Event Horizon Teleskobu -Event Horizon Telescope

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Olay Ufku Teleskobu
Olay Ufku Teleskobu ve Dünya üzerindeki Küresel mm-VLBI Dizisi.jpg
Event Horizon Telescope.svg
alternatif isimler EHT Bunu Vikiveri'de düzenleyin
İnternet sitesi eventhorizontelescope .org Bunu Vikiveri'de düzenleyin
teleskoplar Atacama Büyük Milimetre Dizisi
Atacama Pathfinder Deneyi
Heinrich Hertz Milimetre-altı Teleskop
IRAM 30m teleskop
James Clerk Maxwell Teleskobu
Büyük Milimetre Teleskobu
Güney Kutbu Teleskobu
Milimetre-altı Dizisi Bunu Vikiveri'de düzenleyin
Wikimedia Commons ile ilgili medya

Event Horizon Telescope ( EHT ), küresel bir radyo teleskop ağından oluşan büyük bir teleskop dizisidir . EHT projesi, süper kütleli bir kara deliğin olay ufku büyüklüğündeki nesneleri gözlemlemek için yeterli açısal çözünürlüğe sahip birleşik bir dizi oluşturan, Dünya çevresindeki birkaç çok uzun temelli interferometri (VLBI) istasyonundan gelen verileri birleştirir . Projenin gözlemsel hedefleri, Dünya'dan gözlemlenen en büyük açısal çapa sahip iki kara deliği içeriyor: süper dev eliptik galaksinin merkezindeki kara delik Messier 87 (M87*, "M87-Star" olarak telaffuz edilir) ve Sagittarius A* (Sgr A*, "Yay A-Star" olarak telaffuz edilir ) Samanyolu'nun merkezinde .

Event Horizon Telescope projesi, uzun bir teorik ve teknik gelişmelerin ardından 2009 yılında başlatılan uluslararası bir işbirliğidir. Teori tarafında, foton yörüngesi üzerinde yapılan çalışmalar ve bir kara deliğin nasıl görüneceğine dair ilk simülasyonlar, Galaktik Merkez kara deliği Sgr A* için VLBI görüntüleme tahminlerine doğru ilerledi. Radyo gözlemindeki teknik ilerlemeler, Sgr A*'nın ilk tespitinden, giderek daha kısa dalga boylarında VLBI'ye doğru ilerledi ve sonuçta hem Sgr A* hem de M87'de ufuk ölçeği yapısının tespitine yol açtı. İşbirliği şimdi 20'den fazla ülke ve bölgede çalışan 300'den fazla üye, 60 kurumdan oluşuyor.

Messier 87 galaksisinin merkezindeki bir kara deliğin ilk görüntüsü, EHT İşbirliği tarafından 10 Nisan 2019'da altı bilimsel yayından oluşan bir seri halinde yayınlandı. Dizi bu gözlemi 1,3 mm dalga boyunda ve teorik kırınımla sınırlı 25 mikroarsaniye çözünürlükle yaptı . Mart 2021'de, İşbirliği, ilk kez, kuasarlara neden olan kuvvetleri daha iyi ortaya çıkarmaya yardımcı olabilecek kara deliğin polarize tabanlı bir görüntüsünü sundu . Gelecek planları, yeni teleskoplar ekleyerek ve daha kısa dalga boyu gözlemleri alarak dizinin çözünürlüğünü iyileştirmeyi içerir. 12 Mayıs 2022'de gökbilimciler, Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli kara deliğin ilk görüntüsünü, Sagittarius A* 'yı açıkladılar .

teleskop dizisi

EHT'nin VLBI mekanizmasının şematik bir diyagramı. Geniş mesafelere yayılmış her anten, son derece hassas bir atom saatine sahiptir . Anten tarafından toplanan analog sinyaller dijital sinyallere dönüştürülür ve atom saati tarafından sağlanan zaman sinyalleri ile birlikte sabit disklerde depolanır. Sabit sürücüler daha sonra senkronize edilmek üzere merkezi bir konuma gönderilir. Birden fazla yerden toplanan veriler işlenerek astronomik bir gözlem görüntüsü elde edilir.
2017 M87 çoklu dalga boyu kampanyası sırasında cihaz tarafından düşük (EHT/ALMA/SMA) frekanstan daha yüksek (VERITAS) frekansa ayrıştırılan EHT gözlemleri. (Sürekli anket modunda Fermi-LAT) (Tarihler ayrıca Değiştirilmiş Jülyen günleri olarak da gösterilir )
Yay A* 'nın yumuşak X-ray görüntüsü (ortada) ve yakın zamanda meydana gelen bir patlamadan (daire içinde) iki ışık yankısı

EHT, dünya çapında yüksek hassasiyetli, yüksek açısal çözünürlüklü bir teleskop üretmek için birlikte çalışan birçok radyo gözlemevi veya radyo-teleskop tesisinden oluşur. Çok uzun taban çizgisi interferometrisi (VLBI) tekniği sayesinde, yüzlerce veya binlerce kilometre ile ayrılmış birçok bağımsız radyo anteni, fazlı bir dizi, elektronik olarak işaret edilebilen sanal bir teleskop, çapı olan etkili bir açıklığa sahip olabilir. tüm gezegen, açısal çözünürlüğünü önemli ölçüde geliştiriyor. Bu çaba, milimetre altı çift polarizasyon alıcılarının geliştirilmesini ve devreye alınmasını, 230-450 GHz'de çok uzun temel interferometriyi etkinleştirmek için yüksek düzeyde kararlı frekans standartlarını, daha yüksek bant genişliğine sahip VLBI arka uçlarını ve kaydedicilerini ve ayrıca yeni milimetre-altı VLBI sitelerinin devreye alınmasını içerir.

2006'daki ilk veri yakalamasından bu yana her yıl, EHT dizisi, küresel radyo teleskop ağına daha fazla gözlemevi eklemek için harekete geçti. Samanyolu'nun süper kütleli kara deliği Sagittarius A*'nın ilk görüntüsünün Nisan 2017'de alınan verilerden elde edilmesi bekleniyordu, ancak Avustralya kışında (Nisan-Ekim) Güney Kutbu'na giriş ve çıkış olmadığı için, tam veri seti, Güney Kutbu Teleskobu'ndan gelen veri sevkiyatının geldiği Aralık 2017'ye kadar işlenemedi .

Sabit disklerde toplanan veriler, çeşitli teleskoplardan ticari yük uçakları ( spor ayakkabı adı verilen) tarafından MIT Haystack Gözlemevi ve Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'ne aktarılır, burada veriler çapraz ilişkilendirilir ve bir ızgara bilgisayarda analiz edilir . hepsi 40 Gbit/sn ağ üzerinden bağlanan yaklaşık 800 CPU'dan .

COVID -19 salgını, hava durumu modelleri ve gök mekaniği nedeniyle 2020 gözlem kampanyası Mart 2021'e ertelendi.

87*

Elde edilen büyütmeyi temsil eden bir dizi görüntü (ayda bir tenis topu görmeye çalışıyormuş gibi). Sol üst köşeden başlar ve sonunda sağ üst köşede bitmek üzere saat yönünün tersine hareket eder.
Event Horizon Teleskobu tarafından toplanan verilerden oluşturulan M87* görüntüsü
Polarize ışıkta M87* kara deliğinin görünümü

Event Horizon Telescope Collaboration, 10 Nisan 2019'da dünya çapındaki altı eşzamanlı basın toplantısında ilk sonuçlarını açıkladı. Duyuru, M87* olarak adlandırılan Messier 87'nin merkezindeki süper kütleli kara deliği gösteren bir kara deliğin ilk doğrudan görüntüsünü içeriyordu. Bilimsel sonuçlar The Astrophysical Journal Letters'da yayınlanan altı makalelik bir seri halinde sunuldu . 6σ bölgesinde saat yönünde dönen kara delik gözlendi.

Görüntü, Albert Einstein'ın aşırı koşullar altında genel görelilik teorisi için bir test sağladı . Çalışmalar daha önce bir kara deliğin kenarına yakın yıldızların ve gaz bulutlarının hareketlerine bakarak genel göreliliği test etmişti. Bununla birlikte, bir kara deliğin görüntüsü, gözlemleri olay ufkuna daha da yaklaştırıyor. Görelilik, yerçekimi bükülmesinin ve ışığın yakalanmasının neden olduğu ve gözlenen görüntüyle eşleşen koyu gölge benzeri bir bölgeyi tahmin eder. Yayınlanan makale şöyle diyor: "Genel olarak, gözlemlenen görüntü, genel görelilik tarafından tahmin edildiği gibi, dönen bir Kerr kara deliğinin gölgesi için beklentilerle tutarlıdır ." EHT Yönetim Kurulu üyesi Paul TP Ho şunları söyledi: "Gölgeyi görüntülediğimizden emin olduktan sonra, gözlemlerimizi çarpık uzay fiziğini, aşırı ısınmış maddeyi ve güçlü manyetik alanları içeren kapsamlı bilgisayar modelleriyle karşılaştırabiliriz. Özelliklerin çoğu gözlemlenen görüntünün bir kısmı teorik anlayışımıza şaşırtıcı derecede iyi uyuyor."

Görüntü ayrıca M87*'nin kütlesi ve çapı için yeni ölçümler sağladı. EHT, kara deliğin kütlesini ölçtü6,5 ± 0,7 milyar güneş kütlesi ve olay ufkunun çapının yaklaşık 40 milyar kilometre (270 AU; 0,0013 pc; 0,0042 ly), görüntünün merkezinde görülen, oluşturduğu gölgeden kabaca 2,5 kat daha küçük olduğunu ölçtü. M87'nin önceki gözlemleri, büyük ölçekli jetin, gözlemcinin görüş hattına göre 17°'lik bir açıyla eğimli olduğunu ve -72°' lik bir konum açısıyla gökyüzü düzlemine yönlendirildiğini gösterdi. Yaklaşan huni duvarı jet emisyonunun göreli ışınlaması nedeniyle halkanın güney kısmının artan parlaklığından EHT, jeti sabitleyen kara deliğin Dünya'dan görüldüğü gibi saat yönünde döndüğü sonucuna vardı. EHT simülasyonları, Blandford–Znajek süreci aracılığıyla 10 42 erg/s'lik muhafazakar bir minimum jet gücü kullanarak sıfır kara delik dönüşünü hariç tutarken, kara deliğe göre hem ilerleme hem de geriye dönük iç disk dönüşüne izin verir .

Bir dizi radyo teleskopundan gelen verilerden bir görüntü üretmek, çok fazla matematiksel çalışma gerektirir. Dört bağımsız ekip, sonuçların güvenilirliğini değerlendirmek için görüntüler oluşturdu. Bu yöntemler hem radyo astronomisinde Jan Högbom tarafından icat edilen CLEAN olarak bilinen görüntü rekonstrüksiyonu için yerleşik bir algoritmayı hem de Katherine Bouman ve diğerleri tarafından oluşturulan CHIRP algoritması gibi astronomi için kendi kendini kalibre eden görüntü işleme yöntemlerini içeriyordu. Nihai olarak kullanılan algoritmalar, düzenli bir maksimum olabilirlik (RML) algoritması ve CLEAN algoritmasıydı.

Mart 2020'de gökbilimciler, ilk kara delik görüntüsündeki halkaların daha fazlasını görmenin gelişmiş bir yolunu önerdiler. Mart 2021'de M87 kara deliğinin polarize ışıkta nasıl göründüğünü gösteren yeni bir fotoğraf ortaya çıktı. Bu, gökbilimcilerin bir kara deliğin kenarına bu kadar yakın olan kutuplaşmayı ilk kez ölçebilmeleridir. Fotoğraftaki çizgiler, kara deliğin gölgesi etrafındaki manyetik alanla ilgili olan polarizasyonun yönünü gösteriyor.

3C 279

Süper kütleli kara deliği çevreleyen AGN çekirdeğine doğru göreceli bir jeti gösteren arketipsel blazar 3C 279'un EHT görüntüsü.

Nisan 2020'de EHT, Nisan 2017'de gözlemlediği arketipsel blazar 3C 279'un ilk 20 mikro yay saniyesi çözünürlüklü görüntüsünü yayınladı . Nisan 2017'de 4 gece boyunca yapılan gözlemlerden elde edilen bu görüntüler, izdüşümü gözlemci düzleminde olan bir jetin parlak bileşenlerini ortaya koyuyor. 20 c'ye kadar hızlarda görünür süperlüminal hareketler sergiler. Yaklaşan bir jet gibi göreli yayıcılardan bu tür görünür süperluminal hareket, gözlemciye daha yakın olan emisyonla (jet boyunca aşağı akış) jet hıza yakın yayılırken gözlemciden daha uzakta (jet tabanında) kaynaklanan emisyonu yakalayarak açıklanır. görüş hattına küçük açılarda ışık.

Erboğa A

Erboğa A'nın kara delik jetini farklı ölçeklerde gösteren görüntüsü

Temmuz 2021'de Erboğa A'nın merkezinde oturan kara deliğin ürettiği jetin yüksek çözünürlüklü görüntüleri yayınlandı. Etrafında bir kitle ile5.5 × 107 M ☉, kara delik Messier M87* ile olduğu gibi halkasını gözlemlemek için yeterince büyük değildir, ancak jeti, bir çalışma noktası olan yüksek oranda paralelleştirilmiş bir ışın olarak kalırken, ana galaksisinin bile ötesine uzanır. Bu etkiyi yeniden üretemeyen parçacık hızlandırma modellerini hariç tutacak şekilde jetin kenar parlatılması da gözlendi. Görüntü önceki gözlemlerden 16 kat daha keskindi ve 1,3 mm dalga boyunu kullandı.

Yay A*

Yay A*, Samanyolu'nun merkezindeki kara delik

12 Mayıs 2022'de EHT İşbirliği, Samanyolu galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara delik olan Sagittarius A* 'nın bir görüntüsünü ortaya çıkardı . Kara delik Dünya'dan 27.000 ışıkyılı uzaklıkta; M87*'den binlerce kat daha küçüktür. EHT Bilim Konseyi Eş Başkanı Sera Markoff şunları söyledi: "Tamamen farklı türde iki gökadamız ve iki çok farklı kara delik kütlesi var, ancak bu kara deliklerin kenarlarına yakın yerlerde inanılmaz derecede benziyorlar. Bu bize Genel Görelilik, bu nesneleri yakından yönetir ve daha uzakta gördüğümüz herhangi bir farklılık, kara delikleri çevreleyen materyaldeki farklılıklardan kaynaklanmalıdır."

İşbirliği yapılan kurumlar

EHT İşbirliği 13 paydaş enstitüden oluşur:

EHT'ye bağlı kuruluşlar şunları içerir:

Referanslar

Dış bağlantılar