Event Horizon Telescope -Event Horizon Telescope
![]() | |
![]() | |
Alternative navne | EHT ![]() |
---|---|
Internet side |
eventhorizontelescope |
Teleskoper |
Atacama Large Millimeter Array Atacama Pathfinder Experiment Heinrich Hertz Submillimeter Telescope IRAM 30m teleskop James Clerk Maxwell Telescope Large Millimeter Telescope South Pole Telescope Submillimeter Array ![]() |
![]() | |
Event Horizon Telescope ( EHT ) er et stort teleskoparray bestående af et globalt netværk af radioteleskoper . EHT-projektet kombinerer data fra flere meget lang-baseline interferometri (VLBI) stationer rundt om Jorden, som danner et kombineret array med en vinkelopløsning, der er tilstrækkelig til at observere objekter på størrelse med et supermassivt sort huls begivenhedshorisont . Projektets observationsmål omfatter de to sorte huller med den største vinkeldiameter som observeret fra Jorden: det sorte hul i centrum af den supergigantiske elliptiske galakse Messier 87 (M87*, udtales "M87-Star") og Sagittarius A* (Sgr A*, udtales "Sagittarius A-Star") i midten af Mælkevejen .
Event Horizon Telescope-projektet er et internationalt samarbejde, der blev lanceret i 2009 efter en lang periode med teoretisk og teknisk udvikling. På teorisiden udviklede arbejdet med fotonbanen og de første simuleringer af, hvordan et sort hul ville se ud, til forudsigelser af VLBI-billeddannelse for det sorte hul i Galaktisk Center, Sgr A*. Tekniske fremskridt inden for radioobservation bevægede sig fra den første detektering af Sgr A*, gennem VLBI ved progressivt kortere bølgelængder, hvilket i sidste ende førte til detektering af horisontskalastruktur i både Sgr A* og M87. Samarbejdet omfatter nu over 300 medlemmer, 60 institutioner, der arbejder i over 20 lande og regioner.
Det første billede af et sort hul, i centrum af galaksen Messier 87, blev offentliggjort af EHT Collaboration den 10. april 2019 i en serie på seks videnskabelige publikationer. Arrayet foretog denne observation ved en bølgelængde på 1,3 mm og med en teoretisk diffraktionsbegrænset opløsning på 25 mikrobuesekunder . I marts 2021 præsenterede Samarbejdet for første gang et polariseret-baseret billede af det sorte hul, som kan hjælpe bedre med at afsløre de kræfter, der giver anledning til kvasarer . Fremtidige planer involverer at forbedre arrayets opløsning ved at tilføje nye teleskoper og ved at tage kortere bølgelængdeobservationer. Den 12. maj 2022 afslørede astronomer det første billede af det supermassive sorte hul i centrum af Mælkevejen, Sagittarius A* .
Teleskop array


EHT er sammensat af mange radioobservatorier eller radioteleskopfaciliteter rundt om i verden, der arbejder sammen om at producere et højfølsomt teleskop med høj vinkelopløsning. Gennem teknikken med meget-lang-baseline interferometri (VLBI) kan mange uafhængige radioantenner adskilt af hundreder eller tusinder af kilometer fungere som et phased array, et virtuelt teleskop, som kan peges elektronisk med en effektiv blænde, som er diameteren på hele planeten, hvilket væsentligt forbedrer dens vinkelopløsning. Indsatsen omfatter udvikling og implementering af submillimeter dobbeltpolariseringsmodtagere, meget stabile frekvensstandarder for at muliggøre meget lang baseline interferometri ved 230-450 GHz, højere båndbredde VLBI backends og optagere, samt idriftsættelse af nye submillimeter VLBI sites.
Hvert år siden den første datafangst i 2006, er EHT-arrayet flyttet for at tilføje flere observatorier til sit globale netværk af radioteleskoper. Det første billede af Mælkevejens supermassive sorte hul, Sagittarius A*, forventedes at blive produceret ud fra data taget i april 2017, men fordi der ikke er nogen flyvninger ind eller ud af Sydpolen under den australske vinter (april til oktober), det fulde datasæt kunne først behandles i december 2017, hvor forsendelsen af data fra South Pole Telescope ankom.
Data indsamlet på harddiske transporteres med kommercielle fragtfly (en såkaldt sneakernet ) fra de forskellige teleskoper til MIT Haystack Observatory og Max Planck Institute for Radio Astronomy, hvor dataene krydskorreleres og analyseres på en grid-computer lavet fra omkring 800 CPU'er alle forbundet via et 40 Gbit/s netværk.
På grund af COVID-19-pandemien, vejrmønstre og himmelmekanik blev 2020-observationskampagnen udskudt til marts 2021.
Messier 87*


Event Horizon Telescope Collaboration annoncerede sine første resultater på seks samtidige pressekonferencer verden over den 10. april 2019. Annonceringen indeholdt det første direkte billede af et sort hul, som viste det supermassive sorte hul i midten af Messier 87, betegnet M87*. De videnskabelige resultater blev præsenteret i en serie på seks artikler offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters . Roterende sort hul i urets retning blev observeret i 6σ-området .
Billedet gav en test for Albert Einsteins generelle relativitetsteori under ekstreme forhold. Undersøgelser har tidligere testet generel relativitet ved at se på stjerners og gasskyers bevægelser nær kanten af et sort hul. Et billede af et sort hul bringer imidlertid observationer endnu tættere på begivenhedshorisonten. Relativitet forudsiger et mørkt skyggelignende område, forårsaget af gravitationsbøjning og lysindfangning, som matcher det observerede billede. Det offentliggjorte papir siger: "Samlet set er det observerede billede i overensstemmelse med forventningerne til skyggen af et roterende Kerr-sort hul som forudsagt af den generelle relativitetsteori." Paul TP Ho, EHT-bestyrelsesmedlem, sagde: "Når vi var sikre på, at vi havde afbildet skyggen, kunne vi sammenligne vores observationer med omfattende computermodeller, der inkluderer fysikken i forvrænget rum, overophedet stof og stærke magnetiske felter. Mange af funktionerne af det observerede billede matcher vores teoretiske forståelse overraskende godt."
Billedet gav også nye mål for massen og diameteren af M87*. EHT målte det sorte huls masse til at være6,5 ± 0,7 milliarder solmasser og målte diameteren af dens begivenhedshorisont til at være cirka 40 milliarder kilometer (270 AU; 0,0013 pc; 0,0042 ly), cirka 2,5 gange mindre end den skygge, den kaster, set i midten af billedet. Tidligere observationer af M87 viste, at strålen i stor skala hælder i en vinkel på 17° i forhold til observatørens sigtelinje og orienteret på himlens plan i en positionsvinkel på -72°. Ud fra den forbedrede lysstyrke af den sydlige del af ringen på grund af relativistisk udstråling af nærmer sig tragtvægs jet-emission, konkluderede EHT, at det sorte hul, som forankrer jetstrålen, drejer med uret, set fra Jorden. EHT-simuleringer giver mulighed for både prograd og retrograd indre diskrotation i forhold til det sorte hul, mens de udelukker nul sorthulsspin ved brug af en konservativ minimum jeteffekt på 10 42 erg/s via Blandford-Znajek-processen .
At producere et billede fra data fra en række radioteleskoper kræver meget matematisk arbejde. Fire uafhængige teams lavede billeder for at vurdere pålideligheden af resultaterne. Disse metoder omfattede både en etableret algoritme inden for radioastronomi til billedrekonstruktion kendt som CLEAN, opfundet af Jan Högbom, såvel som selvkalibrerende billedbehandlingsmetoder til astronomi såsom CHIRP-algoritmen skabt af Katherine Bouman og andre. Algoritmerne, der i sidste ende blev brugt, var en regularized maximum likelihood (RML) algoritme og CLEAN- algoritmen.
I marts 2020 foreslog astronomer en forbedret måde at se flere af ringene på det første sorte hul-billede. I marts 2021 blev et nyt foto afsløret, der viser, hvordan det sorte hul M87 ser ud i polariseret lys. Det er første gang, astronomer har været i stand til at måle polarisering så tæt på kanten af et sort hul. Linjerne på fotoet markerer orienteringen af polarisationen, som er relateret til magnetfeltet omkring skyggen af det sorte hul.
3C 279
I april 2020 frigav EHT de første 20 mikrobuesekunders opløsningsbilleder af den arketypiske blazar 3C 279, den observerede i april 2017. Disse billeder, genereret fra observationer over 4 nætter i april 2017, afslører lyse komponenter af en jet, hvis projektion på observatørplanet udviser tilsyneladende superluminale bevægelser med hastigheder op til 20 c. En sådan tilsyneladende superluminal bevægelse fra relativistiske emittere, såsom en nærgående jet, forklares ved, at emission, der stammer tættere på observatøren (nedstrøms langs strålen), og indhenter emission, der stammer længere fra observatøren (ved jetbasen), når strålen forplanter sig tæt på hastigheden lys i små vinkler i forhold til sigtelinjen.
Centaurus A
I juli 2021 blev billeder i høj opløsning af strålen produceret af sort hul, der sad i midten af Centaurus A, frigivet. Med en masse omkring5,5 × 10 7 M ☉, det sorte hul er ikke stort nok til at observere sin ring som med Messier M87*, men dens jetstråle strækker sig endda ud over sin værtsgalakse, mens den forbliver som en stærkt kollimeret stråle, hvilket er et studiepunkt. Kantbelysning af strålen blev også observeret, hvilket ville udelukke modeller af partikelacceleration, der ikke er i stand til at gengive denne effekt. Billedet var 16 gange skarpere end tidligere observationer og brugte en 1,3 mm bølgelængde.
Skytten A*

Den 12. maj 2022 afslørede EHT Collaboration et billede af Sagittarius A* , det supermassive sorte hul i centrum af Mælkevgalaksen . Det sorte hul er 27.000 lysår væk fra Jorden; den er tusindvis af gange mindre end M87*. Sera Markoff, medformand for EHT Science Council, sagde: "Vi har to helt forskellige typer galakser og to meget forskellige sorte hul-masser, men tæt på kanten af disse sorte huller ser de utroligt ens ud. Dette fortæller os, at General Relativiteten styrer disse objekter tæt på, og enhver forskel, vi ser længere væk, må skyldes forskelle i materialet, der omgiver de sorte huller."
Samvirkende institutter
EHT-samarbejdet består af 13 interessentinstitutter:
- Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics
- University of Arizona
- University of Chicago
- det østasiatiske observatorium
- Goethe Universitet Frankfurt
- Smithsonian Astrophysical Observatory (en del af Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics )
- Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM, i sig selv et samarbejde mellem det franske CNRS, det tyske Max Planck Society og det spanske Instituto Geográfico Nacional ),
- Stort millimeterteleskop Alfonso Serrano
- Max Planck Institut for Radioastronomi
- MIT Haystack Observatory
- Japans National Astronomical Observatory
- Perimeter Institut for Teoretisk Fysik
- Radboud Universitet
Institutioner tilknyttet EHT omfatter:
- Aalto Universitet
- Boston Universitet
- Brandeis Universitet
- California Institute of Technology
- Canadian Institute for Advanced Research
- Canadiske Institut for Teoretisk Astrofysik
- Chalmers Tekniske Universitet, Onsala Rumobservatorium
- kinesiske videnskabsakademi
- Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
- Cornell University, Center for Astrofysik og Planetarisk Videnskab
- Det Europæiske Forskningsråd
- Research
- Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI), Institut for Statistisk Videnskab / Institut for Astronomisk Videnskab
- Hiroshima University, Hiroshima Astrophysical Science Center
- Huazhong University of Science and Technology, School of Physics
- Institut for Statistisk Matematik
- Instituto de Astrofísica de Andalucía, Consejo Superior de Investigaciones Científicas
- Instituto Geográfico Nacional
- Instituto Nacional de Astrofísica, Optica og Electrónica
- Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) – Istituto di Radioastronomia, det italienske ALMA Regional Center
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
- Fælles Institut for VLBI i Europa
- Kogakuin University of Technology Engineering
- Korea Astronomy and Space Science Institute
- Leiden Universitet, Leiden Observatorium
- Los Alamos National Laboratory
- Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
- Nanjing University, Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics / School of Astronomy and Space Science
- National Optical Astronomy Observatory
- National Radio Astronomy Observatory
- National Sun Yat-Sen University, Fysik Afdeling
- National Taiwan University, Institut for Fysik
- Hollandsk Organisation for Videnskabelig Forskning
- Peking Universitet, Institut for Astronomi, Fysikskolen / Kavli Institut for Astronomi og Astrofysik
- Rhodes University, Center for Radioastronomiteknikker og -teknologier, Institut for Fysik og Elektronik
- Seoul National University, Institut for Fysik og Astronomi
- Tohoku University, Astronomy Institute / Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences
- Universidad de Concepción, Astronomiafdelingen
- Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Astronomía / Instituto de Radioastronomía y Astrofísica
- Universitat de València, Departament d'Astronomia i Astrofísica / Observatori Astronòmic
- University College London, Mullard Space Science Laboratory
- University of Amsterdam, Anton Pannekoek Institute & GRAPPA
- University of Arizona
- University of California Berkeley
- University of California Santa Barbara
- University of Chinese Academy of Sciences, School of Astronomy and Space Sciences
- University of Illinois, Institut for Astronomi / Institut for Fysik
- University of Massachusetts Amherst, Institut for Astronomi
- University of Pretoria, Institut for Fysik
- Universitet for Videnskab og Teknologi
- Kinas Universitet for Videnskab og Teknologi, Astronomiafdelingen
- University of St. Petersburg, Astronomy Institute
- University of Tokyo, Graduate School of Science, Institut for Astronomi / Kavli Institute for Physics & Mathematics of the Universe
- University of Toronto, Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics
- University of Waterloo, Waterloo Center for Astrophysics / Institut for Fysik og Astronomi
- Yonsei University, Institut for Astronomi
Referencer
eksterne links
![]() |
Wikimedia Commons har medier relateret til Event Horizon Telescope . |