Телескопът на хоризонта на събитията постигна рекордно прецизни наблюдения

Колаборацията от учени на Event Horizon Telescope (EHT) е провела тестови наземни наблюдения на квазари с рекордно висока ъглова резолюция до момента. В близко бъдеще това ще позволи да се увеличи яснотата на получените изображения на сенките на свръхмасивни черни дупки, както и на центровете на активни галактики и квазари, с 50%.

Статията е публикувана в The Astrophysical Journal.

Идеята за радиоинтерферометър с много дълга базова линия (VLBI - Very Long Baseline Interferometry) е предложена през 1965 г. Състои се от създаване на мрежа от няколко телескопа, които независимо един от друг едновременно наблюдават общ обект в небето, и след това обработка на записаните на носителя данни с корелатор. За да се наблюдават все по-малки структури, може да се увеличи дължината на базовата линия (разстоянието между телескопите), като се поставят на различни континенти или като се изпрати един от телескопите в космоса, както е в ппроекта RadioAstron.

Алтернативният метод е да се наблюдава на по-къси дължини на вълните.

Тези компютърно симулирани изображения показват излъчването близо до хоризонта на събитията на черна дупка, наподобяваща Sgr A* при дължина на вълната за наблюдение от 1,3 mm (вляво) и 0,87 mm (вдясно). Те подчертават колко повече детайли могат да се видят при наблюдение на черна дупка при по-къси дължини на вълните. Хоризонталната лента обозначава ъглова скала от 40 микроъгови секунди. Кредит: Christian M. Fromm, Julius-Maximilian University, Würzburg

EHT (Event Horizon Telescope) е най-големият наземен интерферометър с ултра дълга базова линия, свързващ няколко обсерватории на различни континенти и работещ на дължина на вълната от 1,3 милиметра. Благодарение на EHT учените за първи път в историята изобразиха сенките на две свръхмасивни черни дупки в центровете на активната елиптична галактика M87 и Млечния път, а също така са измерили магнитните полета в близост до тях. Други активни галактики, съдържащи джетове, също са цели за наблюдения.

Екип от астрономи, ръководен от Александър Реймънд (Alexander Raymond) от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, публикува резултатите от пилотна кампания за наблюдение EHT с работна дължина на вълната от 870 микрометра. Като се има предвид, че проектът ще включва нови наблюдателни станции в бъдеще, това ще подобри постижимата детайлност на изображението.

Пробните наблюдения са проведени на 17-21 октомври 2018 г. Източната част на EHT, която включва радиотелескопите ALMA, APEX, GLT, IRAM 30m и NOEMA, наблюдава квазарите CTA 102, 3C 454.3 и BL Lizards. Западната част на EHT, включително ALMA, APEX, GLT и SMA, наблюдава квазарите J0423−0120, J0510+1800, J0521+1638 и J0522−3627. Наблюденията са усложнени от променящите се метеорологични условия, както и от повишеното поглъщане на радиация от водните пари в земната атмосфера поради намаляването на дължината на вълната.

Местоположение на телескопите, участващи в наблюдения при дължина на вълната 870 микрометра. Кредит: A. W. Raymond et al. / The Astronomical Journal, 2024

В крайна сметка експериментът е успешен, постигайки най-високата ъглова разделителна способност от 19 микроарксекунди по време на наземни наблюдения. Съотношението сигнал/шум по време на текущите наблюдения варира от 10 до 70.

Изображения на сенките на черните дупки M87* (вляво) и Стрелец A* (вдясно) и акреционните плазмени потоци в близост до тях, получени с помощта на общи релативистични магнитохидродинамични симулации при дължини на вълните от 1,3 милиметра и 0,87 милиметра. Кредит: A. W. Raymond et al. / The Astronomical Journal, 2024

Тъй като ъгловата разделителна способност зависи от дължината на вълната, за най-дългите базови линии на EHT се очаква бъдещите наблюдения да подобрят ъгловата разделителна способност от 23 на около 15 микроарксекунди. Като се има предвид, че плазмените процеси обикновено се мащабират като квадрат на дължината на вълната, бъдещи наблюдения в непосредствена близост до свръхмасивните черни дупки M87* и Стрелец A* могат да открият по-малки структури. Това трябва да позволи да се подобрят оценките на плътността на плазмата, падаща върху черни дупки, и да се видят по-ясно структурите на акреционните потоци и геометрията на магнитните полета.

Справка: “First Very Long Baseline Interferometry Detections at 870 μm” by A.W. Raymond, S. Doeleman, et al., 27 August 2024, The Astronomical Journal. DOI: 10.3847/1538-3881/ad5bdb

Източник: EHT scientists make highest-resolution observations yet from the surface of Earth ESO

Още по темата

27/04/2023

Космос

Първо директно изображение на черна дупка, изхвърляща мощна струя

14/10/2022

Космос

Илюзия е, че струята на сблъскващи се неутронни звезди е по-бърза от скоростта на светлината (видео)

15/03/2021

Космос

За първи път е открита движеща се свръхмасивна черна дупка

30/11/2020

Космос

Земята е с 2000 св. години по-близо до свръхмасивната черна дупка, отколкото се предполагаше