Az EHT tudósai az eddigi legnagyobb felbontású megfigyeléseket végzik a Föld felszínéről
Az Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration tesztmegfigyeléseket végzett az Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) és más eszközök segítségével, amelyek a Föld felszínéről valaha elért legmagasabb felbontást érték el [1] . Ezt a bravúrt úgy sikerült elérniük, hogy távoli galaxisokból származó fényt észleltek körülbelül 345 GHz-es frekvencián, ami 0,87 mm-es hullámhossznak felel meg. Az Együttműködés becslései szerint a jövőben képesek lesznek olyan feketelyuk-képeket készíteni, amelyek 50%-kal részletesebbek, mint korábban lehetséges volt, így a régiót közvetlenül a közeli szupermasszív fekete lyukak határán kívülre helyezik élesebben. Több fekete lyukat is képesek lesznek leképezni, mint eddig. A kísérleti kísérlet részét képező új észleléseket ma tették közzé a The Astronomical Journalban.
adott ki képeket az M87-ről*, az M87-galaxis közepén lévő szupermasszív fekete lyukról Az EHT Collaboration 2019-ben pedig az Sgr A*-ról, a Tejútrendszer szívében lévő fekete lyukról , 2022-ben . Ezeket a képeket úgy készítették, hogy a bolygón több rádiómegfigyelőt összekapcsoltak a nagyon hosszú alapvonal interferometriának (VLBI) nevezett technikával, hogy egyetlen „föld méretű” virtuális teleszkópot képezzenek.
Nagyobb felbontású képek készítéséhez a csillagászok általában nagyobb távcsövekre támaszkodnak – vagy nagyobb távolságra az interferométer részeként működő obszervatóriumok között. De mivel az EHT már akkora volt, mint a Föld, a földi megfigyeléseik felbontásának növelése más megközelítést igényelt. A távcső felbontásának növelésének másik módja a rövidebb hullámhosszú fény megfigyelése – és ez az, amit az EHT Collaboration most meg is tett.
” Az EHT-vel az 1,3 mm-es hullámhosszú megfigyelések segítségével láttuk az első képeket a fekete lyukakról, de a fényes gyűrű, amelyet a fekete lyuk gravitációjában meghajló fényből alakítottunk ki, még mindig homályosnak tűnt, mert az abszolút határokon jártunk. élesek készíthetnénk a képeket ” – mondta a tanulmány társvezetője, Alexander Raymond, aki korábban az Asztrofizikai Központ posztdoktori oktatója volt. Harvard & Smithsonian (CfA), és jelenleg a Jet Propulsion Laboratory, mindkettő az Egyesült Államokban. 0,87 mm-nél a képeink élesebbek és részletesebbek lesznek, ami viszont valószínűleg új tulajdonságokat fog feltárni, azokat is, amelyeket korábban megjósoltak, és talán olyanokat is, amelyek nem. ”
Annak bizonyítására, hogy képesek 0,87 mm-es észleléseket végezni, a Collaboration tesztmegfigyeléseket végzett távoli, fényes galaxisokon ezen a hullámhosszon [2] . A teljes EHT-tömb használata helyett két kisebb altömböt alkalmaztak, amelyek az ALMA-t és az Atacama Pathfinder EXperimentet (APEX) tartalmazták a chilei Atacama-sivatagban. Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) az ALMA partnere, és az APEX társgazdája és együttműködő partnere. További használt létesítmények közé tartozik az IRAM 30 méteres teleszkóp Spanyolországban és a Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) Franciaországban, valamint a Grönland Teleszkóp és a Submillimeter Array Hawaiiban.
Ebben a kísérleti kísérletben a Collaboration 19 mikroívmásodpercnyi részletességgel végzett megfigyeléseket, ami azt jelenti, hogy a valaha volt legnagyobb felbontással figyelték meg a Föld felszínéről. Képeket azonban még nem sikerült készíteniük: miközben több távoli galaxisból is robusztus fényérzékelést végeztek, nem használtak elegendő antennát ahhoz, hogy az adatokból pontos képet tudtak volna rekonstruálni.
Ez a technikai teszt új ablakot nyitott a fekete lyukak tanulmányozására. A teljes tömb segítségével az EHT akár 13 mikroívmásodpercnyi apró részleteket is láthatott, ami egyenértékű azzal, mintha egy palackkupakot látnánk a Holdon a Földről. képeket tudnak majd készíteni, Ez azt jelenti, hogy 0,87 mm-nél körülbelül 50%-kal nagyobb felbontású mint a korábban kiadott M87* és SgrA* [3] 1,3 mm-es képek. Emellett lehetőség van távolabbi, kisebb és halványabb fekete lyukak megfigyelésére, mint az a kettő, amelyet a Collaboration eddig elképzelt.
Az EHT alapító igazgatója, Sheperd „Shep” Doeleman, a CfA asztrofizikusa és a tanulmány társvezetője a következőket mondja: „A környező gáz különböző hullámhosszúságú változásainak vizsgálata segít megfejteni azt a rejtélyt, hogy a fekete lyukak hogyan vonzzák és akkretálják az anyagot, és hogyan nagy teljesítményű sugárhajtóműveket indíthatnak el, amelyek galaktikus távolságokon keresztül áramlanak. ”
Ez az első alkalom, hogy a VLBI technikát sikeresen alkalmazzák a 0,87 mm-es hullámhosszon. Míg az éjszakai égbolt 0,87 mm-es magasságban történő megfigyelése már az új észlelések előtt is létezett, a VLBI technika ezen a hullámhosszon való alkalmazása mindig is olyan kihívásokat jelentett, amelyek leküzdése időbe és technológiai fejlődésbe telt. Például a légkörben lévő vízgőz sokkal jobban nyeli el a 0,87 mm-es hullámokat, mint az 1,3 mm-es hullámokat, ami megnehezíti a rádióteleszkópok számára a rövidebb hullámhosszú fekete lyukak jeleinek vételét. Az egyre kifejezettebb légköri turbulenciával és a rövidebb hullámhosszokon fellépő zajjal, valamint a globális időjárási viszonyoknak a légkörre érzékeny megfigyelések során történő szabályozásának képtelenségével kombinálva a VLBI rövidebb hullámhosszakra való előrehaladása – különösen azoknál, amelyek átlépik az akadályt a szubmilliméteres rezsimbe – lassú. De ezekkel az új észlelésekkel mindez megváltozott.
” Ezek a 0,87 mm-es VLBI-jelérzékelések úttörőek, mivel új megfigyelőablakot nyitnak a szupermasszív fekete lyukak tanulmányozására ” – mondja Thomas Krichbaum, a tanulmány társszerzője a németországi Max Planck Rádiócsillagászati Intézettől. amely az ESO-val együtt működteti az APEX távcsövet. Hozzáteszi: „ A jövőben a spanyolországi (IRAM-30m) és franciaországi (NOEMA) IRAM teleszkópok ALMA-val és APEX-szel való kombinációja még kisebb és halványabb emissziós képalkotást tesz lehetővé, mint az eddig lehetséges volt két hullámhosszon, 1.3. mm és 0,87 mm, egyszerre .
Forrás: www.eso.org
