Альтернативные названия | EHT |
---|---|
Интернет сайт | eventhorizontelescope |
Телескопы | Большая миллиметровая решетка в Атакаме Эксперимент в Атакаме «Следопыт» Субмиллиметровый телескоп им. Генриха Герца IRAM 30-метровый телескоп Джеймс Клерк Телескоп Максвелла Большой миллиметровый телескоп Южнополярный телескоп Субмиллиметровая решетка |
Связанные СМИ на Викискладе? | |
Горизонт событий телескопа ( EHT ) является большой телескоп массив , состоящий из глобальной сети радиотелескопов . Проект EHT объединяет данные нескольких станций интерферометрии с очень длинной базой (VLBI) вокруг Земли, которые образуют комбинированный массив с угловым разрешением, достаточным для наблюдения за объектами размером с горизонт событий сверхмассивной черной дыры . Цели наблюдения проекта включают две черные дыры с самым большим угловым диаметром, наблюдаемым с Земли: черная дыра в центре сверхгигантской эллиптической галактики. Messier 87 (M87), и Стрелец A * (Sgr A *) в центре на Млечном Пути . [1] [2] [3]
Проект Event Horizon Telescope - это международное сотрудничество, начатое в 2009 году [1] после длительного периода теоретических и технических разработок. Что касается теории, работа над фотонной орбитой [4] и первое моделирование того, как будет выглядеть черная дыра [5], привели к предсказаниям визуализации РСДБ для черной дыры в Центре Галактики, Sgr A *. [6] [7] Технические достижения в радионаблюдении перешли от первого обнаружения Sgr A *, [8] до VLBI на все более коротких длинах волн, что в конечном итоге привело к обнаружению структуры масштаба горизонта как у Sgr A *, так и у M87. [9] [10] Сейчас коллаборация насчитывает более 300 человек [11]членов, 60 организаций, работающих более чем в 20 странах и регионах. [3]
Первое изображение черной дыры в центре галактики Messier 87 было опубликовано EHT Collaboration 10 апреля 2019 года в серии из шести научных публикаций. [12] Массив сделал это наблюдение на длине волны 1,3 мм и с теоретической дифракционной разрешением от 25 микросекунд . В планах на будущее улучшение разрешения массива за счет добавления новых телескопов и проведения наблюдений на более коротких волнах. [2] [13]
Массив телескопов [ править ]
EHT состоит из множества радиообсерваторий или радиотелескопов по всему миру, работающих вместе, чтобы создать высокочувствительный телескоп с высоким угловым разрешением. Благодаря технологии интерферометрии с очень длинной базой (РСДБ) многие независимые радиоантенны, разделенные сотнями или тысячами километров, могут действовать как фазированная решетка , виртуальный телескоп, на который можно направить электронное управление, с эффективной апертурой диаметром вся планета, существенно улучшив ее угловое разрешение. [14] Усилия включают разработку и развертывание субмиллиметровой двойной поляризации.приемники, высокостабильные стандарты частоты для обеспечения интерферометрии с очень длинной базой на 230–450 ГГц, базовые модули и записывающие устройства VLBI с более высокой полосой пропускания, а также ввод в эксплуатацию новых участков субмиллиметрового диапазона VLBI. [15]
Каждый год с момента первого сбора данных в 2006 году массив EHT перемещался, чтобы добавить больше обсерваторий к своей глобальной сети радиотелескопов. Ожидалось, что первое изображение сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, Стрелец A *, будет получено на основе данных, полученных в апреле 2017 года, [16] [17], но поскольку полетов на Южный полюс или из него в течение южной зимы нет ( С апреля по октябрь), полный набор данных не мог быть обработан до декабря 2017 года, когда прибыла партия данных с Южнополярного телескопа . [18]
Данные, собранные на жестких дисках, доставляются коммерческими грузовыми самолетами [19] (так называемая сеть кроссовок ) с различных телескопов в обсерваторию Хейстэк Массачусетского технологического института и в Институт радиоастрономии Макса Планка , где данные коррелируются и анализируются на Грид-компьютер состоит примерно из 800 процессоров, подключенных через сеть 40 Гбит / с . [20]
Из-за пандемии COVID-19 , погодных условий и небесной механики наблюдательная кампания 2020 года была перенесена на март 2021 года [21].
Мессье 87 * [ править ]
Компания Event Horizon Telescope Collaboration объявила о своих первых результатах на шести одновременных пресс-конференциях по всему миру 10 апреля 2019 года. [24] В объявлении было представлено первое прямое изображение черной дыры, на котором была показана сверхмассивная черная дыра в центре Мессье 87 , обозначенная M87 *. [2] [25] [26] Научные результаты были представлены в серии из шести статей, опубликованных в The Astrophysical Journal Letters . [27]
Изображение при условии , тест на Альберт Эйнштейн «с общей теорией относительности в экстремальных условиях. [14] [17] Ранее исследования проверяли общую теорию относительности, изучая движение звезд и газовых облаков у края черной дыры. Однако изображение черной дыры приближает наблюдения к горизонту событий. [28] Теория относительности предсказывает темную, похожую на тень область, вызванную гравитационным изгибом и захватом света, [6] [7], что соответствует наблюдаемому изображению. В опубликованной статье говорится: «В целом наблюдаемое изображение согласуется с ожиданиями тени вращающейся черной дыры Керра, предсказанной общей теорией относительности». [29]Пол ТП Хо, член правления EHT, сказал: «Убедившись, что мы получили изображение тени, мы могли сравнить наши наблюдения с обширными компьютерными моделями, которые включают физику искривленного пространства, перегретого вещества и сильных магнитных полей. Многие из особенностей наблюдаемого изображения удивительно хорошо совпадают с нашим теоретическим пониманием ". [27]
На изображении также представлены новые измерения массы и диаметра M87 *. EHT измерил массу черной дыры как6,5 ± 0,7 миллиарда солнечных масс и измеренный диаметр его горизонта событий составил приблизительно 40 миллиардов километров (270 а.е.; 0,0013 пк; 0,0042 св. Лет), что примерно в 2,5 раза меньше, чем отбрасываемая им тень, видимая в центре изображения. [27] [28] Предыдущие наблюдения M87 показали, что крупномасштабная струя наклонена под углом 17 ° относительно луча зрения наблюдателя и ориентирована в плоскости неба под позиционным углом -72 °. [2] [30] Из-за повышенной яркости южной части кольца из-за релятивистского излученияПриближаясь к излучению струи из стенки воронки, EHT пришел к выводу, что черная дыра, которая закрепляет струю, вращается по часовой стрелке, если смотреть с Земли. [2] [13] Моделирование EHT учитывает как прямое, так и ретроградное вращение внутреннего диска относительно черной дыры, исключая при этом нулевое вращение черной дыры, используя консервативную минимальную мощность струи 10 42 эрг / с с помощью процесса Блэндфорда-Знайека . [2] [31]
Создание изображения из данных, полученных с радиотелескопов, требует большой математической работы. Четыре независимых команды создали изображения, чтобы оценить надежность результатов. [32] Эти методы включали в себя как установленный в радиоастрономии алгоритм для восстановления изображений, известный как CLEAN , изобретенный Яном Хёгбомом , [33], так и методы обработки изображений с автоматической калибровкой [34] для астрономии, такие как алгоритм CHIRP, созданный Кэтрин. Бауман и другие. [32] [35] В конечном итоге использовались алгоритмы регуляризованного алгоритм максимального правдоподобия (RML) [36] и алгоритм CLEAN . [32]
В марте 2020 года астрономы предложили способ лучше видеть больше колец на первом изображении черной дыры. [37] [38]
3C 279 [ править ]
В апреле 2020 года EHT опубликовал первые изображения архетипического блазара 3C 279 с разрешением 20 микросекунд, которые он наблюдал в апреле 2017 года. [39] Эти изображения, полученные в результате наблюдений в течение 4 ночей в апреле 2017 года, показывают яркие компоненты джета, проекция которого на в плоскости наблюдателя наблюдаются видимые сверхсветовые движения со скоростью до 20 с. [40] Такое очевидное сверхсветовое движение от релятивистских излучателей, таких как приближающаяся струя, объясняется излучением, исходящим ближе к наблюдателю (вниз по потоку вдоль струи), и догоняет излучение, исходящее дальше от наблюдателя (в основании струи), когда струя распространяется близко со скоростью света под малыми углами к лучу зрения.
Сотрудничество [ править ]
Сотрудничество EHT состоит из 13 институтов заинтересованных сторон: [3]
- Academia Синица Институт астрономии и астрофизики
- Университет штата Аризона
- Чикагский университет
- обсерватории Восточной Азии
- Университет Гете во Франкфурте
- Смитсоновская астрофизическая обсерватория (часть Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики )
- Institut de Radioastronomie millimétrique (IRAM, сам по себе результат сотрудничества между французским CNRS , Немецким обществом Макса Планка и испанским Instituto Geográfico Nacional ),
- Large Millimeter Telescope Альфонсо Серрано
- Институт радиоастрономии Макса Планка
- Обсерватория Haystack Массачусетского технологического института
- Национальная астрономическая обсерватория Японии
- Институт теоретической физики Периметр
- Radboud University
Учреждения, связанные с EHT, включают: [41]
- Университет Аалто
- Бостонский университет
- Университет Брандейса
- Калифорнийский технологический институт
- Канадский институт перспективных исследований
- Канадский институт теоретической астрофизики
- Технологический университет Чалмерса , Космическая обсерватория Онсала
- Китайская Академия Наук
- Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
- Корнельский университет , Центр астрофизики и планетологии
- Европейский исследовательский совет
- Google Research
- Высший университет перспективных исследований (SOKENDAI), Департамент статистических наук / Департамент астрономических наук
- Университет Хиросимы, Центр астрофизических наук Хиросимы
- Университет науки и технологий Хуачжун , факультет физики
- Институт статистической математики
- Instituto de Astrofísica de Andalucía , Consejo Superior de Investigaciones Científicas
- Instituto Geográfico Nacional
- Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
- Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) - Istituto di Radioastronomia , Итальянский региональный центр ALMA
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Сезон Неаполя
- Объединенный институт РСДБ в Европе
- Когакуинский технологический университет
- Корейский институт астрономии и космических наук
- Лейденский университет , Лейденская обсерватория
- Лос-Аламосская национальная лаборатория
- Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
- Нанкинский университет , ключевая лаборатория современной астрономии и астрофизики / Школа астрономии и космических наук
- Национальная оптическая астрономическая обсерватория
- Национальная радиоастрономическая обсерватория
- Национальный университет Сунь Ятсена , факультет физики
- Национальный Тайваньский университет , факультет физики
- Нидерландская организация научных исследований
- Пекинский университет , факультет астрономии, Школа физики / Институт астрономии и астрофизики им. Кавли
- Университет Родса , Центр радиоастрономических методов и технологий, факультет физики и электроники
- Сеульский национальный университет , факультет физики и астрономии
- Университет Тохоку , Астрономический институт / Институт пограничных исследований междисциплинарных наук
- Universidad de Concepción , Астрономический факультет
- Национальный автономный университет Мексики , Instituto de Astronomía / Instituto de Radioastronomía y Astrofísica
- Universitat de València , Departament d'Astronomia i Astrofísica / Observatori Astronòmic
- Университетский колледж Лондона , Лаборатория космических исследований Малларда
- Амстердамский университет , Институт Антона Паннекука и GRAPPA
- Университет Аризоны
- Калифорнийский университет в Беркли
- Калифорнийский университет Санта-Барбары
- Университет Китайской академии наук , Школа астрономии и космических наук
- Университет Иллинойса , факультет астрономии / факультет физики
- Массачусетский университет в Амхерсте , факультет астрономии
- Университет Претории , факультет физики
- Университет науки и технологий
- Университет науки и технологий Китая , факультет астрономии
- Санкт-Петербургский университет , Астрономический институт
- Токийский университет , Высшая школа наук, Департамент астрономии / Институт физики и математики Вселенной им. Кавли
- Университет Торонто , Институт астрономии и астрофизики Данлэпа
- Университет Ватерлоо , Центр астрофизики Ватерлоо / Департамент физики и астрономии
- Университет Йонсей , факультет астрономии
Ссылки [ править ]
- ^ a b Доулман, Шеперд (21 июня 2009 г.). «Визуализация горизонта событий: субмм-РСДБ сверхмассивной черной дыры». Astro2010: Десятилетний обзор астрономии и астрофизики, Научные официальные документы . 2010 : 68. arXiv : 0906.3899 . Bibcode : 2009astro2010S..68D .
- ^ a b c d e f Сотрудничество с телескопами Event Horizon (10 апреля 2019 г.). "Результаты первого телескопа горизонта событий M87. I. Тень сверхмассивной черной дыры". Письма в астрофизический журнал . 875 (1): L1. arXiv : 1906.11238 . Bibcode : 2019ApJ ... 875L ... 1E . DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ab0ec7 .
- ^ a b c "Официальный сайт телескопа Event Horizon" . eventhorizontelescope.org . Проверено 22 апреля 2018 года .
- ^ Бардин, Джеймс (1973). «Черные дыры. Под редакцией К. ДеВитта и Б.С. ДеВитта». Les Houches École d'Été de Physique Théorique . Bibcode : 1973blho.conf ..... D .
- ^ Люминет, Жан-Пьер (31 июля 1979). «Изображение сферической черной дыры с тонким аккреционным диском». Астрономия и астрофизика . 75 : 228. Bibcode : 1979A&A .... 75..228L .
- ^ a b Фальке, Хейно; Мелия, Фульвио; Агол, Эрик (1 января 2000 г.). «Просмотр тени черной дыры в центре Галактики». Письма в астрофизический журнал . 528 (1): L13 – L16. arXiv : astro-ph / 9912263 . Bibcode : 2000ApJ ... 528L..13F . DOI : 10.1086 / 312423 . PMID 10587484 . S2CID 119433133 .
- ^ a b Бродерик, Эйвери; Лоеб, Авраам (11 апреля 2006 г.). «Визуализация оптически тонких горячих точек около горизонта черной дыры Sgr A * в радио- и ближнем инфракрасном диапазоне». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 367 (3): 905–916. arXiv : astro-ph / 0509237 . Bibcode : 2006MNRAS.367..905B . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2006.10152.x . S2CID 16881360 .
- ^ Балик, Брюс; Браун, Р.Л. (1 декабря 1974 г.). «Интенсивная структура субсекундной дуги в галактическом центре». Астрофизический журнал . 194 (1): 265–279. Bibcode : 1974ApJ ... 194..265B . DOI : 10.1086 / 153242 .
- ^ Doeleman, Шеперд (4 сентября 2008). «Структура горизонта событий в кандидате в сверхмассивную черную дыру в Центре Галактики». Природа . 455 (7209): 78–80. arXiv : 0809.2442 . Bibcode : 2008Natur.455 ... 78D . DOI : 10,1038 / природа07245 . PMID 18769434 . S2CID 4424735 .
- ^ Doeleman, Шеперд (19 октября 2012). «Реактивный запуск структуры разрешен возле сверхмассивной черной дыры в M87». Наука . 338 (6105): 355–358. arXiv : 1210.6132 . Bibcode : 2012Sci ... 338..355D . DOI : 10.1126 / science.1224768 . PMID 23019611 . S2CID 37585603 .
- ^ «Объявлены победители премии 2020 года за прорыв в науках о жизни, фундаментальной физике и математике» . Приз за прорыв . Проверено 15 марта 2020 года .
- ^ Шеп Доулман, от имени EHT Collaboration (апрель 2019 г.). «Сосредоточьтесь на результатах телескопа First Event Horizon» . Письма в астрофизический журнал . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ^ a b Сюзанна Колер (10 апреля 2019 г.). «Первые изображения черной дыры с телескопа горизонта событий» . AAS Nova . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ^ a b О'Нил, Ян (2 июля 2015 г.). "Телескоп горизонта событий будет исследовать тайны пространства-времени" . Новости открытия . Архивировано из оригинала на 5 сентября 2015 года . Проверено 21 августа 2015 года .
- ^ "Обсерватория Хейстэк Массачусетского технологического института: астрономия с широкополосной РСДБ миллиметровой длины волны" . www.haystack.mit.edu .
- Рианна Уэбб, Джонатан (8 января 2016 г.). «Снимок горизонта событий должен быть сделан в 2017 году» . BBC News . Проверено 24 марта 2016 года .
- ^ a b Давиде Кастельвекки (23 марта 2017 г.). «Как охотиться за черной дырой с телескопом размером с Землю» . Природа . 543 (7646): 478–480. Bibcode : 2017Natur.543..478C . DOI : 10.1038 / 543478a . PMID 28332538 .
- ^ «Обновление статуса EHT, 15 декабря 2017 г.» . eventhorizontelescope.org . Проверено 9 февраля 2018 года .
- ^ «Скрытая доставка и обращение за тем изображением черной дыры» . Атлантика . Проверено 14 апреля 2019 года .
- ^ Mearian, Лукас (18 августа 2015). «Огромный массив телескопов нацелен на черную дыру, собирает огромное количество данных» . Компьютерный мир . Проверено 21 августа 2015 года .
- ^ «Кампания по наблюдению за EHT 2020 отменена из-за вспышки COVID-19» . eventhorizontelescope.org . Проверено 29 марта 2020 года .
- ^ Overbye, Dennis (10 апреля 2019). «Впервые открыта фотография черной дыры - астрономы наконец-то сделали снимок самых темных существ в космосе» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ↑ Ландау, Элизабет (10 апреля 2019 г.). «Изображение черной дыры делает историю» . НАСА . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ^ «Сообщение для СМИ: первые результаты телескопа« Горизонт событий »будут представлены 10 апреля» . Официальный блог Event Horizon . Телескоп горизонта событий. 1 апреля 2019 . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ↑ Лу, Донна (12 апреля 2019 г.). «Как вы называете черную дыру? На самом деле это довольно сложно» . Новый ученый . Лондон . Проверено 12 апреля 2019 года .
«Для случая M87 *, который является обозначением этой черной дыры, было предложено (очень красивое) название, но оно не получило официального одобрения МАС», - говорит Кристенсен.
- ↑ Гардинер, Эйдан (12 апреля 2018 г.). «Когда черная дыра наконец обнаруживает себя, это помогает иметь нашего собственного космического репортера - в среду астрономы объявили, что они сделали первое изображение черной дыры. Деннис Овербай из Times отвечает на вопросы читателей» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 апреля 2019 года .
- ^ a b c «Астрономы сделали первое изображение черной дыры» . Европейская южная обсерватория . 10 апреля 2019 . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ^ a b Лиза Гроссман, Эмили Коновер (10 апреля 2019 г.). «Первый снимок черной дыры открывает новую эру астрофизики» . Новости науки . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ↑ Джейк Паркс (10 апреля 2019 г.). «Природа M87: взгляд EHT на сверхмассивную черную дыру» . Астрономия . Проверено 10 апреля 2019 года .
- ^ Уокер, Р. Крейг; Харди, Филип Э .; Дэвис, Фредерик Б .; Ли, Чун; Джунор, Уильям (2018). «Структура и динамика субпарсековой струи в M87 на основе 50 наблюдений VLBA за 17 лет на частоте 43 ГГц». Астрофизический журнал . 855 (2): 128. arXiv : 1802.06166 . Bibcode : 2018ApJ ... 855..128W . DOI : 10.3847 / 1538-4357 / aaafcc . S2CID 59322635 .
- ^ RD Блэндфорд и RL Знаека, «Электромагнитные извлечение энергии из черных дыр Керра», ПН Нет. R. Astr. Soc. 179: 433-456 (1977) .
- ^ a b c Сотрудничество с телескопами Event Horizon (2019). "Первые результаты телескопа горизонта событий M87. IV. Получение изображений центральной сверхмассивной черной дыры". Письма в астрофизический журнал . 87 (1): L4. arXiv : 1906.11241 . Bibcode : 2019ApJ ... 875L ... 4E . DOI : 10,3847 / 2041-8213 / ab0e85 .
- ^ Högbom, Ян А. (1974). «Апертурный синтез с нерегулярным распределением баз интерферометра». Дополнение по астрономии и астрофизике . 15 : 417–426. Bibcode : 1974A & AS ... 15..417H .
- ^ SAO / NASA Astrophysics Data System (ADS): Зейтц, Шнайдер и Бартельманн (1998) Реконструкция масс скоплений с максимальным правдоподобием, регулируемая энтропией, цитирует Нараяна и Нитьянанда 1986.
- ^ «Созданием алгоритма, который сделал возможным первое изображение черной дыры, руководила аспирантка Массачусетского технологического института Кэти Боуман» . TechCrunch . Проверено 15 апреля 2019 года .
- ^ Нараян, Рамеш и Нитьянанда, Раджарам (1986) «Максимальное восстановление изображения энтропии в астрономии» Ежегодный обзор астрономии и астрофизики Том 24 (A87-26730 10-90). Пало-Альто, Калифорния, Annual Reviews, Inc. стр. 127–170.
- ^ Overbye, Dennis (28 марта 2020). «Бесконечные видения скрывались в кольцах изображения первой черной дыры - ученые предложили метод, который позволит нам увидеть больше невидимого» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 29 марта 2020 года .
- ^ Джонсон, Майкл Д .; и другие. (18 марта 2020 г.). «Универсальные интерферометрические сигнатуры фотонного кольца черной дыры» . Успехи науки . 6 (12, eaaz1310): eaaz1310. arXiv : 1907.04329 . Bibcode : 2020SciA .... 6.1310J . DOI : 10.1126 / sciadv.aaz1310 . PMC 7080443 . PMID 32206723 .
- ^ Ким, Джэ-Ён; и другие. (5 апреля 2020 г.). «Телескоп Event Horizon, визуализация архетипического блазара 3C 279 с экстремальным разрешением 20 микросекунд» . Астрономия и астрофизика . 640 : A69. Bibcode : 2020A & A ... 640A..69K . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202037493 .
- ^ "Что-то таится в самом сердце Квазара 3С 279" . Телескоп горизонта событий . Проверено 20 апреля 2019 года .
- ^ «Аффилированные институты» . eventhorizontelescope.org . Проверено 10 апреля 2019 года .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с телескопом Event Horizon, на Викискладе?
- Официальный веб-сайт
- Телескоп Event Horizon на Facebook
- Телескоп Event Horizon в Twitter
- Канал Event Horizon Telescope на YouTube