Європейські та американські радіоастрономи продемонстрували новий спосіб спостереження за Всесвітом - через Інтернет!
Використовуючи передові технології, дослідникам вдалося спостерігати віддалену зірку, використовуючи світові дослідницькі мережі для створення гігантського віртуального телескопа. Процес дозволив їм зображувати об’єкт з небаченими деталями в режимі реального часу; те, що лише кілька років тому було б неможливим. Зірка, обрана для цієї чудової демонстрації, під назвою IRC + 10420, є однією з найбільш незвичайних на небі. Оточений хмарами пилового газу та сильно випромінюючи радіохвилі, об'єкт знаходиться в кінці свого життя, спрямовуючись на катаклізмний вибух, відомий як «наднова».
Ці нові спостереження дають захоплюючий погляд на майбутнє радіоастрономії. Використовуючи дослідницькі мережі, радіоастрономи не тільки зможуть побачити глибше віддаленого Всесвіту, вони зможуть фіксувати непередбачувані, минущі події, як вони відбудуться, надійно і швидко.
Астрономи завжди прагнуть домогтися максимальної роздільної здатності своїх телескопів. Дозвіл - це міра кількості деталей, яку вона може вибрати. Чим більший телескоп, тим краща роздільна здатність. VLBI (або Very Long Baseline Interferometry) - це техніка, яка використовується радіоастрономами для зображення неба з найвищими деталями. Замість того, щоб використовувати одну радіотелефону, масиви телескопів пов'язані між собою цілими країнами або навіть континентами. Коли сигнали поєднуються в спеціалізованому комп'ютері, отримане зображення має роздільну здатність, рівну роздільній здатності телескопа, максимальну відстань від максимальної відстані антени.
Раніше методика VLBI сильно перешкоджала тому, що дані потрібно було записати на магнітофон, а потім відправити в центральний обробний центр для аналізу. Отже, радіоастрономи не змогли судити про успіх своїх починань протягом багатьох тижнів, навіть місяців, після того, як були проведені спостереження. Рішення - зв’язувати телескопи в електронному режимі в режимі реального часу - дозволяє астрономам аналізувати дані, що відбувається. Техніка, природно звана e-VLBI, можлива лише зараз, коли мережеве підключення з високою пропускною здатністю - це реальність.
Останні 20-годинні спостереження, проведені 22 вересня за допомогою Європейської мережі VLBI (EVN), стосувалися радіотелескопів у Великобританії, Швеції, Нідерландах, Польщі та Пуерто-Рико. Максимальне розділення антен склало 8200 км, даючи дозвіл не менше 20 міліарсекунд (мас); це приблизно в 5 разів краще, ніж космічний телескоп Хаббла (HST). Цей рівень деталізації еквівалентний виділенню невеликої будівлі на поверхні Місяця! Включення антени на Аресібо, в Пуерто-Ріко, також збільшило чутливість масиву телескопа в 10 разів. Навіть так, спостерігаючи на частоті 1612 МГц, сигнал від далекої зірки становив понад мільярд мільярдів разів слабше, ніж звичайна слухавка мобільного телефону!
Кожен телескоп був підключений до Національної дослідницької та освітньої мережі своєї країни (NREN), а дані направлялися зі швидкістю 32 Мбіт / с за телескоп через загальноєвропейську дослідницьку мережу GEANT до голландської мережі SURFnet. Потім дані були доставлені до Спільного інституту VLBI в Європі (JIVE), центрального обробного центру EVN в Нідерландах. Там 9 даних терабітів передавались у режимі реального часу в спеціалізований суперкомп'ютер, що називався "корелятором", та об'єднувались. Тоді ж дослідницькі мережі використовувались для доставки кінцевого продукту даних безпосередньо астрономам, які формували зображення. Поки мережева інфраструктура за умови GEANT не стала доступною, астрономи не змогли перенести величезну кількість даних, необхідних для e-VLBI через Інтернет. У самому реальному сенсі Інтернет сам по собі діє як телескоп, виконуючи ту саму роботу, що і вигнуті поверхні окремих радіо посудів. Дай Девіс, генеральний директор DANTE, який управляє GEANT, заявив, що «e-VLBI, що працює успішно на міжконтинентальній основі, наочно демонструє важливість мереж передачі даних для сучасної науки. Дослідницькі мережі є основоположними для цієї нової методики радіоастрономії, і це справді дуже задоволення, щоб побачити вигоди, які тепер випливають з неї ».
Хоча наукові цілі експерименту були скромними, ці спостереження e-VLBI IRC + 10420 відкривають можливість спостерігати за структурами астрофізичних об'єктів під час їх зміни. IRC + 10420 - це надгігантська зірка в сузір'ї Акіли. Він має масу, приблизно в 10 разів більший від нашого Сонця і лежить приблизно за 15 000 світлових років від Землі. Одне з найяскравіших інфрачервоних джерел на небі, воно оточене товстою оболонкою пилу і газу, що викидаються з поверхні зірки зі швидкістю приблизно в 200 разів більше маси Землі щороку. Радіоастрономи здатні зображувати пил і газ, що оточують ІРК + 10420, оскільки одна з компонентних молекул, гідроксил (ОН), виявляє себе за допомогою сильних "мазерних" викидів. По суті, астрономи бачать скупчення газу, де радіовипромінювання сильно посилюється в особливих умовах. Завдяки лінзі зуму, що надається e-VLBI, астрономи можуть робити зображення з великою деталізацією та спостерігати за тим, як рухаються скупчення газу, спостерігати за тим, як мазери народжуються та вмирають у часові шкали від тижнів до місяців, а також вивчати мінливі магнітні поля, що пронизують оболонку. Результати показують, що газ рухається зі швидкістю близько 40 км / с і був викинутий зірки близько 900 років тому. Як пояснив проф. Філ Діамант, один із дослідницьких груп Обсерваторії банку Джодрелл (Великобританія), "матеріал, який ми бачимо на цьому зображенні, залишив поверхню зірки приблизно в часи нормандських завоювань Англії".
Вважається, що IRC + 10420 швидко розвивається до кінця свого життя. В якийсь момент, можливо, через тисячі років, може завтра, очікується, що зірка підірветься в одному з найенергійніших явищ, відомих у Всесвіті - «надновій». Отримана хмара матеріалу з часом сформує нове покоління зірок і планетарних систем. Радіоастрономи тепер готові, з неймовірною силою e-VLBI, вловлювати деталі, як вони відбуваються, та вивчати фізичні процеси, які так важливі для структури нашої Галактики та для самого життя.
Нова технологія e-VLBI налаштована на революцію в радіоастрономії. Зі збільшенням пропускної здатності мережі збільшується і чутливість масивів e-VLBI, що дозволяє чіткіше переглядати найдальші та найменші регіони простору. Д-р Майк Гаррет, директор JIVE, прокоментував: "Ці результати дають уявлення про величезний потенціал e-VLBI. Швидкий прогрес у глобальних комунікаційних мережах повинен дозволяти нам з'єднувати разом найбільші радіотелескопи у світі зі швидкістю, що перевищує десятки гігабітів в секунду протягом наступних кількох років. Дроти загибелі перших масивних зірок у Всесвіті, що виникають струмені речовини з центральних чорних дір перших галактик, будуть розкриті вишукано докладно ».
Оригінальне джерело: Jodrell Bank News Release
