Λεζάντα: Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το quasar 3C 279. Kornmesser
Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων έχει παρατηρήσει την καρδιά ενός μακρινού κβάζαρ με άνευ προηγουμένου ευκρίνεια, δύο εκατομμύρια φορές καλύτερη από την ανθρώπινη όραση. Οι παρατηρήσεις που έγιναν συνδέοντας το τηλεσκόπιο Atacama Pathfinder Experiment (APEX) σε δύο άλλες σε διαφορετικές ηπείρους για πρώτη φορά, είναι ένα κρίσιμο βήμα προς τον δραματικό επιστημονικό στόχο του έργου "Event Horizon Telescope": απεικόνιση των υπερμεγέθων μαύρων οπών στο κέντρο του δικού μας γαλαξία και άλλων.
Οι αστρονόμοι συνέδεσαν το APEX στη Χιλή με το Submillimeter Array (SMA) στη Χαβάη των ΗΠΑ και το Submillimeter Telescope (SMT) στην Αριζόνα των ΗΠΑ. Ήταν σε θέση να κάνουν την πιο ευκρινή άμεση παρατήρηση ποτέ του κέντρου ενός απομακρυσμένου γαλαξία, του φωτεινού κβάζαρ 3C 279, που περιέχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με μάζα περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές από τον Ήλιο, και είναι τόσο μακριά από τη Γη που είναι Το φως χρειάστηκε πάνω από 5 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε μας. Το APEX είναι μια συνεργασία μεταξύ του Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), του Διαστημικού Παρατηρητηρίου Onsala (OSO) και του ESO. Το APEX λειτουργεί από την ESO.
Τα τηλεσκόπια συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας μια τεχνική γνωστή ως πολύ μακρά βασική ιντερφερομετρία (VLBI). Τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια μπορούν να κάνουν πιο έντονες παρατηρήσεις και η ιντερφερόμετρη επιτρέπει σε πολλά τηλεσκόπια να ενεργούν σαν ένα τηλεσκόπιο τόσο μεγάλο όσο το διαχωρισμό - ή "βασική γραμμή" μεταξύ τους. Χρησιμοποιώντας το VLBI, οι πιο έντονες παρατηρήσεις μπορούν να επιτευχθούν κάνοντας το διαχωρισμό μεταξύ των τηλεσκοπίων όσο το δυνατόν μεγαλύτερο. Για τις παρατηρήσεις τους στο κβάζαρ, η ομάδα χρησιμοποίησε τα τρία τηλεσκόπια για να δημιουργήσει ένα συμβολόμετρο με διηπειρωτικά μήκη βάσης 9447 χλμ. Από τη Χιλή στη Χαβάη, 7174 χλμ. Από τη Χιλή στην Αριζόνα και 4627 χλμ από την Αριζόνα έως τη Χαβάη. Η σύνδεση του APEX στη Χιλή με το δίκτυο ήταν κρίσιμη, καθώς συνέβαλε στις μεγαλύτερες γραμμές βάσης.
Οι παρατηρήσεις έγιναν σε ραδιοκύματα με μήκος κύματος 1,3 χιλιοστά. Αυτή είναι η πρώτη φορά που παρατηρήσεις σε μήκος κύματος τόσο σύντομες όσο έγιναν χρησιμοποιώντας τόσο μεγάλες γραμμές βάσης. Οι παρατηρήσεις πέτυχαν μια ευκρίνεια, ή γωνιακή ανάλυση, μόλις 28 microarcseconds - περίπου 8 δισεκατομμυριοστά του βαθμού. Αυτό αντιπροσωπεύει την ικανότητα διάκρισης των λεπτομερειών, εκπληκτικά δύο εκατομμύρια φορές πιο ευκρινείς από την ανθρώπινη όραση. Παρατηρήσεις αυτή η αιχμηρή μπορεί να ανιχνεύσει κλίμακες μικρότερες από ένα έτος φωτός σε ολόκληρο το κβάζαρ - ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα για έναν στόχο που απέχει δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Οι παρατηρήσεις αντιπροσωπεύουν ένα νέο ορόσημο για την απεικόνιση υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και των περιοχών γύρω από αυτές. Στο μέλλον προγραμματίζεται να συνδέσετε ακόμη περισσότερα τηλεσκόπια με αυτόν τον τρόπο για να δημιουργήσετε το λεγόμενο Τηλεσκόπιο Event Horizon. Το Τηλεσκόπιο Event Horizon θα μπορεί να απεικονίσει τη σκιά της υπερμεγέθης μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας, καθώς και άλλων σε κοντινούς γαλαξίες. Η σκιά - μια σκοτεινή περιοχή που φαίνεται σε ένα πιο φωτεινό φόντο - προκαλείται από την κάμψη του φωτός από τη μαύρη τρύπα και θα ήταν η πρώτη άμεση απόδειξη παρατήρησης για την ύπαρξη ενός ορίζοντα γεγονότος μιας μαύρης τρύπας, το όριο από το οποίο ούτε καν φως μπορεί να δραπετεύσει.
Το πείραμα σηματοδοτεί την πρώτη φορά που το APEX συμμετείχε στις παρατηρήσεις του VLBI και είναι το αποκορύφωμα τριών ετών σκληρής δουλειάς στο χώρο μεγάλου υψομέτρου του APEX στο οροπέδιο 5000 μέτρων του Chajnantor στις Χιλιές Άνδεις, όπου η ατμοσφαιρική πίεση είναι μόνο περίπου το μισό αυτό στο επίπεδο της θάλασσας. Για να προετοιμάσουν το APEX για το VLBI, επιστήμονες από τη Γερμανία και τη Σουηδία εγκατέστησαν νέα συστήματα ψηφιακής απόκτησης δεδομένων, ένα πολύ ακριβές ατομικό ρολόι και συσκευές εγγραφής δεδομένων υπό πίεση ικανές να καταγράφουν 4 gigabit ανά δευτερόλεπτο για πολλές ώρες υπό δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα δεδομένα - 4 terabyte από κάθε τηλεσκόπιο - στάλθηκαν στη Γερμανία σε σκληρούς δίσκους και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία στο Max Planck Institute for Radio Astronomy στη Βόννη.
Η επιτυχής προσθήκη του APEX είναι επίσης σημαντική για έναν άλλο λόγο. Μοιράζεται τη θέση του και πολλές πτυχές της τεχνολογίας του με το νέο τηλεσκόπιο Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Η ALMA είναι υπό κατασκευή και τελικά θα αποτελείται από 54 πιάτα με την ίδια διάμετρο 12 μέτρων με το APEX, συν 12 μικρότερα πιάτα με διάμετρο 7 μέτρων. Επί του παρόντος μελετάται η δυνατότητα σύνδεσης του ALMA στο δίκτυο. Με την εξαιρετικά αυξημένη περιοχή συλλογής των πιάτων της ALMA, οι παρατηρήσεις θα μπορούσαν να επιτύχουν 10 φορές καλύτερη ευαισθησία από αυτές τις αρχικές δοκιμές. Αυτό θα έδινε τη σκιά της υπερμεγέθης μαύρης τρύπας του Γαλαξία για μελλοντικές παρατηρήσεις.
