Teleskop Horyzontu Zdarzeń będzie mógł lepiej obserwować czarne dziury

Astronomowie ulepszają Teleskop Horyzontu Zdarzeń, aby w mógł on obserwować nawet słabo widoczne czarne dziury. Wprowadzona nowa technika pozwoliła ominąć zakłócenia wywoływane przez atmosferę Ziemi.

.Astronomowie opracowali nową technikę obserwacji szczególnie słabych czarnych dziur poprzez korektę efektów atmosferycznych na Ziemi. Technika ta, zwana „transferem fazy częstotliwości (frequency phase transfer – FPT)”, może zostać wdrożona w obserwatoriach wchodzących w skład programu naukowego, którego zadaniem jest obserwacja przestrzeni kosmicznej znajdującej się w bezpośredniej bliskości czarnych dziur, znanego jako Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT), czyniąc całą sieć bardziej czułą niż kiedykolwiek wcześniej.

Łącząc ze sobą trzy teleskopy EHT – 30-metrowy teleskop IRAM na szczycie Pico Veleta w Hiszpanii, James Clerk Maxwell Telescope i Submillimeter Array w Maunakea na Hawajach – astronomowie wykazali, że pomiary atmosfery na długości fali 3 milimetrów mogą być wykorzystane do poprawy danych uzyskanych na długości fali 1 milimetra.

Badania przeprowadzone przez naukowców z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, pod kierownictwem Sary Issaoun i Doma Pesce, zostały opublikowane w czasopiśmie The Astronomical Journal.

Teleskop Horyzontu Zdarzeń to obejmująca cały świat sieć radioteleskopów, która wykorzystuje technikę zwaną interferometrią wielkobazową (Very Long Baseline Interferometry – VLBI) do tworzenia jednych z najostrzejszych obrazów w astronomii. Technika ta – która cyfrowo łączy sygnały z radioteleskopów z całego świata, tworząc pojedynczy „wirtualny” teleskop wielkości Ziemi – umożliwiła już wykonanie pierwszych zdjęć czarnej dziury.

Oprócz wyzwań technicznych związanych z obsługą teleskopu wielkości Ziemi, Teleskop Horyzontu Zdarzeń musi zerkać przez atmosferę Ziemi. Zakłóca ona sygnały radiowe zbierane przez EHT i ogranicza obserwacje tylko do najjaśniejszych obiektów w kosmosie.

Technika FPT została wcześniej zaproponowana jako rozwiązanie ograniczeń związanych z atmosferą Ziemi. Została ona opracowana dla VLBI i sprawdzona na dłuższych falach przez Korean VLBI Network, która również była uczestnikiem eksperymentu.

FPT wykorzystuje obserwacje wykonane przy jednej długości fali światła do pomiaru ilości danych, które atmosfera zakłóciła, a następnie wykorzystuje te informacje do ich dekodowania wykorzystując inną długość fali światła. Dzięki tej możliwości Teleskop Horyzontu Zdarzeń może wykonywać dłuższe ekspozycje, a tym samym obserwować słabsze obiekty.

Poprzednie badania wykazały, że technika FPT działa dobrze dla długich fal świetlnych, ale nigdy nie była testowana dla krótkich, na które obserwuje EHT.

.Chociaż technika jest obiecującą drogą do poprawy czułości Teleskopu Horyzontu Zdarzeń, jest ona trudna do wprowadzenia – aby dany teleskop mógł korzystać z FPT, musi być w stanie obserwować co najmniej dwie długości fali światła jednocześnie. Takie możliwości nie są powszechne wśród radioteleskopów uczestniczących w programie, z których większość może obserwować tylko jedną długość na raz.

Oprac. EG