Läpimurto julkistettiin kuuden tieteellisen artikkelin sarjana The Astrophysical Journal Letters-lehden erityisnumerossa.
Kuva paljastaa Neitsyen galaksijoukossa sijaitsevan massiivisen Messier 87 -galaksin keskustassa olevan mustan aukon olemassaolon. Tämä musta aukko sijaitsee 55 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta, ja sen massa vastaa 6,5 miljardin Auringon massaa.
Event Horizon Telescopen eli EHT yhdistää eri puolilla maapalloa sijaitsevia teleskooppeja koko maapallon kokoiseksi virtuaaliseksi teleskoopiksi. EHT:n ansiosta tutkijoilla on käytössään uusi keino Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustamien Universumin äärimmäisten kohteiden tutkimiseen sata vuotta sen jälkeen, kun historialliset kokeet ensimmäistä kertaa vahvistivat teorian.
– Olemme ottaneet ensimmäisen kuvan mustasta aukosta. Tämä on ainutlaatuinen tieteellinen saavutus, jonka toteuttamisessa on ollut mukana yli 200 tutkijaa, EHT-projektin johtaja Sheperd S. Doeleman sanoo.
Mustat aukot ovat poikkeuksellisia kosmisia kohteita: massaltaan valtavia, mutta kooltaan hyvin pieniä. Mustat aukot vaikuttavat ympäristöönsä taivuttaen aika-avaruutta ja kuumentaen niiden ympärillä olevaa ainetta.
– Jos musta aukko on kirkkaasti säteilevän kaasukiekon ympäröimä, oletamme aukon muodostavan varjon kaltaisen tumman alueen. Tämä on Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustama ilmiö, jota emme ole koskaan aikaisemmin nähneet. ”Tämä varjo on seurausta gravitaation aiheuttamasta valon taipumisesta sekä valon katoamisesta tapahtumahorisonttiin, EHT:n tiedeneuvoston puheenjohtaja Heino Falcke Hollannista Radboudin yliopistosta kertoo.
Useat eri kalibrointi- ja kuvantamismenetelmät paljastivat rengasmaisen rakenteen, jossa on tumma keskusalue eli mustan aukon varjo. Tulos pysyi samana useissa riippumattomissa EHT:n havainnoissa.
– Kun olimme varmoja, että olemme saaneet kuvattua varjon, pystyimme vertaamaan tulosta tarkkoihin tietokonemalleihin, jotka sisältävät taipuneen avaruuden, ylikuumentuneen aineen ja voimakkaiden magneettikenttien fysiikkaa. Havainnoista saatu kuva vastaa hyvin meidän teoreettista käsitystämme. Se tekee meidät luottavaisiksi havaintojemme tulkinnasta, mukaan lukien arviomme mustan aukon massasta, kertoo Paul T.P. Ho, EHT:n hallituksen jäsen ja East Asian Observatoryn johtaja.
EHT:n rakentaminen oli valtava haaste, joka vaati maailmanlaajuisen, kahdeksan olemassa olevan teleskoopin päivittämistä ja yhdistämistä verkostoksi. Teleskoopit sijaitsevat hyvin korkeilla paikoilla: Havaijin ja Meksikon tulivuorilla, Arizonan ja Espanjan Sierra Nevadan vuoristoissa, Chilen Atacaman autiomaassa ja Etelämantereella.
EHT:n havainnoissa käytetään pitkäkantainterferometria, VLBI-nimistä tekniikkaa, jossa ympäri maailmaa sijaitsevia teleskooppeja käytetään yhdessä.
Maapallon omaa pyörimistä hyödyntämällä teleskoopit muodostavat valtavan, koko Maan kokoisen teleskoopin, joka tekee havaintoja 1,3 mm:n aallonpituudella. VLBI:n avulla EHT saavuttaa 20 mikrokaarisekunnin erotuskyvyn, mikä vastaa sitä, että pariisilaisesta kahvilasta pystyttäisiin lukemaan New Yorkissa olevaa sanomalehteä.
Suomesta Aalto-yliopisto on ollut mukana analysoimassa EHT:n dataa.
– Kuvan muodostaminen datasta oli tehtävä äärimmäisen huolellisesti. Vaikka prosessi tuntui välillä tuskastuttavan hitaalta, juuri menetelmien kattava testaus ja analyysien riippumattomat tarkistukset ovat edellytys luotettavalle tulokselle, kertoo EHT-yhteistyöhankkeen ainoa suomalaisjäsen Tuomas Savolainen Aalto-yliopiston Metsähovin radiotutkimusasemalta.
– Huolellisuus totisesti kannatti. Olemme Metsähovissa tutkineet aktiivisia galakseja jo vuosikymmenten ajan ja nyt meillä vihdoin on suora todiste siitä, että niiden voimanlähde todella on supermassiivinen musta aukko, hän jatkaa.
