Телескоп черной дыры сделал рекордные наблюдения с поверхности Земли

На тестовых изображениях далеких галактик массив телескопов «Горизонт событий» позволил получить наблюдения с самым высоким разрешением, когда-либо сделанным с Земли.

Это достижение дает нам возможность получить еще более впечатляющие изображения сверхмассивных черных дыр. , предлагающий будущие улучшения, которые на 50 процентов более детальны, чем изображения, полученные на сегодняшний день — изображения M87 *, сверхмассивной черной дыры в 55 миллионах световых лет от нас, и Стрельца A * (Sgr A *), сверхмассивной черной дыры в центре. нашей собственной галактики.

Новые наблюдения, сделанные с помощью всего лишь нескольких телескопов, входящих в состав телескопа горизонта событий (EHT), не привели к появлению каких-либо новых изображений. Для этого требуется вся мощь всей установки.

Но в ходе эксперимента удалось наблюдать Вселенную с самым высоким разрешением, когда-либо достигнутым с поверхности Земли, обнаруживая далекий инфракрасный свет на относительно более высокой частоте 345 ГГц, длина волны которого составляет всего 0,87 миллиметра.

«С помощью EHT мы увидели первые изображения черных дыр, используя наблюдения с длиной волны 1,3 миллиметра, но яркое кольцо, которое мы видели, образовано светом изгибаясь под действием гравитации черной дыры, все еще выглядело размытым, потому что мы были на абсолютных пределах того, насколько резкими мы могли сделать изображения», — говорит астрофизик Александр Рэймонд из Лаборатории реактивного движения НАСА.

«При размере 0,87 мм наша изображения станут более четкими и подробными, что, в свою очередь, скорее всего, откроет новые свойства, как те, которые были предсказаны ранее, так и, возможно, те, которые не были предсказаны.»

Изображения M87* и Sgr A* являются результатом метода, называемого интерферометрией со сверхдлинной базой, или VLBI, с использованием не одной, а многих решеток радиотелескопов. по всему миру, все работают вместе с синхронизированной точностью.

Объединение многочисленных массивов эффективно приводит к созданию области сбора данных размером с Землю; чем больше антенн телескопа используется, тем более подробными будут полученные данные. Но при таком количестве телескопов данных очень много: их сортировка, анализ и обработка для получения изображения горизонта событий черной дыры — монументальная задача. Между сбором данных, анализом и обработкой каждое изображение требует самоотдачи, времени и труда.

Тем не менее, сами изображения по-прежнему довольно размыты, и есть только два способа улучшить разрешение. Во-первых, нужно увеличить размер телескопа. Это не произойдет в спешке – EHT уже размером с Землю. Другой вариант наблюдает с более высокой частотой.

Последний вариант гораздо более достижим, но не лишен своих проблем. Например, водяной пар поглощает волны длиной 0,87 миллиметра гораздо сильнее, чем волны длиной 1,3 миллиметра, что приводит к гораздо более высокой непрозрачности атмосферы на этой длине волны. Предыдущие 0,87-миллиметровые наблюдения потребовали использования космического телескопа, который не имеет собирающей площади EHT размером с Землю.

Сотрудничество EHT разработало способ коррекции воздействия воды. паров в атмосфере, что повышает эффективность установки и позволяет проводить наблюдения с расстояния 0,87 мм с поверхности Земли.

Новые наблюдения обещают разрешение, эквивалентное наблюдению за крышкой от бутылки на Луне с Земли, а это значит, что мы сможем видеть меньшие, более тусклые и более отдаленные сверхмассивные черные дыры.

Наблюдения также означают, что вскоре мы сможем увидеть многоцветные изображения горячего, бурлящего материала, кружащегося вокруг Земли. этих космических гигантов, получая изображения одновременно в длинах волн 1,3 миллиметра и 0,87 миллиметра.

«Чтобы понять, почему это прорыв, рассмотрим всплеск дополнительных деталей, которые вы получаете при переходе от черно-белых фотографий к цветным», говорит астрофизик Шеперд «Шеп» Долеман из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики и Смитсоновской астрофизической обсерватории.

«Это новое «цветное зрение» позволяет нам отделить эффекты эйнштейновской гравитации от горячего газа и магнитные поля, которые питают черные дыры и запускают мощные струи, летящие на галактические расстояния».

Мы очень близки к тому, чтобы узнать о черных дырах гораздо больше, чем когда-либо прежде. Следите за этим космосом: на горизонте событий скрывается эпическая наука.

Исследование опубликовано в The Astronomical Journal.