moisav (moisav) wrote,
moisav
moisav

Category:

В Гренландию за черными дырами.

Специалисты  наверняка в курсе, но я о проекте гренландского субмиллиметрового телескопа узнал только из этой недавней заметки:
Greenland Telescope (GLT) Project: "A Direct Confirmation of Black Hole with Submillimeter VLBI"
M. Nakamura et al.
arXiv:1310.1665

Действительно, если уже стоят телескопы в Антарктиде, то чем Арктика хуже?

Но в начале - об истории вопроса.

Большинство астрономов давно не сомневаются в наличии сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, споры идут в основном только об уточнении их массы (см пост об этом). Но хочется красивого и наглядного подтверждения. И им может стать "портрет" черной дыры - тень от нее на фоне яркого источника. Примерно так:
green1

Проблема в очень малых угловых размерах. В ближайшей перспективе есть только два кандидата для изучения:
(1) центр Нашей Галактики (об измерении массы ЧД см. здесь), при массе в 4 млн. солнечных, диаметр тени от ЧД будет около 50 микросекунд дуги (около 2.5 шварцшильдовских)
(2) одна из ближайших активных галактик - Мессье 87 (Дева А). Находится дальше, но зато и масса ЧД в тысячу раз больше, так что тень будет почти такой же - 42 микросекунды. Очень яркий радиоисточник, можно изучать на относительно небольших телескопах

До недавнего времени столь высокое угловое разрешение было недоступно. Формально говоря, российский космический радиотелескоп-интерферометр Радиоастрон, работая в связки с наземными инструментами, отходя на максимальную базу (350 000 км), может этого достичь. На конференциях разработчики говорят о разрешении "до 10 микросекунд" (PDF в проверку).

Но реальность сложнее. Во-первых, одно дело - формально подсчитать, а другое - получить интерференцию с такой гигантской базой, да еще на самых коротких волнах. В единственной пока рецензируемой публикации российской команды лучший результат на 1.35 см - 80 микросекунд (водяной мазер в Нашей Галактике) и 500 микросекунд на волне 6.2 см для активного ядра блазара 0716+71 (еще дают оценку, что размер основания джета - не более 70 микросек, но это уже модельный параметр). Есть куда улучшать, но все равно, не хватает (о неофициальном рекорде - см. ниже).
Во-вторых, сантиметровые волны сильно рассеиваются вблизи горизонта событий ЧД, возможно, там просто не будет "тени". В результате, если до запуска "Радиоастрона" представители АКЦ ФИАН иговорили о том, что одна из ключевых задач - увидеть горизонт событий черной дыры в М87, то после успешного запуска аппарата об этом
слышно все меньше. Недавно с удивлением узнал, что теперь это - одна из ключевых задач проекта "Миллиметрон"

Действительно, на более коротких, миллиметровых и субмм волнах, картинка должна быть отчетливее. Но здесь долго не удавалось делать синтез изображения по данным телескопов, удаленных на тысячи километров. Чисто технически сложно, так как высокие частоты (в оптике-ИК так вообще интерферометрия десятками метров ограничивается). В то время, как на сантиметровых волнах давно уже работают системы синтеза со сверхдлинными базами, т.е. "телескоп, размером с Землю" (что и обеспечило успех Радиострона).

Тем не менее, прогресс не стоит на месте и не так давно начала работать система с громким названием "Телескоп Горизонта событий" (Event Horizon Telescope). Наблюдения на коротких волнах (1.3 мм), поэтому для того, чтобы достичь того же разрешения, что у "Радиострона" не надо уходит в космос - раз длина волны в 10 раз меньше, то и базы требуется во столько же короче. В прошлом году, в статье в Science они похвастались, что получили на базе Гавайи- Аризона-Калифорния уверенные измерения размера центральной области М87 в 40 микросекунд. Говорят, что рекорд бурно праздновали, правда на весенней конференции в ИНАСАН команда "Радиоастрона" заявила о своем новом рекорде - 27 микросекунд, с чем, вроде как согласились в EHT. Но две тонкости - результат EHT опубликован, хотя там еще нет четкой картинки, лишь подгонка моделью. А результат Спектр-Р (возможно, так и картинка построена) еще ждет публикации...

Но я отклонился от изначальной темы. Итак, наземные наблюдения со сверхвысоким разрешением на миллиметровых волнах стали возможными, дело за увеличением расстояний между телескопами. И устанавливать их надо там, где на волнах   меньше поглощение паров воды. Поэтому  массив телескопов ALMA, о котором уже не раз писал и поставили в высокогорной чилийской пустыне. Но над ледяным щитом Гренландии, при высоте в 3 км, да температуре -50 С,  в воздухе воды тоже не много. Туда и планируют поставить 12-метровый радиотелескоп, перевезя его из теплой Нью-Мексики, по дороге модернизирую для работы в Арктике:
green2

Работая совместно с ALMA и Гавайями на базе 9000 км, участники проекта надеются увидеть-таки "черноту черной дыры". Вот как это выглядит в предварительных расчетах, учитывающих принятые сейчас параметры ЧД в Деве А. Показаны ожидаемые картинки для длин волн 0.7 и 1.3 мм:
green3
Насколько ожидания совпадут с реальностью - узнаем после 2015-2016 гг., когда телескоп приступит к наблюдениям. Либо другие успеют раньше :)
Tags: астро, космические железки, научпоп
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment