Vylepšený ďalekohľad Event Horizon Telescope (EHT) s veľkosťou planéty umožnil doteraz najostrejšie pozorovania zo zemského povrchu.
Umelecké stvárnenie snímok zemského povrchu s najvyšším rozlíšením, aké bolo kedy realizované. Zdroj: ESO. Foto: ESO/M. Kornmesser
Vedecký projekt Event Horizon Telescope (EHT) otestoval vylepšenú metódu pozorovania, vďaka ktorej sa astronómom podarilo získať z povrchu Zeme snímky vzdialeného vesmíru s doteraz najvyšším rozlíšením. Nové detekcie, ktoré sú súčasťou pilotného experimentu, boli uverejnené v časopise The Astronomical Journal.
Astronómovia odhadujú, že im nová metóda v budúcnosti umožní urobiť snímky čiernych dier, ktoré budú o päťdesiat percent detailnejšie ako doteraz. Tiež sa budú môcť zamerať na oblasť bezprostredne za hranicou blízkych supermasívnych čiernych dier a budú môcť zobraziť viac čiernych dier ako kedykoľvek predtým.
Ďalekohľad s rozmermi planéty
Projekt EHT je virtuálny ďalekohľad s veľkosťou Zeme. Tvorí ho niekoľko prepojených rádioteleskopov rozmiestnených po celom svete pomocou špeciálnej techniky, takzvanej interferometrie.
Na získanie snímok s vyšším rozlíšením majú astronómovia dve možnosti: zväčšiť vzdialenosť medzi rádiovými anténami alebo pozorovať na vyššej frekvencii. Vzhľadom na to, že EHT už je v podstate veľký ako naša planéta, rozhodli sa astronómovia pre iný prístup a rozšírili jeho frekvenčný rozsah.
Umiestnenie observatórií, ktoré sa zúčastnili na pilotnom teste EHT. Zdroj: ESO. Foto: ESO/M. Kornmesser
Pozorovania na vlnovej dĺžke 0,87 mm
Kolaborácia Event Horizon Telescope (EHT) uskutočnila testovacie pozorovania pomocou sústavy ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a ďalších zariadení.
Doteraz najvyššie rozlíšenie zo zemského povrchu docielili pri detekcii svetla vzdialených jasných galaxií na frekvencii približne 345 GHz, čo zodpovedá vlnovej dĺžke 0,87 mm.
„Na vlnovej dĺžke 0,87 mm budú naše snímky ostrejšie a detailnejšie, čo určite odhalí rad nových vlastností – tých predpovedaných, ale možno aj tých nepredpovedaných,“ uviedol jeden z autorov štúdie Alexander Raymond, ktorý pôsobí v Jet Propulsion Laboratory, predtým bol postdoktorandom v Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Pozrite si
Najvyššie rozlíšenie zo Zeme
Projekt EHT uskutočnil na vlnovej dĺžke 0,87 mm testovacie pozorovanie vzdialených jasných galaxií. Namiesto celej sústavy EHT využili astronómovia dve menšie dielčie sústavy, z ktorých obe zahŕňali ALMA a Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) v púšti Atacama v Čile. Partnerom oboch observatórií je Európske južné observatórium (ESO).
Do pozorovania bol ďalej zapojený aj 30-metrový teleskop IRAM v Španielsku a NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) vo Francúzsku, rovnako ako Grónsky teleskop a Submillimeter Array na Havaji.
V rámci tohto pilotného experimentu dosiahla kolaborácia EHT pozorovania s rozlíšením až 19 mikroarcsekúnd. Ide o historicky najvyššie rozlíšenie z povrchu Zeme. Zatiaľ sa však nepodarilo získať snímky: hoci bolo detegované svetlo z niekoľkých vzdialených galaxií, počet antén nebol dostatočný na rekonštrukciu obrazu.
Nové okno štúdiu čiernych dier
Tento technický test otvoril nové okno štúdiu čiernych dier. S plnou sústavou by EHT mohol pozorovať detaily s veľkosťou len 13 mikroarcsekúnd, čo by zodpovedalo pozorovaniu viečka od fľaše na povrchu Mesiaca zo Zeme.
Na vlnovej dĺžke 0,87 mm získajú astronómovia snímky s o päťdesiat percent vyšším rozlíšením, než mali skôr uverejnené snímky M87* a SgrA* (M87 a SgrA sú názvy galaxií a M87* a SgrA* sú názvy čiernych diery v týchto galaxiách). Navyše je tu potenciál na pozorovanie vzdialenejších, menších a slabších čiernych dier.
Sheperd „Shep“ Doeleman, jeden z vedúcich projektu EHT, astrofyzik z CfA a spoluvedúci štúdie, uviedol: „Sledovanie zmien v okolitom plyne na rôznych vlnových dĺžkach nám pomôže vyriešiť záhadu, ako priťahujú a apretujú čierne diery hmotu a ako vznikajú silné výtrysky, ktoré z nich vychádzajú a dosahujú galaktické vzdialenosti.“
Prelomové pozorovanie umožnil technologický pokrok
V rámci tohto testu bola po prvýkrát úspešne použitá technika The Very Long Baseline Interferometry (VLBI) na vlnovej dĺžke 0,87 mm. Samotné pozorovanie na vlnovej dĺžke 0,87 mm nie je novinkou. Použitie techniky VLBI na tejto vlnovej dĺžke však predstavovalo výzvu, ktorej prekonanie si vyžadovalo čas a technologický pokrok.
Napríklad vodná para v atmosfére pohlcuje žiarenie na vlnovej dĺžke 0,87 mm oveľa viac než na 1,3 mm. V kombinácii so stále výraznejšími atmosférickými turbulenciami, s nárastom šumu na kratších vlnových dĺžkach a nestálosťami globálnych poveternostných podmienok počas pozorovaní citlivých na atmosféru je pokrok v oblasti kratších vlnových dĺžok pre VLBI – najmä tých, ktoré prekračujú bariéru do submilimetrového režimu – pomalý. S týmito novými detekciami sa to však zmenilo.
Pozorovania na vlnovej dĺžke 0,87 mm sú podľa Thomasa Krichbauma, spoluautora štúdie z nemeckého Inštitútu Maxa Plancka pre rádioastronómiu, prelomové, pretože otvárajú nové pozorovacie okno štúdiu supermasívnych čiernych dier.
Zdroj: TS ESO
(zh)
