Τεχνολογία

Οι αστρονόμοι πρότειναν μια ιδέα πώς να αποκτήσετε ακόμα πιο σαφείς εικόνες μιας μαύρης τρύπας.

Μόλις πριν από ένα μήνα, μια διεθνής ομάδαΟι αστροφυσικοί του έργου Telescope Horizon Event (EHT), στο οποίο οι επιστήμονες συνένωσαν διάφορα ραδιοτηλεσκόπια σε διάφορα μέρη του κόσμου για να δημιουργήσουν ένα τεράστιο εικονικό ραδιοτερμετρικό συμβολόμετρο μεγέθους της Γης, δημοσίευσαν την πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας στην ιστορία. Τώρα, μια άλλη ομάδα επιστημόνων, που αποτελείται από αστρονόμους από το Πανεπιστήμιο του Nijmegen στην Ολλανδία και από ειδικούς του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), έθεσε ως στόχο να αποκτήσει ακόμα πιο σαφή εικόνα της μαύρης τρύπας που θα επιτρέψει τη δοκιμή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Οι ερευνητές πρότειναν μια ιδέα που, κατά τη γνώμη τους, θα λύσει αυτό το πρόβλημα. Η ιδέα τους είναι αποδεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics.

Η έννοια των ευρωπαίων επιστημόνων, που ονομάζεταιΤο Event Horizon Imager (EHI) περιλαμβάνει την τοποθέτηση δύο ή τριών δορυφόρων σε μια κυκλική τροχιά γύρω από τη Γη. Οι ερευνητές διεξήγαγαν προσομοιώσεις ηλεκτρονικών υπολογιστών που δείχνουν πόση λεπτομερέστερη εικόνα της μαύρης τρύπας Τοξότης Α μπορεί να ληφθεί, η οποία βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας και έχει γίνει ο στόχος του εικονικού τηλεσκοπίου εδάφους EHT.

Πέντε εντονότερες εικόνες

"Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα στη χρήσηδορυφόρους αντί για σταθερά ραδιοτηλεσκόπια στη Γη, όπως το ίδιο Τηλεσκόπιο Horizon Event (EHT), "λέει ο υποψήφιος PhD Roelofs PhD στο Πανεπιστήμιο του Nijmegen και επικεφαλής συγγραφέας του νέου άρθρου.

"Στο διάστημα, μπορείτε να κάνετε παρατηρήσειςυψηλότερες ραδιοσυχνότητες, διότι στη Γη φιλτράρονται από την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Επιπλέον, η απόσταση μεταξύ των τηλεσκοπίων στο διάστημα μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτερη. Αυτό θα μας επιτρέψει να κάνουμε ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός. Θα είμαστε σε θέση να φέρουμε εικόνες που θα είναι πέντε φορές υψηλότερες σε ποιότητα από την ποιότητα των εικόνων που μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας το EHT ", προσθέτει ο επιστήμονας.

Η ικανότητα να έχουμε σαφέστερες εικόνες μιας μαύρης τρύπας θα μας επιτρέψει να συγκεντρώσουμε περισσότερες πληροφορίες, οι οποίες είναι χρήσιμες για πιο ακριβείς δοκιμές της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

"Το γεγονός ότι οι δορυφόροι θα περιστρέφονται γύρω από τη Γη θα μας προσφέρει επιπλέον πλεονεκτήματα", λέει ο Heino Falke, καθηγητής ραδιοαστρονομίας.

"Χάρη σε αυτό, μπορείτε να πάρετε σχεδόντέλειες εικόνες και να εξετάσει τις πραγματικές λεπτομέρειες της μαύρης τρύπας. Αν στην πραγματικότητα υπάρχουν κάποιες ασυνέπειες της θεωρίας του Αϊνστάιν, θα μπορέσουμε να τις δούμε ».

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το EHI θα είναι σε θέση να πάρειεικόνες πέντε πρόσθετων μαύρων τρυπών που είναι μικρότερου μεγέθους από αυτές που διερευνώνται από το εικονικό επίγειου τηλεσκοπίου EHT. Η ομιλία στην τελευταία περίπτωση αφορά την κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία μας, τον Τοξότη Α, καθώς και την κεντρική μαύρη τρύπα M87 του μαζικού ελλειπτικού γαλαξία Messier 87, που βρίσκεται στον αστερισμό Παρθένο.

Στο διάστημα, το ψήφισμα EHI θα είναι πέντε φορές υψηλότεροαπό το επίγειο εικονικό τηλεσκόπιο EHT. Η εικόνα των μαύρων τρυπών μπορεί να επιτευχθεί με ακόμη μεγαλύτερο επίπεδο λεπτομέρειας. Η εικόνα στην επάνω αριστερή γωνία δείχνει ένα στιγμιότυπο της Μαύρης Τρύπας Τοξότη, πώς το είδε το EHT στα 230 GHz. Το μοντέλο του υπολογιστή εμφανίζεται στην πάνω δεξιά γωνία. Στην κάτω αριστερή γωνία, το μοντέλο Strelets A εμφανίζεται όταν παρατηρείται σε συχνότητα 690 GHz. Το κάτω δεξιά δείχνει την εικόνα ενός μοντέλου υπολογιστή, πώς μπορεί να δει το εικονικό τηλεσκόπιο χώρου EHI

Τεχνολογική πρόκληση

Οι ερευνητές μοντελοποίησαν τις εικόνες αυτούμπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση διαφορετικών τεχνολογιών οπτικοποίησης. Για να γίνει αυτό, στράφηκαν στα προηγουμένως αναπτυγμένα μοντέλα της συμπεριφοράς πλάσματος και της ακτινοβολίας γύρω από μια μαύρη τρύπα.

"Από επιστημονικής άποψης, τα μοντέλα φαίνονται πολύ ελπιδοφόρα, αλλά αρκετές τεχνολογικές δυσκολίες πρέπει να ξεπεραστούν προκειμένου να επιτευχθεί ένα τέτοιο αποτέλεσμα στην πραγματικότητα", σχολιάζει ο Roelofs.

Αξιολόγηση της τεχνικής σκοπιμότητας τουΤο έργο για τη δημιουργία του εικονικού τηλεσκοπίου Space EHI, οι αστρονόμοι έχουν ενώσει τις δυνάμεις τους με ειδικούς του Ευρωπαϊκού Κέντρου Ερευνών και Τεχνολογίας Διαστήματος (ESTEC), που δημιουργήθηκε από την ESA.

"Αυτή η έννοια απαιτεί έναν πολύ ακριβή υπολογισμότη θέση και την ταχύτητα των διαστημικών δορυφόρων. Πιστεύουμε όμως ότι το έργο είναι πραγματικά εφικτό », σχολιάζει ο Βλαντιμίρ Κουντσασόφωφ από το ραδιοεργαστήριο του Πανεπιστημίου του Nijmegen, το οποίο συνεργάζεται επίσης με το ESTEC.

Οι ειδικοί σημειώνουν ότι είναι επίσης σημαντικό να εξεταστεί ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες θα μπορούν να λαμβάνουν δεδομένα που συλλέγονται από τους δορυφόρους.

"Δεδομένα από το εικονικό τηλεσκόπιο εδάφους EHTΚαταγράφηκαν σε σκληρούς δίσκους και στη συνέχεια μεταφέρθηκαν στο κέντρο αποκρυπτογράφησης με τη βοήθεια ενός αεροπλάνου. Μια τέτοια προσέγγιση, βέβαια, δεν ισχύει για το διάστημα ", λέει ο Kudryashov.

Οι επιστήμονες προτείνουν τη μεταφορά δεδομένωνχρησιμοποιήστε λέιζερ. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος των δεδομένων που συλλέγονται θα υποβληθεί απευθείας σε επεξεργασία στους ίδιους τους δορυφόρους και στη συνέχεια θα μεταφερθεί στη Γη για περαιτέρω ανάλυση.

"Παρόμοιες τεχνολογίες στο διάστημα χρησιμοποιούνται ήδη," προσθέτει ο Kudryashov.

Υβριδικό σύστημα

Στον πυρήνα της, η ιδέα του ESA και τουΤο Πανεπιστήμιο του Nijmegen αναλαμβάνει την ανεξάρτητη λειτουργία του τηλεσκοπίου εικονικού διαστήματος EHI. Ωστόσο, οι επιστήμονες εξετάζουν τη δυνατότητα χρήσης ενός είδους υβριδικού συστήματος στο οποίο θα ενώσουν σε ένα ενιαίο δίκτυο τη δύναμη του εικονικού επίγειου τηλεσκοπίου EHT και του τροχιακού EHI.

"Η χρήση ενός τέτοιου υβριδικού συστήματος μπορείγια να μπορέσουμε να δημιουργήσουμε μια δυναμική εικόνα μιας μαύρης τρύπας, καθώς και να εξετάσουμε ακόμη πιο αδύναμες πηγές εκπομπής ραδιοσυχνοτήτων στην παρακείμενη περιοχή του αντικειμένου ", καταλήγει ο Falke.

Μπορείτε να συζητήσετε τα νέα στην Τηλεδιάσκεψη μας.