Міжнародний консорціум "Horizon Telescope" (EHT), який має на меті зафіксувати перші зображення країв чорних дір, опублікував свої перші результати сьогодні (10 квітня). Секрет успіху проекту полягає в тому, як він пов'язує радіотехнічні страви по всьому світу для створення віртуального телескопа розміром із Землю.
Чорні діри мають гравітаційні тяги настільки потужні, що минулі пороги відомі як їхні горизонти подій, ніщо не може врятуватися, навіть світло. Хоча це означає, що чорні діри просто здаються чорними, дослідники все ж прагнуть зробити найкращі фотографії з оточення предметів, які можуть світитися світлом. Ці зображення можуть розкрити таємниці про таємничу будову чорних дір та про те, як вони впливають на їхнє оточення.
EHT має на меті зображення надмасивні чорні діри мільйони в мільярди разів більше маси сонця. Наприклад, чорна діра Стрілець А * в центрі Чумацького Шляху приблизно в 4,3 мільйона разів більша від маси нашого Сонця, в той час як чорна діра в центрі галактики M87, на яку вона опублікувала зображення, це близько 6 мільярдів сонячних мас.
EHT полює на тінь або силует на світлому фоні - контури горизонту події. Хоча тінь Стрільця А * приблизно в 30 разів перевищує діаметр Сонця, ця чорна діра лежить приблизно в 26000 світлових років від Землі, і тому, з нашої точки зору, тінь приблизно такого ж розміру, як апельсин з'явився б на місяць. Чорна діра в центрі M87 знаходиться приблизно в 2000 разів далі від Землі, ніж Стрілець А * і, таким чином, це ще важче помітити (хоча це набагато більше).
Більше того, тіні чорної діри дуже тьмяні, коли мова йде про випромінювання радіосигналів, що цікавлять EHT. Захоплення достатньою енергією від Стрільця A *, щоб запалити 1-ватну лампочку протягом 1 секунди, зайняло б одну з антен проекту приблизно 250 мільйонів років.
Для зображення цих чорних дір EHT має радіотелескопи по всьому світу, від Сполучених Штатів до Мексики до Чилі до Південного полюса, спостерігаючи за тими самими цілями. Збираючи дані в унісон і зшиваючи їх разом, ця мережа може діяти як єдиний великий телескоп, той, який, сподіваємось, має достатню збільшувальну силу, щоб помітити навіть віддалені тьмяні об'єкти.
У 2017 році проект включав вісім радіообсерваторій, а до 2020 року, як очікується, приєднаються ще три. "Маючи якомога більше обсерваторій, ви можете покращити імідж", - розповіла Space. ком. (Лоб не є членом команди EHT.)
Щоб переконатися, що радіотелескопи діють синхронізовано, кожен раз маркує свої дані за допомогою атомних годин, які вогнем мазерного (мікрохвильового лазера) пучками газу водню. Атоми в цьому газі коливаються з точною частотою, подібно до того, як маятникові маятники роблять у дідівських годинниках. Атомні годинники, які залежать від цих водневих мазерів, надзвичайно стабільні, втрачаючи лише приблизно 1 секунду кожні 100 мільйонів років.
Вчені давно мали мережі декількох телескопів, що діють як одинакові великі телескопи, методика, відома як дуже довга інтерферометрія базової лінії. Однак ключовим завданням при розробці EHT було функціонування відносно високочастотних радіохвиль, необхідних для зображення цих чорних дір.
"Швидкість, з якою записуються дані за допомогою телескопа" Горизонт подій ", принаймні на порядок швидше, ніж у старої дуже тривалої інтерферометрії базової лінії, але для сучасних комп'ютерів це стало здійсненним", - сказав Лоб.
Однак найбільші проблеми, з якими зіткнувся телескоп «Горизонт подій», можуть бути не технічними, а соціальними.
"Я б сказав, що найбільшим досягненням цього проекту є можливість координувати різні обсерваторії в різних країнах світу", - сказав Лоб. "Астрономи досить конкурентоспроможні, і переконати сотні з них спільно працювати і з'ясувати, хто такий лідер, чому саме ця людина повинна бути лідером і як вони всі повинні отримати кредит - це досить складне завдання".
- Тест на чорну діру: наскільки добре ви знаєте дивні твори природи?
- Астрономи вперше заглядають у чорну дірку за допомогою телескопа "Горизонт події"
- Ця величезна чорна діра крутиться на половині швидкості світла!
