Enrique Garcia sköter en superdator med en syrgastub på ryggen. Maskinen står i den tekniska byggnaden vid ALMA:s antennanläggning, Array Operations Site, på Chajnantorplatån i norra Chile, 5 100 meter över havet. Det är världens högst belägna superdator, placerad i vad som sägs vara världens näst högsta byggnad, och luften däruppe är så tunn att kylfläktarna måste pressa dubbelt så mycket luft som vanligt genom maskinen för att processorerna inte ska bli överhettade. Också de som sköter den behöver hjälp med andningen.
Ingen bygger på den höjden för att det är bekvämt. Chajnantorplatån valdes för att den erbjöd något ovanligt: en stor, mycket flack och mycket torr slätt högt uppe i de chilenska Anderna, där vissa områden får så lite som 3 millimeter regn under ett normalår och där det ofta knappt finns någon vattenånga alls i luften ovanför. Priset för den torrheten är en höjd på omkring 5 000 meter, där syrgasmask ofta måste användas och där det fanns få tidigare erfarenheter av att leda ett stort och tekniskt komplicerat byggprojekt. Atacamaöknen runt omkring är den torraste öknen på jorden utanför polarområdena, med omkring 15 millimeter regn per år i genomsnitt, och vid vissa väderstationer har det aldrig registrerats något regn över huvud taget.
För astronomer som arbetar med millimeter- och submillimetervågor är vattenånga fienden. Det är den gas som framför allt avgör hur ogenomtränglig atmosfären är för just dessa våglängder, och därför läggs stor möda på att mäta mängden utfällbar vattenånga över en tänkbar plats innan någon gjuter den första betongen. Systematiska jämförelser, där identiska instrument placerades på Maunakea på Hawaii, vid Sydpolen och runt Cerro Chajnantor, visade att förhållandena i Chajnantorområdet var klart bättre än på Maunakea. ALMA ligger ovanför en stor del av atmosfären, vid kanten av planetens torraste öken, och blickar därför ofta ut genom luft med extremt låg vattenhalt.
Det som till slut byggdes där är sannolikt det mest ambitiösa markbaserade astronomiprojekt som någonsin genomförts: ett samarbete mellan 20 länder, utsträckt över 16 kilometer på 5 000 meters höjd, med ett decennium av byggtid och en kostnad på över en miljard dollar. Anläggningen har uppfyllt eller överträffat så gott som alla vetenskapliga förväntningar. En sak stämde dock inte med förutsägelserna, nämligen klimatet. Atacama är normalt en av världens torraste platser, men en plats 5 000 meter upp drabbas också av de hårda vindar och de kraftiga snöfall som hör höjden till.
Höjden präglar allt som rör bemanningen av observatoriet. Iván López, säkerhetschef vid ALMA, har beskrivit en verksamhet med ungefär 250 personer, varav omkring 50 utsätts för periodvis syrebrist, det medicinska tillstånd där kroppen inte får tillräckligt med syre. Personalen tar sig från basanläggningen Operations Support Facility på 2 900 meter upp till antennerna på 5 100 meter på mindre än en timme, och de gör den resan dagligen. Det har ingenting att göra med den långsamma anpassning som bergsklättrare använder sig av. Lösningarna är praktiska och föga glamorösa. Den tekniska byggnaden syresätts numera permanent av en anläggning för flytande syre på plats. Ryggsäckar har konstruerats så att en anställd kan bära med sig en syrgastub överallt. Eftersom gasen är mycket torr får personalen nässprej för att hålla luftvägarna fuktiga. Den som kör på vägen upp och ner uppmanas att ta med en medpassagerare. Alla arbetar i grupper om minst två personer och följer exakta rutiner, uppdelade i små punkter på en lista, och alla går ett schema med åtta dagar på platsen följda av sex lediga dagar nere vid havsnivå. Maskinerna far också illa. Delar som förväntades hålla ett visst antal år håller ofta bara hälften så länge, och den beräknade tiden för varje enskild arbetsuppgift har måst skrivas upp. Gruvbolag brottas med liknande problem, men föga av deras kunskap har publicerats, så observatoriet har fått lära sig under resans gång, med hjälp av medarbetare som tidigare arbetat på Hawaii och vid det närbelägna APEX-teleskopet.
År 2017 blev denna tunna, torra luftpelare en del av något större. Event Horizon Telescope länkar samman radioteleskop över hela jorden med hjälp av interferometri med mycket långa baslinjer. Anläggningarna synkroniseras med atomur av typen vätemaser, och genom att utnyttja jordens rotation bildar de i praktiken ett enda teleskop stort som planeten, som observerar vid våglängden 1,3 millimeter. De åtta deltagande teleskopen stod på vulkaner på Hawaii och i Mexiko, på berg i Arizona och i spanska Sierra Nevada, i chilenska Atacama och i Antarktis. Vart och ett producerade omkring 350 terabyte data per dygn, lagrade på heliumfyllda hårddiskar som sedan flögs till specialiserade superdatorer, så kallade korrelatorer, vid Max Planck-institutet för radioastronomi och vid MIT Haystack Observatory, där materialet sattes samman. Den upplösning som uppnåddes, 20 mikrobågsekunder, räcker för att läsa en tidning i New York från ett kafé i Paris.
ALMA:s bidrag var avgörande. När anläggningen lades till som ankarstation ökade hela nätverkets känslighet med en faktor tio, och det var just detta som förvandlade Event Horizon Telescope från ett instrument som kunde upptäcka strukturer till ett som kunde skapa en bild. ”ALMA är den känsligaste anläggningen i EHT, och dess 66 högprecisionsantenner var avgörande för att göra EHT till en framgång”, sade Xavier Barcons, generaldirektör för Europeiska sydobservatoriet.
Den 10 april 2019 offentliggjorde samarbetet resultatet vid samordnade presskonferenser runt om i världen, i sex artiklar som publicerades tillsammans i The Astrophysical Journal Letters: en ring av glödande plasma med en mörk fläck i mitten, skuggan av det supermassiva svarta hålet i hjärtat av Messier 87, en stor galax i Virgohopen. Objektet befinner sig 55 miljoner ljusår från jorden och har en massa som är 6,5 miljarder gånger solens. Dess händelsehorisont, den gräns som teleskopet har fått sitt namn efter, är ungefär 2,5 gånger mindre än den skugga den kastar och mäter knappt 40 miljarder kilometer tvärs över.
Bilden visar inte själva det svarta hålet. Svarta hål är svarta därför att inget ljus tar sig ut ur dem, och hålet är alltså osynligt. Det som syns är den heta gas som virvlar runt det under gravitationens inverkan nära horisonten. I decennier hade dessa objekt funnits enbart i teorin, i ekvationer och i den sortens datormodeller som används i filmer. Det som teleskopnätet åstadkom var att flytta händelsehorisonten ut ur matematiken och in bland de ting som går att observera direkt. Planen är att fortsätta: nya stationer på andra kontinenter och så småningom satelliter i rymden, för skarpare bilder och kanske till och med rörliga bilder av det heta plasmat.
För dem som hade ägnat år åt att förutsäga hur en sådan ring borde se ut var jämförelsens ögonblick obehagligt. ”Mötet mellan teori och observationer är alltid ett dramatiskt ögonblick för en teoretiker. Det var en lättnad och en källa till stolthet att inse att observationerna stämde så väl med våra förutsägelser”, sade Luciano Rezzolla vid Goethe Universität i Tyskland.