Hi-Tech

Астрономы предложили идею, как получить еще более четкие изображения черной дыры

Теперь другая группа ученых, состоящая из астрономов нидерландского Университета Неймегена и специалистов Европейского космического агентства (ЕКА), поставила перед собой цель – получить еще более четкие изображения черной дыры, которые позволят проверить общую теорию относительности Эйнштейна. Чуть более месяца назад международная группа астрофизиков проекта Event Horizon Telescope (EHT), в рамках которого ученые объединили несколько радиотелескопов в разных точках планеты для создания огромного виртуального радиоинтерферометра размером с Землю, опубликовала первую в истории фотографию черной дыры. Их идея принята к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Исследователи предложили концепт, который, по их мнению, позволит решить эту задачу.

Исследователи провели компьютерные симуляции, которые показывают, насколько более детализированными можно будет получить снимки черной дыры Стрелец А, которая находится в центре нашей галактики и стала целью наземного виртуального телескопа EHT. Концепт европейских ученых, получивший название Event Horizon Imager (EHI), предполагает размещение на круговой орбите вокруг Земли двух или трех спутников.

В пять раз более четкие изображения

«Есть множество преимуществ использования спутников вместо стационарных радиотелескопов на Земле, таких, как тот же Event Horizon Telescope (EHT)», — говорит Фрик Рулофс PhD кандидат Университета Неймегена и ведущий автор новой статьи.

Кроме того, расстояние между телескопами в космосе может быть еще больше. «В космосе вы можете проводить наблюдения на более высоких радиочастотах, поскольку на Земле они фильтруются атмосферой планеты. Мы сможем получить изображения, которые по качеству будут в пять раз выше, чем качество изображений, которые можно получить с помощью EHT», — добавляет ученый. Это позволит нам сделать большой шаг вперед.

Возможность получить более четкие изображения черной дыры позволят собрать больше информации, которая пригодится для более точной проверки общей теории относительности Эйнштейна.

«Тот факт, что спутники будут двигаться по орбите вокруг Земли также предоставит нам дополнительные преимущества», — комментирует профессор радиоастрономии Хейно Фальке.

Если в реальности существуют некоторые несоответствия теории Эйнштейна, мы сможем их увидеть». «Благодаря этому вы сможете получить практически идеальные изображения и рассмотреть настоящие детали черной дыры.

Речь в последнем случае идет о центральной черной дыре нашей галактики, Стрелец А, а также центральной черной дыре M87 массивной эллиптической галактики Messier 87, расположенной в созвездии Девы. По словам исследователей, EHI сможет получить изображения пяти дополнительных черных дыр, которые по размерам меньше, чем те, которые исследует виртуальный наземный телескоп EHT.

В космосе разрешение EHI будет в пять раз выше, чем у наземного виртуального телескопа EHT. Изображение черных дыр можно будет получить при еще более высоком уровне детализации. На изображении в верхнем левом углу показан снимок черной дыры Стрелец А, каким ее увидел EHT при частоте 230 ГГц. Справа вверху отображена ее компьютерная модель. В левом нижнем углу показана модель Стрельца А при наблюдениях на частоте 690 ГГц. Справа внизу показано изображение компьютерной модели, каким ее может увидеть космический виртуальный телескоп EHI

Технологический вызов

Для этого они обратились к ранее разработанным моделям поведения плазмы и излучения вокруг черной дыры. Исследователи смоделировали изображения, которые можно было бы получить при использовании различных технологий визуализации.

«С научной точки зрения модели выглядят очень многообещающими, однако предстоит преодолеть несколько технологических сложностей, чтобы добиться такого результата в реальности», — комментирует Рулофс.

Для оценки технической возможности осуществления проекта по созданию космического виртуального телескопа EHI астрономы объединили усилия со специалистами Европейского центра космических исследований и технологий (ЭСТЕК), созданного ЕКА.

Но мы считаем, что проект действительно осуществим», — комментирует Владимир Кудряшов из радиолаборатории Университета Неймегена, который также сотрудничает с ЭСТЕК. «Этот концепт требует очень точного расчета положения и скоростей космических спутников.

Специалисты отмечают, что также важно учесть то, как ученые смогут получать собираемые спутниками данные.

Такой подход, конечно же, неприменим к космосу», — говорит Кудряшов. «Данные с наземного виртуального телескопа EHT записывались на жесткие диски, а затем с помощью самолета перевозились в центр дешифровки.

При этом часть собираемых данных будет обрабатываться непосредственно на борту самих спутников, после чего передаваться на Землю для дальнейшего анализа. Ученые предлагают для передачи данных использовать лазеры.

«Подобные технологии в космосе уже используются», — добавляет Кудряшов.

Гибридная система

Однако ученые рассматривают возможность использования и своеобразной гибридной системы, в которой будут объединяться в единую сеть мощности виртуального наземного телескопа EHT и орбитального EHI. В своей основе идея специалистов ЕКА и Университета Неймегена предполагает независимую работу виртуального космического телескопа EHI.

«Использование подобной гибридной системы может обеспечить нам возможность создания динамического изображения черной дыры, а также рассмотреть еще более слабые источники радиоизлучения в прилегающей области объекта», — подытоживает Фальке.

Обсудить новость можно в нашем Telegram-чате.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть