ్యరాశిని మొదట దాని చుట్టూ తిరిగే నక్షత్రాల నుండి అంచనా వేశారు, ఆ పని 2016 నుండి 2026 వరకు నోబెల్ బహుమతులు గురించి మా రచనలో ఉంది, ఆ ట్రాకింగ్ కోసం రైన్‌హార్డ్ జెంజెల్, ఆండ్రియా గెజ్ అక్కడ కనిపిస్తారు.

క్రెడిట్లలో భారతదేశం ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

ప్రాజెక్టులో ఈస్ట్ ఏషియన్ అబ్జర్వేటరీ భాగస్వామి ఆసియాలోని అనేక ప్రాంతాలకు ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుందని, దాని జాబితాలో భారతదేశం కూడా ఉందని ESO 2019 విడుదల చెబుతుంది. భారతదేశం పాత్ర ఏమిటో విడుదల చెప్పదు.

మొదటి M87 పత్రం, మొదటి సజిటేరియస్ A* పత్రం యొక్క పూర్తి అనుబంధ జాబితాల్లో భారతీయ సంస్థల కోసం కూడా మేము వెతికాం. ఒక్కటీ కనిపించలేదు. టాటా ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫండమెంటల్ రీసెర్చ్, ఇండియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఆస్ట్రోఫిజిక్స్, నైనిటాల్‌లోని ARIES, రామన్ రీసెర్చ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ రెండింటిలోనూ లేవు. సహకార బృందం సొంత సభ్యత్వ పేజీని మేము తెరవలేకపోయాం, తర్వాతి పత్రాలను పరిశీలించలేదు, కాబట్టి కొత్త భారతీయ అనుబంధం ఉండే అవకాశం ఉంది.

ఒక బంధం సంస్థాగతమైనది కాదు, చారిత్రకమైనది. 1890లలో కలకత్తాలో జె. సి. బోస్ 5 మిల్లీమీటర్ల వరకు చిన్న తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద పనిచేశాడని అమెరికా నేషనల్ రేడియో ఆస్ట్రానమీ అబ్జర్వేటరీకి చెందిన డి. టి. ఎమర్సన్ నమోదు చేశాడు. టెలిస్కోప్ 1.3 మిల్లీమీటర్లు ఇంకా తక్కువ, EHT అతని కృషిపై ఆధారపడిందని చెప్పే ఏ మూలాన్నీ మేము తెరిచి చూడలేదు. నిర్మాణంలో ఉన్న భారతదేశపు సొంత కృష్ణ బిలం పరికరం ఒక గురుత్వాకర్షణ-తరంగ డిటెక్టర్, దాని గురించి హింగోలీలో LIGO-ఇండియా మా వ్యాసంలో ఉంది. ఇలాంటి డిటెక్టర్లు ఇప్పటివరకు ఏం నమోదు చేశాయో ఇప్పుడు కృష్ణ బిలాలు ఢీకొనడాన్ని వినగలంలో ఉంది.

అవే కృష్ణ బిలాలు తర్వాత ఏం చూపాయి

2021 మార్చి 24న బృందం M87*ను ధ్రువిత కాంతిలో విడుదల చేసింది, అది అయస్కాంత క్షేత్రాలను మ్యాప్ చేస్తుంది. బలంగా అయస్కాంతీకరించిన వాయువు ఉన్న నమూనాలు మాత్రమే డేటాకు సరిపోతాయని ESO విడుదల చెబుతుంది. గ్రీన్‌లాండ్ టెలిస్కోప్, ఫ్రాన్స్‌లోని NOEMA, అరిజోనాలోని కిట్ పీక్ సహా పదకొండు కేంద్రాలను విడుదల పేర్కొంటుంది.

2024 జనవరి 18న సహకార బృందం 2018 డేటాను ప్రచురించింది. వలయం 2017లో ఉన్న పరిమాణంలోనే ఉంది, సాధారణ సాపేక్షతా సిద్ధాంతం ఇదే అంచనా వేస్తుంది, అయితే అత్యంత ప్రకాశవంతమైన భాగం సుమారు 30 డిగ్రీలు, దాదాపు 5 గంటల స్థానానికి, కదిలిందని మాక్స్ ప్లాంక్ సంస్థ విడుదల చెబుతుంది. 2024 మార్చి 27న అది సజిటేరియస్ Aను ధ్రువిత కాంతిలో విడుదల చేసింది, అందులో క్రమబద్ధమైన, మెలితిరిగిన అయస్కాంత క్షేత్రాలు కనిపించాయి, ఈ నమూనా M87ను పోలి ఉందని ESO చెబుతుంది.

2025 సెప్టెంబరు 16న బృందం ఊహించని ఫలితం వచ్చింది. 2017, 2018, 2021 పరిశీలనల్లో M87* చుట్టూ ఉన్న అయస్కాంత నమూనా దిశ మారింది. కారణం కృష్ణ బిలం సొంత అయస్కాంత నిర్మాణం కావచ్చు, లేదా దృష్టి రేఖ వెంట ఉన్న పదార్థం ధ్రువణాన్ని మెలితిప్పడం కావచ్చు, లేదా రెండూ కావచ్చు అని రచయితలు చెబుతారు. అదే పత్రం EHT డేటాలో మొదటిసారి మందమైన జెట్ ఉద్గారాన్ని నివేదించింది, సహకార బృందంలో 400 మందికి పైగా పరిశోధకులు ఉన్నారని మాక్స్ ప్లాంక్ సంస్థ విడుదల చెబుతుంది.

2026 జనవరి 28న, 2021 డేటాలో కనుగొన్న, M87* కృష్ణ బిలం నుండి సుమారు 0.09 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో, దాని జెట్ మూలం ఉండాల్సిన స్థానంలో ఉన్న ఒక సంక్షిప్త వనరును NRAO నివేదించింది.