Співпраця над телескопом «Горизонт подій» (The Event Horizon Telescope (EHT)) встановила новий стандарт для наземних спостережень. Це комбіноване змодельоване зображення показує, як M87* бачить телескоп «Горизонт подій» на частотах 86 ГГц (червоний), 230 ГГц (зелений) і 345 ГГц (синій). Чим вища частота, тим чіткішим стає зображення, виявляючи структуру, розмір і форму, які раніше були менш помітними.
Цікаво, що команда EHT змогла провести з поверхні Землі спостереження з «найвищою роздільною здатністю» за чорною дірою M87*, що ховається в самому серці далекої галактики. EHT – це глобальна мережа телескопів, які працюють разом над створенням віртуального інструменту розміром із Землю. У цьому тестовому спостереженні EHT виявив світло від далеких галактик на частоті 345 ГГц, що відповідає довжині хвилі 0,87 мм.
Цей подвиг прокладає шлях до чіткіших зображень космічних монстрів, відкриваючи нові властивості та розуміння їхньої поведінки. Фактично, EHT очікує, що в майбутньому зображення чорних дір із Землі стануть на 50% чіткішими. «За допомогою EHT ми побачили перші зображення чорних дір, виявивши радіохвилі на частоті 230 ГГц, але яскраве кільце, яке ми побачили, утворене викривленням світла під дією гравітації чорної діри, все ще виглядало розмитим, тому що ми були на абсолютній межі того, наскільки чіткими ми могли зробити зображення», – пояснив Олександр Реймонд, співавтор статті. Реймонд додав: «На частоті 345 ГГц наші зображення будуть чіткішими і детальнішими, що, своєю чергою, ймовірно, дозволить виявити нові властивості, як ті, що були передбачені раніше, так і, можливо, ті, що не були».
EHT використовує метод інтерферометрії з дуже довгою базовою лінією (VLBI) для створення віртуального телескопа розміром із Землю. EHT відомий тим, що у 2019 році зробив перше зображення надмасивної чорної діри M87*, розташованої в центрі галактики M87. У 2022 році EHT сфотографував чорну діру Чумацького Шляху Sgr A*. Примітно, що це було перше високочастотне спостереження на частоті 345 ГГц, зроблене за допомогою техніки VLBI.
Хоча окремі телескопи могли спостерігати нічне небо на частоті 345 ГГц, техніка VLBI на цій частоті створювала значні проблеми. Наприклад, атмосферна водяна пара є головною перешкодою для спостережень чорних дір на 345 ГГц. Вона поглинає ці сигнали сильніше, ніж на 230 ГГц.
Для цього спостереження з високою роздільною здатністю команда покращила чутливість EHT, щоб використовувати VLBI на 345 ГГц. Це стало можливим завдяки поєднанню технологічних досягнень, зокрема збільшенню пропускної здатності. Крім того, ключову роль відіграло стратегічне планування, зокрема, очікування оптимальних погодних умов на всіх майданчиках спостереження.
В експерименті EHT використовувалася комбінація потужних телескопів, включаючи Атакамську велику міліметрову/субміліметрову решітку (ALMA), Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), IRAM, Північну розширену міліметрову решітку (NOEMA), Субміліметрову решітку (SMA) і Гренландський телескоп. Потужність цих передових телескопів була об’єднана для досягнення чудової роздільної здатності.
«Найпотужніші місця для спостережень на Землі знаходяться на великих висотах, де прозорість і стабільність атмосфери є оптимальними, але погода може бути більш драматичною», – сказав Німеш Патель, астрофізик з Центру астрофізики Гарвардського і Смітсонівського інститутів (CfA).
«Тепер, завдяки системам з високою пропускною здатністю, які обробляють і захоплюють ширші смуги радіочастотного спектра, ми починаємо долати основні проблеми з чутливістю, наприклад, погодні умови. Як показують нові виявлення, настав час перейти на частоту 345 ГГц», – додав Патель.
Читайте також: