Team Heino Falcke presenteert eerste foto zwart gat
-
Photo: EHT Collaboration The very first picture of a black hole. Credit: EHT Collaboration
De eerste foto van een zwart gat. En daarmee ook het eerste bewijs dat een zwart gat bestaat. In Brussel presenteren sterrenkundigen, onder aanvoering van de Nijmeegse hoogleraar Heino Falcke, vanmiddag de lang verwachte primeur.
Daar is-ie eindelijk: de beloofde foto van het zwarte gat. Op het hoofdkantoor van de Europese Commissie in Brussel licht Heino Falcke als onderzoeksleider vanmiddag de beelden toe. Ze worden gelijktijdig wereldkundig gemaakt op persconferenties in de Verenigde Staten, Chili, China, Taiwan en Japan.
Idee
Een week eerder haalde een zichtbaar nerveuze Heino Falcke – ‘ik heb nog nooit zo’n groot live-publiek gehad’ – in Nijmegen nog herinneringen op aan de eerste keer dat hij het idee opwierp van een foto van een zwart gat. Juister: van de omtrek ervan. Hij werkte destijds (een kleine twintig jaar terug) op het Max Planck Instituut in het Duitse Bonn. ‘Ik was bezig met het begrijpen van zwarte gaten. Ik heb gewoon één en één samengevoegd’, vertelt hij op zijn kamer in het Huygensgebouw.
‘Ik heb gewoon één en één samengevoegd’
Het duurde een jaar of tien voor collega-sterrenkundigen, die sceptisch waren over de haalbaarheid van het plan, hem bijvielen. ‘Toen duurde het nog zo’n tien jaar tot de technologie zover was.’ Minstens zo belangrijk was het geld. In 2013 ontving Falcke 14 miljoen euro van de European Research Council voor zijn Event Horizon Telescope-project.
De onderzoeksgegevens verzamelen was nog niet zo eenvoudig. ‘We hadden voor dit project een heleboel harde schijven nodig die we bij telescopen verspreid over de wereld moesten zien te krijgen. Het was een heel gedoe om die op tijd op de goede plekken te krijgen. Op de Zuidpool, in Mexico, Groenland, Spanje, et cetera. En dan moesten alle schijven ook weer terug, zodat de data konden worden samengevoegd.’
Geheimhouding
Het moeilijkst van het hele project was het stil houden van de resultaten. ‘Ik ben eigenlijk iemand die, als je mij iets vraagt, gewoon antwoord geeft. Ik houd niet van geheimhouding.’ Wat dat betreft heeft Falcke wel uitgezien naar de persconferentie vanmiddag in Brussel. Kon hij het grote nieuws eindelijk openbaar maken. ‘In zo’n groot samenwerkingsverband, bijna tweehonderd onderzoekers in totaal, is iedereen voortdurend gespannen. Er staat veel op het spel. Niemand wil dat het nieuws voortijdig naar buiten komt.’
De foto van het zwarte gat is voor Falcke de tweede droom die binnen een jaar uitkomt. Zijn andere jongensdroom, een antenne op de achterkant van de maan, is sinds kort ook een feit. ‘Het is heel zwaar als alle dromen uitkomen, het is echt emotioneel uitputtend weet ik nu.’ Falcke lacht. ‘Nee echt. Je moet een droom ook waarmaken en dat kost ongelooflijk veel energie. Het is heel hard knokken.’
Hoe maak je een foto van een zwart gat?
Een foto van een zwart gat maken is in meerdere opzichten een uitdaging. Allereerst staan zwarte gaten ver weg. Ze zijn vanaf de aarde gezien extreem klein. Zelfs als ze relatief dichtbij de aarde staan zoals de black hole waarvan de Event Horizon Telescope (EHT) nu een foto heeft gemaakt. Die staat in het Virgocluster, een luttele 55 miljoen lichtjaar hier vandaan. Toch is zijn doorsnede aan de hemel naar schatting slechts 50 microboogseconden. Dat is, gezien vanaf de aarde, de grootte van een bierviltje op de maan.
Onmogelijk om die op zo’n afstand te fotograferen, zou je denken. Maar de EHT kreeg het toch voor elkaar. Daartoe koppelden onderzoekers telescopen van over de hele wereld aan elkaar: ze staan in de VS, Chili, Spanje, Mexico en op de Zuidpool. Voor telescopen geldt immers: hoe groter de lens, hoe beter je kunt inzoomen – precies als bij een huis-tuin-en-keukenfototoestel. De onderlinge verbinding levert een soort virtuele megatelescoop op met een lens die net zo groot is als de aarde zelf, zes duizend kilometer in doorsnede. Daarmee is het zwarte gat nét te zien. Maar verwacht geen spectaculaire beelden zoals in de sciencefictionfilm Interstellar.
Het tweede probleem is misschien nog wel fundamenteler van aard: een zwart gat heet niet voor niets, ehh… zwart. Pikzwart is het zelfs. Geen enkel lichtdeeltje kan eruit ontsnappen, zo sterk is haar aantrekkingskracht. Het enige dat we kunnen zien zijn de signalen die nog net wel weg kunnen komen. Deze bevinden zich buiten de zogenoemde waarnemingshorizon – in het Engels: Event Horizon – vandaar de telescoopnaam.
Die ontsnapte geluksvogels zijn wél goed zichtbaar. Volgens theorieën zoals de relativiteitstheorie van Einstein zou dit namelijk radiostraling moeten zijn, uitgestoten door deeltjes net voordat deze de waarnemingshorizon passeren en in een zwart gat ‘vallen’. Het is precies die radiostraling die de telescopen van de EHT opvangen. De onderzoekers hebben die radiosignalen op de computer gecombineerd en omgezet in een ‘normale’ foto.
Vandaag publiceert The Astrophysical Journal Letters de wetenschappelijke artikelen over het zwarte gat. Op de bètafaculteit in Nijmegen is een livestream van de persconferentie in Brussel. Lees ook het profiel van sterrenkundige Heino Falcke op deze site. Morgen publiceert Vox een reportage over de hoogleraar in Brussel.
