Event Horizon Teleskopu - Event Horizon Telescope - Wikipedia

Event Horizon Teleskopu
The Event Horizon Telescope and Global mm-VLBI Array on the Earth.jpg
Event Horizon Telescope.svg
Alternatif isimlerEHTBunu Vikiveri'de düzenleyin
İnternet sitesiçift ​​ufuk.org Bunu Vikiveri'de düzenleyin
TeleskoplarAtacama Büyük Milimetre Dizisi
Atacama Yol Bulucu Deneyi
Heinrich Hertz Milimetre-altı Teleskopu
IRAM 30m teleskopu
James Clerk Maxwell Teleskopu
Büyük Milimetre Teleskopu
Güney Kutbu Teleskopu
Milimetre-altı Dizisi  Bunu Vikiveri'de düzenleyin
Commons sayfası Wikimedia Commons'ta ilgili medya
[Vikiveri'de düzenle ]

Event Horizon Teleskopu (EHT) büyük teleskop dizisi küresel bir ağdan oluşur radyo teleskopları. EHT projesi, çeşitli kaynaklardan gelen verileri birleştirir. çok uzun temel interferometri Dünya etrafındaki (VLBI) istasyonları, birleşik bir dizi oluşturan açısal çözünürlük nesnelerin büyüklüğünü gözlemlemek için yeterli Süper kütleli kara delik 's olay ufku. Projenin gözlemsel hedefleri arasında iki Kara delikler en büyüğü ile açısal çap Dünyadan görüldüğü gibi: merkezdeki kara delik üstdev eliptik galaksi Messier 87 (M87) ve Yay A * (Sgr A *) Merkez of Samanyolu.[1][2][3]

Event Horizon Telescope projesi, 2009'da başlatılan uluslararası bir işbirliğidir[1] uzun bir teorik ve teknik gelişmelerden sonra. Teori tarafında, foton yörüngesi üzerinde çalışın[4] ve bir kara deliğin nasıl görüneceğine dair ilk simülasyonlar[5] Galaktik Merkez kara deliği Sgr A * için VLBI görüntüleme tahminlerine doğru ilerledi.[6][7] Radyo gözlemciliğindeki teknik gelişmeler, Sgr A * 'nın ilk tespitinden itibaren taşındı,[8] kademeli olarak daha kısa dalga boylarında VLBI aracılığıyla, sonuçta hem Sgr A * hem de M87'de ufuk ölçeği yapısının algılanmasına yol açar.[9][10] İşbirliği şu anda 300'ün üzerinde[11] üye, 60 kurum, 20'den fazla ülke ve bölgede çalışıyor.[3]

Messier 87 galaksisinin merkezindeki bir kara deliğin ilk görüntüsü, 10 Nisan 2019'da EHT İşbirliği tarafından altı bilimsel yayından oluşan bir dizi halinde yayınlandı.[12] Dizi, bu gözlemi 1.3 mm dalga boyunda ve teorik olarak kırınım sınırlı çözünürlük nın-nin 25 mikro arksaniye. Gelecek planlar, yeni teleskoplar ekleyerek ve daha kısa dalga boyu gözlemleri yaparak dizinin çözünürlüğünü iyileştirmeyi içerir.[2][13]

Teleskop dizisi

Yumuşak Röntgen görüntüsü Yay A * (orta) ve iki ışık yankıları yeni bir patlamadan (daire içine alınmış)
EHT'nin VLBI mekanizmasının şematik diyagramı. Geniş mesafelere yayılan her anten, son derece hassas Atomik saat. Analog sinyaller anten tarafından toplanan dijital sinyaller ve atomik saat tarafından sağlanan zaman sinyalleri ile birlikte sabit disklerde saklanır. Sabit diskler daha sonra senkronize edilmek üzere merkezi bir konuma gönderilir. Birden çok yerden toplanan verilerin işlenmesiyle astronomik bir gözlem görüntüsü elde edilir.

EHT, yüksek hassasiyetli, yüksek açısal çözünürlüklü bir teleskop üretmek için birlikte çalışan, dünya çapında birçok radyo gözlemevi veya radyo teleskop tesisinden oluşur. Tekniği sayesinde çok uzun temel interferometri (VLBI), yüzlerce veya binlerce kilometre birbirinden ayrılmış birçok bağımsız radyo anteni, aşamalı dizi, elektronik olarak yöneltilebilen sanal bir teleskop ile etkili diyafram Bu, tüm gezegenin çapıdır ve açısal çözünürlüğünü önemli ölçüde iyileştirir.[14] Çaba, geliştirmeyi ve dağıtmayı içerir milimetre altı çift polarizasyon alıcılar, 230–450 GHz'de çok uzun temel interferometriyi, daha yüksek bant genişliğine sahip VLBI arka uçları ve kaydedicileri ve ayrıca yeni milimetre altı VLBI sitelerinin devreye alınmasını sağlamak için oldukça kararlı frekans standartları.[15]

2006'daki ilk veri yakalamasından bu yana her yıl, EHT dizisi küresel radyo teleskop ağına daha fazla gözlemevi eklemek için hareket etti. Samanyolu'nun süper kütleli kara deliğinin ilk görüntüsü olan Sagittarius A * 'nın Nisan 2017'de üretilmesi bekleniyordu.[16][17] ama çünkü Güney Kutbu Teleskopu Kış aylarında (Nisan-Ekim) kapandığında, veri gönderimi işlemi, gönderinin geldiği Aralık 2017'ye kadar erteledi.[18]

Sabit disklerde toplanan veriler ticari kargo uçaklarıyla taşınır[19] (sözde Sneakernet ) çeşitli teleskoplardan MIT Haystack Gözlemevi ve Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü, veriler nerede çapraz ilişkili ve analiz edildi ızgara bilgisayarı yaklaşık 800'den yapılmıştır CPU'lar hepsi bir aracılığıyla bağlantılı 40 Gbit / sn ağ.[20]

Yüzünden Kovid-19 pandemisi, hava durumu düzenleri ve gök mekaniği, 2020 gözlemsel kampanyası Mart 2021'e ertelendi.[21]

Messier 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 sona ermek için saat yönünün tersine hareket eder.
Bir kara deliğin gölgesinin ilk görüntüsü (M87 * ) Event Horizon Telescope tarafından yakalanmış[22][23]

Event Horizon Telescope Collaboration ilk sonuçlarını 10 Nisan 2019'da dünya çapında altı eşzamanlı basın toplantısında duyurdu.[24] Duyuru, bir kara deliğin ilk doğrudan görüntüsünü içeriyordu. Süper kütleli kara delik merkezinde Messier 87, M87 * olarak belirlenmiştir.[2][25][26] Bilimsel sonuçlar, yayınlanmış altı makale dizisinde sunuldu. Astrofizik Dergi Mektupları.[27]

Görüntü için bir test sağladı Albert Einstein 's genel görelilik teorisi aşırı koşullar altında.[14][17] 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 yaklaştırır.[28] Görelilik, yerçekimsel bükülme ve ışığın yakalanmasının neden olduğu karanlık, gölge benzeri bir bölgeyi öngörür.[6][7] gözlemlenen görüntüyle eşleşen. Yayınlanan makalede şu ifade yer almaktadır: "Genel olarak, gözlemlenen görüntü bir gölgenin gölgesi beklentileriyle tutarlıdır dönen Kerr kara deliği genel görelilik tarafından öngörüldüğü gibi. "[29] Paul T.P. EHT Yönetim Kurulu üyesi Ho, şunları söyledi: "Gölgeyi görüntülediğimizden emin olduktan sonra, gözlemlerimizi çarpık uzay, aşırı ısınmış madde ve güçlü manyetik alanların fiziğini içeren kapsamlı bilgisayar modelleriyle karşılaştırabilirdik. gözlemlenen görüntü teorik anlayışımıza şaşırtıcı derecede iyi uyuyor. "[27]

Görüntü ayrıca M87 * 'nin kütlesi ve çapı için yeni ölçümler sağladı. EHT kara deliğin kütlesini ölçtü 6.5±0.7 milyar güneş kütleleri ve olay ufkunun çapının, görüntünün merkezinde görülen, düşürdüğü gölgeden kabaca 2,5 kat daha küçük olan yaklaşık 40 milyar kilometre (270 AU; 0,0013 adet; 0,0042 yıl) olduğunu ölçtü.[27][28] M87'nin önceki gözlemleri, büyük ölçekli jet gözlemcinin görüş hattına göre 17 ° 'lik bir açıyla eğimlidir ve gökyüzü düzlemine bir pozisyon açısı −72 °.[2][30] Halkanın güney kısmının gelişmiş parlaklığından dolayı göreceli ışınlama yaklaşan huni duvarı jet emisyonu, EHT, jeti sabitleyen kara deliğin Dünya'dan görüldüğü gibi saat yönünde döndüğü sonucuna vardı.[2][13] EHT simülasyonları, karadeliğe göre hem prograd hem de retrograd iç disk dönüşüne izin verirken, muhafazakar minimum 10 jet gücü kullanılarak sıfır kara delik dönüşü hariç tutulur.42 üzerinden erg / s Blandford-Znajek süreci.[2][31]

Bir dizi radyo teleskopundan gelen verilerden bir görüntü üretmek, çok fazla matematiksel çalışma gerektirir. Sonuçların güvenilirliğini değerlendirmek için dört bağımsız ekip görüntüler oluşturdu.[32] Bu yöntemler, hem yerleşik bir algoritmayı hem de radyo astronomisi için görüntü rekonstrüksiyonu olarak bilinir TEMİZ, tarafından icat edildi Jan Högbom,[33] kendi kendini kalibre etmenin yanı sıra görüntü işleme yöntemler[34] astronomi için CHIRP algoritması tarafından yaratıldı Katherine Bouman ve diğerleri.[32][35] Nihayetinde kullanılan algoritmalar bir Düzenlenmiş maksimum olasılık (RML)[36] algoritma ve TEMİZ algoritması.[32]

Mart 2020'de gökbilimciler, ilk kara delik görüntüsündeki halkaları daha iyi görmenin bir yolunu önerdiler.[37][38]

3C 279

Arketipik blazar 3C 279'un EHT görüntüsü, süper kütleli kara deliği çevreleyen AGN çekirdeğine doğru göreceli bir jet gösteriyor.

Nisan 2020'de, EHT, arketipik blazarın ilk 20 mikroarkaniye çözünürlüklü görüntüsünü yayınladı. 3C 279 Nisan 2017'de gözlemlendi.[39] Nisan 2017'de 4 geceden fazla gözlemlerden elde edilen bu görüntüler, gözlemci düzlemindeki projeksiyonu 20 c'ye kadar hızlarda görünen süper lümen hareketleri sergileyen bir jetin parlak bileşenlerini ortaya koyuyor.[40] Böyle bariz lümen üstü hareket Yaklaşan bir jet gibi göreceli yayıcılardan, jet küçük hızda ışık hızına yakın yayılırken, gözlemciden (jet tabanında) daha da uzaklaşan emisyonu yakalayan gözlemciye daha yakın (jet boyunca akış aşağı) kaynaklanan emisyonla açıklanır. görüş hattına açılar.

İşbirliği

EHT İşbirliği 13 paydaş enstitüden oluşmaktadır:[3]

EHT'ye bağlı kurumlar şunları içerir:[41]

Referanslar

  1. ^ a b Doeleman, Sheperd (21 Haziran 2009). "Bir Olay Ufkunu Görüntüleme: Süper Büyük Kara Deliğin mm-VLBI'sı". Astro2010: Astronomi ve Astrofizik Decadal Survey, Science White Papers. 2010: 68. arXiv:0906.3899. Bibcode:2009astro2010S..68D.
  2. ^ a b c d e f Event Horizon Teleskop İşbirliği (10 Nisan 2019). "İlk M87 Olayı Ufuk Teleskobu Sonuçları. I. Süper Kütleli Kara Deliğin Gölgesi". Astrofizik Dergi Mektupları. 875 (1): L1. arXiv:1906.11238. Bibcode:2019ApJ ... 875L ... 1E. doi:10.3847 / 2041-8213 / ab0ec7.
  3. ^ a b c "Event Horizon Telescope Resmi Web Sitesi". Eventhorizontelescope.org. Alındı 22 Nisan, 2018.
  4. ^ Bardeen James (1973). "Kara delikler. Düzenleyen C. DeWitt ve B. S. DeWitt". Les Houches École d'Été de Physique Théorique. Bibcode:1973blho.conf ..... D.
  5. ^ Luminet, Jean-Pierre (31 Temmuz 1979). "İnce yığılma diskli küresel bir kara deliğin görüntüsü". Astronomi ve Astrofizik. 75: 228. Bibcode:1979A ve A .... 75..228L.
  6. ^ a b Falcke, Heino; Melia, Fulvio; Agol, Eric (1 Ocak 2000). "Galaktik Merkezde Kara Deliğin Gölgesini Görmek". Astrofizik Dergi Mektupları. 528 (1): L13 – L16. arXiv:astro-ph / 9912263. Bibcode:2000ApJ ... 528L..13F. doi:10.1086/312423. PMID  10587484. S2CID  119433133.
  7. ^ a b Broderick, Avery; Loeb, Abraham (11 Nisan 2006). "Radyoda ve kızılötesine yakın dalga boylarında Sgr A * 'nın kara delik ufku yakınında optik olarak ince sıcak noktaları görüntüleme. Royal Astronomical Society'nin Aylık Bildirimleri. 367 (3): 905–916. arXiv:astro-ph / 0509237. Bibcode:2006MNRAS.367..905B. doi:10.1111 / j.1365-2966.2006.10152.x. S2CID  16881360.
  8. ^ Balick, Bruce; Brown, R.L. (1 Aralık 1974). "Galaktik merkezdeki yoğun ark saniye yapısı". Astrofizik Dergisi. 194 (1): 265–279. Bibcode:1974ApJ ... 194..265B. doi:10.1086/153242.
  9. ^ Doeleman, Sheperd (4 Eylül 2008). "Galaktik Merkezdeki süper kütleli kara delik adayındaki olay ufku ölçekli yapı". Doğa. 455 (7209): 78–80. arXiv:0809.2442. Bibcode:2008Natur.455 ... 78D. doi:10.1038 / nature07245. PMID  18769434. S2CID  4424735.
  10. ^ Doeleman, Sheperd (19 Ekim 2012). "Jet fırlatma yapısı M87'deki süper kütleli kara deliğin yakınında çözüldü". Bilim. 338 (6105): 355–358. arXiv:1210.6132. Bibcode:2012Sci ... 338..355D. doi:10.1126 / science.1224768. PMID  23019611. S2CID  37585603.
  11. ^ "Yaşam Bilimleri, Temel Fizik ve Matematikte 2020 Atılım Ödülü Kazananlar Açıklandı". Atılım Ödülü. Alındı 15 Mart, 2020.
  12. ^ Shep Doeleman, EHT İşbirliği adına (Nisan 2019). "İlk Olay Ufuk Teleskobu Sonuçlarına Odaklanın". Astrofizik Dergi Mektupları. Alındı 10 Nisan, 2019.
  13. ^ a b Susanna Kohler (10 Nisan 2019). "Event Horizon Teleskobundan Bir Kara Deliğin İlk Görüntüleri". AAS Nova. Alındı 10 Nisan, 2019.
  14. ^ a b O'Neill, Ian (2 Temmuz 2015). "Olay Ufuk Teleskobu Uzay Zamanının Gizemlerini Araştıracak". Keşif Haberleri. Arşivlenen orijinal 5 Eylül 2015. Alındı 21 Ağustos, 2015.
  15. ^ "MIT Haystack Gözlemevi: Astronomi Geniş Bant VLBI Milimetre Dalgaboyu". www.haystack.mit.edu.
  16. ^ Webb, Jonathan (8 Ocak 2016). "Etkinlik ufku anlık görüntüsü 2017'de teslim edilecek". BBC haberleri. Alındı 24 Mart 2016.
  17. ^ a b Davide Castelvecchi (23 Mart 2017). "Dünya büyüklüğünde bir teleskopla bir kara delik nasıl avlanır". Doğa. 543 (7646): 478–480. Bibcode:2017Natur.543..478C. doi:10.1038 / 543478a. PMID  28332538.
  18. ^ "EHT Durum Güncellemesi, 15 Aralık 2017". Eventhorizontelescope.org. Alındı 9 Şubat 2018.
  19. ^ "Kara Delik Resminin Arkasındaki Gizli Nakliye ve İşleme". Atlantik Okyanusu. Alındı 14 Nisan 2019.
  20. ^ Mearian, Lucas (18 Ağustos 2015). "Büyük teleskop dizisi kara deliği hedefler, verileri fışkırtır". Bilgisayar Dünyası. Alındı 21 Ağustos, 2015.
  21. ^ "EHT Gözlem Kampanyası 2020, COVID-19 Salgını Nedeniyle İptal Edildi". Eventhorizontelescope.org. Alındı Mart 29, 2020.
  22. ^ Hoşçakal, Dennis (10 Nisan 2019). "İlk Kez Ortaya Çıkan Kara Delik Resmi - Gökbilimciler sonunda evrendeki en karanlık varlıkların bir görüntüsünü yakaladılar". New York Times. Alındı 10 Nisan, 2019.
  23. ^ Landau, Elizabeth (10 Nisan 2019). "Kara Delik Görüntüsü Tarih Yazıyor". NASA. Alındı 10 Nisan, 2019.
  24. ^ "Medya Danışmanlığı: Event Horizon Teleskobu'ndan İlk Sonuçlar 10 Nisan'da Sunulacak". Event Horizon resmi blogu. Olay Ufuk Teleskobu. 1 Nisan 2019. Alındı 10 Nisan, 2019.
  25. ^ Lu, Donna (12 Nisan 2019). "Bir kara deliği nasıl adlandırırsınız? Aslında oldukça karmaşıktır". Yeni Bilim Adamı. Londra. Alındı 12 Nisan, 2019. Christensen, "Bu kara deliğin adı olan M87 * için (çok hoş) bir isim önerildi, ancak resmi bir IAU onayı almadı" diyor.
  26. ^ Gardiner, Aidan (12 Nisan 2018). "Bir Kara Delik Sonunda Kendini Ortaya Çıkarınca, Kendi Kozmik Muhabirimize Sahip Olmamıza Yardımcı Olur - Gökbilimciler Çarşamba günü bir kara deliğin ilk görüntüsünü yakaladıklarını duyurdular. Times'dan Dennis Overbye okuyucuların sorularını yanıtlıyor". New York Times. Alındı 15 Nisan, 2019.
  27. ^ a b c "Gökbilimciler Bir Kara Deliğin İlk Görüntüsünü Yakaladılar". Avrupa Güney Gözlemevi. 10 Nisan 2019. Alındı 10 Nisan, 2019.
  28. ^ a b Lisa Grossman, Emily Conover (10 Nisan 2019). "Bir kara deliğin ilk resmi astrofizikte yeni bir çağ açıyor". Bilim Haberleri. Alındı 10 Nisan, 2019.
  29. ^ Jake Parks (10 Nisan 2019). "M87'nin doğası: EHT'nin süper kütleli bir kara deliğe bakışı". Astronomi. Alındı 10 Nisan, 2019.
  30. ^ Walker, R. Craig; Hardee, Philip E .; Davies, Frederick B .; Ly, Chun; Haziran William (2018). "43 GHZ'de 17 Yılda 50 VLBA Gözlemine Dayalı M87'deki Subparsec Jet'in Yapısı ve Dinamikleri". Astrofizik Dergisi. 855 (2): 128. arXiv:1802.06166. doi:10.3847 / 1538-4357 / aaafcc. S2CID  59322635.
  31. ^ R. D. Blandford ve R. L. Znajek, "Kerr kara deliklerinden elektromanyetik enerji çıkarımı", Pzt. Değil. R. Astr. Soc. 179: 433-456 (1977).
  32. ^ a b c Event Horizon Teleskop İşbirliği (2019). "İlk M87 Olay Ufuk Teleskobu Sonuçları. IV. Merkezdeki Süper Kütleli Kara Deliğin Görüntülenmesi". Astrofizik Dergi Mektupları. 87 (1): L4. arXiv:1906.11241. Bibcode:2019ApJ ... 875L ... 4E. doi:10.3847 / 2041-8213 / ab0e85.
  33. ^ Högbom, Jan A. (1974). "İnterferometre Taban Çizgilerinin Düzenli Olmayan Dağılımıyla Açıklık Sentezi". Astronomi ve Astrofizik Eki. 15: 417–426. Bibcode:1974A ve AS ... 15..417H.
  34. ^ SAO / NASA Astrofizik Veri Sistemi (ADS): Seitz, Schneider ve Bartelmann (1998) Entropi ile düzenlenmiş maksimum olabilirlik kümesi toplu yeniden yapılandırma Narayan ve Nityananda 1986'dan alıntı yapar.
  35. ^ "İlk kara delik görüntüsünü mümkün kılan algoritmanın yaratılmasına MIT lisans öğrencisi Katie Bouman önderlik etti". TechCrunch. Alındı 15 Nisan, 2019.
  36. ^ Narayan, Ramesh ve Nityananda, Rajaram (1986) "Astronomide maksimum entropi görüntü restorasyonu" Astronomi ve Astrofizik Yıllık İncelemesi Ses 24 (A87-26730 10-90). Palo Alto, CA, Annual Reviews, Inc. s. 127–170.
  37. ^ Hoşçakal, Dennis (28 Mart 2020). "İlk Kara Delik İmajının Halkalarında Sonsuz Vizyonlar Saklanıyordu - Bilim adamları, görülemeyenlerin daha fazlasını görmemizi sağlayacak bir teknik önerdiler". New York Times. Alındı Mart 29, 2020.
  38. ^ Johnson, Michael D .; et al. (18 Mart 2020). "Bir kara deliğin foton halkasının evrensel interferometrik imzaları". Bilim Gelişmeleri. 6 (12, eaaz1310): eaaz1310. doi:10.1126 / sciadv.aaz1310. PMID  32206723. Alındı Mart 29, 2020.
  39. ^ Kim, Jae-Young; et al. (5 Nisan 2020). "Arketipik blazar 3C 279'un olağanüstü 20 mikro arksaniye çözünürlükte Olay Ufuk Teleskopu ile görüntülenmesi". Astronomi ve Astrofizik. 640: A69. doi:10.1051/0004-6361/202037493.
  40. ^ "Quasar 3C 279'un Kalbinde Bir Şey Gizleniyor". Event Horizon Teleskopu. Alındı 20 Nisan 2019.
  41. ^ "Bağlı Kuruluşlar". Eventhorizontelescope.org. Alındı 10 Nisan, 2019.

Dış bağlantılar