Астрономи запропонували ідею, як отримати ще більш чіткі зображення чорної діри

Трохи більше місяця тому міжнародна групаастрофізиків проекту Event Horizon Telescope (EHT), в рамках якого вчені об'єднали кілька радіотелескопів в різних точках планети для створення величезного віртуального радіоінтерферометра розміром з Землю, опублікувала першу в історії фотографію чорної діри. Тепер інша група вчених, що складається з астрономів нідерландського Університету Неймегена і фахівців Європейського космічного агентства (ЄКА), поставила перед собою мету - отримати ще більш чіткі зображення чорної діри, які дозволять перевірити загальну теорію відносності Ейнштейна. Дослідники запропонували концепт, який, на їхню думку, дозволить вирішити цю задачу. Їх ідея прийнята до публікації в журналі Astronomy & Astrophysics.

Концепт європейських вчених, що отримав назвуEvent Horizon Imager (EHI), передбачає розміщення на круговій орбіті навколо Землі двох або трьох супутників. Дослідники провели комп'ютерні симуляції, які показують, наскільки більш деталізованими можна буде отримати знімки чорної діри Стрілець А, яка знаходиться в центрі нашої галактики і стала метою наземного віртуального телескопа EHT.

У п'ять разів чіткіші зображення

«Є безліч переваг використаннясупутників замість стаціонарних радіотелескопів на Землі, таких, як той же Event Horizon Telescope (EHT) », - каже Фрік Рулофс PhD кандидат Університету Неймегена і провідний автор нової статті.

«У космосі ви можете проводити спостереження набільш високих радіочастотах, оскільки на Землі вони фільтруються атмосферою планети. Крім того, відстань між телескопами в космосі може бути ще більше. Це дозволить нам зробити великий крок вперед. Ми зможемо отримати зображення, які за якістю будуть в п'ять разів вище, ніж якість зображень, які можна отримати за допомогою EHT », - додає вчений.

Можливість отримати більш чіткі зображення чорної діри дозволять зібрати більше інформації, яка стане в нагоді для більш точної перевірки загальної теорії відносності Ейнштейна.

«Той факт, що супутники будуть рухатися по орбіті навколо Землі також надасть нам додаткові переваги», - коментує професор радіоастрономії Хейно Фальке.

«Завдяки цьому ви зможете отримати практичноідеальні зображення і розглянути справжні деталі чорної діри. Якщо в реальності існують деякі невідповідності теорії Ейнштейна, ми зможемо їх побачити ».

За словами дослідників, EHI зможе отриматизображення п'яти додаткових чорних дір, які за розмірами менше, ніж ті, які досліджує віртуальний наземний телескоп EHT. Мова в останньому випадку йде про центральну чорну діру нашої галактики, Стрілець А, а також центральної чорної діри M87 масивної еліптичної галактики Messier 87, розташованої в сузір'ї Діви.

У космосі дозвіл EHI буде в п'ять разів вище,ніж у наземного віртуального телескопа EHT. Зображення чорних дір можна буде отримати при ще більш високому рівні деталізації. На зображенні у верхньому лівому кутку показаний знімок чорної діри Стрілець А, яким її побачив EHT при частоті 230 ГГц. Справа вгорі відображена її комп'ютерна модель. У лівому нижньому кутку показана модель Стрільця А при спостереженнях на частоті 690 ГГц. Справа внизу показано зображення комп'ютерної моделі, яким її може побачити космічний віртуальний телескоп EHI

технологічний виклик

Дослідники змоделювали зображення, якіможна було б отримати при використанні різних технологій візуалізації. Для цього вони звернулися до раніше розробленим моделям поведінки плазми і випромінювання навколо чорної діри.

«З наукової точки зору моделі виглядають дуже багатообіцяючими, проте належить подолати кілька технологічних складнощів, щоб домогтися такого результату в реальності», - коментує Рулофс.

Для оцінки технічної можливості здійсненняпроекту зі створення космічного віртуального телескопа EHI астрономи об'єднали зусилля з фахівцями Європейського центру космічних досліджень і технологій (Естеко), створеного ЄКА.

«Цей концепт вимагає дуже точного розрахункуположення і швидкостей космічних супутників. Але ми вважаємо, що проект дійсно здійснимо », - коментує Володимир Кудряшов з радіолабораторії Університету Неймегена, який також співпрацює з Естеко.

Фахівці відзначають, що також важливо врахувати те, як вчені зможуть отримувати збираються супутниками дані.

«Дані з наземного віртуального телескопа EHTзаписувалися на жорсткі диски, а потім за допомогою літака перевозилися в центр дешифрування. Такий підхід, звичайно ж, не застосуємо до космосу », - говорить Кудряшов.

Вчені пропонують для передачі данихвикористовувати лазери. При цьому частина зібраних даних буде оброблятися безпосередньо на борту самих супутників, після чого передаватися на Землю для подальшого аналізу.

«Подібні технології в космосі вже використовуються», - додає Кудряшов.

гібридна система

У своїй основі ідея фахівців ЄКА іУніверситету Неймегена передбачає незалежну роботу віртуального космічного телескопа EHI. Однак вчені розглядають можливість використання і своєрідною гібридної системи, в якій будуть об'єднуватися в єдину мережу потужності віртуального наземного телескопа EHT і орбітального EHI.

«Використання подібної гібридної системи можезабезпечити нам можливість створення динамічного зображення чорної діри, а також розглянути ще більш слабкі джерела радіовипромінювання в прилеглій області об'єкта », - підсумовує Фальке.

Обговорити новину можна в нашому Telegram-чаті.