EHT richt zich op eerste film van M87

Een campagne om een reus te zien ademen

In maart en april 2026 zal de Event Horizon Telescope (EHT)-collaboratie haar oog ter grootte van een planeet richten op de kern van Messier 87 voor een strak geplande observatiecampagne, niet om nog een stilstaand beeld te maken, maar een film. Het doelwit, M87*, is het zwart gat van zes miljard zonsmassa's waarvan de inmiddels iconische schaduw enkele jaren geleden voor het eerst op publieke beelden verscheen. Omdat het gravitationele schouwspel rond M87* evolueert op tijdschalen van dagen in plaats van minuten, geloven wetenschappers dat reeksen hogeresolutiebeelden die om de paar dagen worden genomen, kunnen worden samengevoegd tot de eerste film van een superzwaar zwart gat en zijn directe omgeving — de accretiestroom en de basis van een relativistische jet.

Waarom M87* het juiste doelwit is

Niet alle zwarte gaten zijn even meewerkend. Het zwarte gat in het hart van ons eigen sterrenstelsel evolueert te snel voor de huidige EHT-opstelling om een film met een lange belichtingstijd te maken: heet plasma cirkelt in enkele tientallen minuten rond Sagittarius A*. De enorme massa van M87* rekt die tijdschalen uit tot dagen of weken, wat gunstig is voor de sterke punten van very-long-baseline interferometry (VLBI) — de techniek die radioschotels over de hele wereld koppelt om te fungeren als een telescoop ter grootte van de aarde. Waarnemers plannen reeksen met intervallen van ongeveer drie dagen, lang genoeg om betekenisvolle structurele veranderingen vast te leggen, maar kort genoeg om vervaging van het beeld te voorkomen bij het combineren van gegevens.

Wat het team hoopt te zien

De wetenschappelijke hoofdprijs is geen cinematografische opsmuk, maar harde diagnostiek: de film zou kunnen onthullen hoe plasma rond het zwarte gat beweegt, hoe de heldere gebieden van de ring verschuiven, of magnetische veldstructuren veranderen op waarneembare tijdschalen en hoe de jet wordt gelanceerd vanuit de binnenste accretiestroom. Het meten van de azimuthale beweging van helderheidskenmerken kan directe beperkingen opleggen aan de spin van het zwarte gat en aan de magnetohydrodynamische processen die de vorming van de jet aandrijven — een cruciaal ontbrekend puzzelstuk dat fysica op de schaal van de horizon verbindt met feedbackprocessen op de schaal van het sterrenstelsel.

Lessen uit meerjarige beeldvorming

Het streven naar een film bouwt voort op EHT-werk uit meerdere periodes dat al verrassende variabiliteit heeft blootgelegd. Heranalyses van gegevens uit 2017–2021 onthulden dat, hoewel de totale ringdiameter — de schijnbare schaal van de schaduw — consistent is gebleven met voorspellingen uit de algemene relativiteitstheorie, de helderheidsverdeling en het lineaire polarisatiepatroon aanzienlijk veranderden tussen de periodes. In het bijzonder draaide de polarisatie-oriëntatie rond de ring tussen sommige waarnemingen van richting, wat duidt op een evoluerende magnetische omgeving nabij de waarnemingshorizon en mogelijke voorgrondeffecten die de polarisatie roteren op weg naar de aarde. Die resultaten tonen aan dat een tijdopgeloste weergave essentieel is om voorbijgaande verschijnselen te scheiden van persistente structuren.

Array-upgrades en nieuwe gevoeligheid

Een deel van de reden waarom een film nu binnen handbereik is, is technische vooruitgang. De toevoeging van nieuwe stations — waaronder Kitt Peak en de Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) in recentere campagnes — heeft de dekking van de basislijnen en de gevoeligheid verbeterd, waardoor EHT zwakke emissie buiten de heldere ring kan detecteren en de eerste beperkingen kan stellen aan jet-emissie op schalen net voorbij de schaduw. Verbeterde kalibratie-pipelines en een grote bibliotheek met synthetische gegevens, gecreëerd uit realistische simulaties, geven analisten sterkere instrumenten om instrumentele effecten te scheiden van ware astrofysische variabiliteit. Deze vorderingen verminderen het aantal valse positieven bij het zoeken naar beweging en maken robuustere vergelijkingen mogelijk tussen data en relativistische magnetohydrodynamische simulaties.

Algoritmen, machine learning en het probleem van variabiliteit

Het maken van een film op basis van schaarse VLBI-metingen is een computationele en statistische uitdaging. De EHT-gemeenschap heeft zwaar geïnvesteerd in nieuwe beeldvormingstechnieken die op fysica gebaseerde simulaties, Bayesiaanse inferentie en machine learning combineren. Teams hebben enorme bibliotheken gebouwd van synthetische waarnemingen op basis van algemeen-relativistische magnetohydrodynamische (GRMHD) modellen en hebben neurale netwerken getraind om waarschijnlijke kenmerken van beweging te onderscheiden van artefacten veroorzaakt door onvolledige sampling. Die methoden zullen centraal staan bij het omzetten van periodes van ruwe zichtbaarheidsgegevens in een coherente tijdreeks die wetenschappers fysisch kunnen interpreteren. Toch benadrukken analisten dat de intrinsieke variabiliteit van de accretiestroom — stochastische turbulentie en snelle magnetische reconnectie-gebeurtenissen — de parameterinferentie fundamenteel beperkt, tenzij waarnemingen die veranderingen direct vastleggen. Een tijdopgeloste reeks is de duidelijkste manier om die limiet te overwinnen.

Logistiek: Antarctica en de lange weg naar een voltooide film

Waarnemers waarschuwen dat het geduld zal vergen om de campagne te voltooien tot een publieke film. Sommige EHT-stations, met name de South Pole Telescope, genereren gegevens op fysieke media die tijdens de Antarctische zomer moeten worden getransporteerd; de harde schijven komen weken of maanden later aan in verwerkingscentra in Noord-Amerika en Europa. Zodra de ruwe data zijn verzameld, zullen meerdere onafhankelijke pipelines deze reduceren en in beeld brengen, gevolgd door kruisvalidatie tegen simulaties — stappen die samen betekenen dat de eerste publieke film vele maanden na de waarnemingen zelf vertraagd zou kunnen zijn. Het wachten is frustrerend maar opzettelijk: het waarborgen van de getrouwheid van een tijdreeks op horizonschalen vereist een zorgvuldige omgang met kalibratie, systematiek en algoritmische biases.

Wat een succesvolle film zou veranderen

Een gevalideerde film van M87* zou meer zijn dan een spektakel. Het zou directe, dynamische metingen opleveren van plasmasnelheden dicht bij de waarnemingshorizon, een observationele greep op de rotatie van het zwarte gat, en nieuwe beperkingen op de magnetische geometrie die relativistische jets lanceert en collimeert. Die jets zijn fundamentele actoren in de evolutie van sterrenstelsels: ze transporteren energie ver weg van de kern, reguleren stervorming en geven vorm aan de groeigeschiedenis van een sterrenstelsel. Een tijdopgeloste blik op de basis van de jet verbindt kleinschalige relativistische fysica met grootschalige astrofysische gevolgen. Bovendien bieden films nieuwe mogelijkheden om de algemene relativiteitstheorie te testen in het sterke-veld, tijdsafhankelijke regime — niet alleen de grootte van de schaduw, maar ook hoe de ruimtetijd bewegende structuren stuurt.

Risico's, onzekerheden en de weg vooruit

Op langere termijn: naar real-time horizon-astronomie

Indien succesvol, zal de campagne in maart-april een voorbode zijn van ambitieuzere inspanningen. Het next-generation Event Horizon Telescope (ngEHT)-concept voorziet in veel meer schotels en continue monitoring die op een dag nabij-real-time beeldvorming van de dynamica van zwarte gaten zou kunnen benaderen. Voor nu is het onmiddellijke doel concreet en haalbaar: het vastleggen van de eerste bewegende reeks die laat zien hoe een superzwaar zwart gat en zijn omgeving in de tijd veranderen, en daarmee een dynamische dimensie toevoegen aan onze observationele tests van zwaartekracht, plasmafysica en de manier waarop zwarte gaten sterrenstelsels vormen.

Waarnemers zullen in maart en april de hemel in de gaten houden, waarna de harde schijven nog nauwgezetter zullen worden gevolgd. Als de campagne slaagt, zal het resultaat een nieuw soort kosmische cinema zijn — een film waarvan de frames zijn geschreven in zwaartekracht, licht en magnetisme op de meest extreme grens van de natuur.

Bronnen

• Event Horizon Telescope (EHT) collaboratie (persmateriaal en gepubliceerde beelden)
• Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) persbericht en bijdragen aan de EHT-resultaten
• ArXiv preprint: "Horizon-scale variability of M87* from 2017--2021 EHT observations" (Event Horizon Telescope Collaboration)
• ArXiv preprint: "Deep learning inference with the Event Horizon Telescope I. Calibration improvements and a comprehensive synthetic data library"
• University of Cambridge materiaal en verklaringen van Sera Markoff over de filmcampagne