آخرین مطالب
18
امروز

آيا دانشمندان موفق به شکار نخستین تصویر از اطراف سیاهچاله‌ها می‌شوند؟

 پیش‌بینی می‌شود که دانشمندان در چند سال آینده قادر به ارائه نخستین تصویر از محیط اطراف سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری شوند.سیاهچاله‌ها اساسا نامرئی بوده اما اخترشناسان بدنبال توسعه فناوری برای به تصویر کشیدن محیط اطراف سیاهچاله هستند.

 نزدیک ترین سیاهچاله پر جرم در مرکز کهشکان راه شیری *Sagittarius A نام دارد که در فاصله 26 هزار سال نوری واقع شده است.این سیاهچاله نخستین هدف در پروژه بین المللی تلسکوپ افق رویداد (ETH) برای مشاهده اطراف یک سیاهچاله با جزئیات دقیق محسوب می‌شود.
پروژه ETH ترکیبی از رصدهای تلسکوپ های سراسر جهان شامل رصدخانه های آمریکا، شیلی، فرانسه، گرینلند و قطب جنوب برای ساخت یک تصویر مجازی با وضوح تصویری حداکثری است.«جیسون دکستر» از اعضای این پروژه و محقق اخترفیزیک دانشگاه کالیفرنیا تأکید می‌کند: این یک تجربه منحصر بفرد و بی سابقه محسوب می شود که اطلاعات مستقیمی در اختیار محققان قرار داده و به درک وضعیت اطراف سیاهچاله کمک می‌کند.
از منظر زمین، سیاهچاله *Sagittarius A به بزرگی یک گریپ فروت بر روی ماه است، اما با راه اندازی پروژه ETH‌ اخترشناسان قادر به دریافت جزئیاتی در اندازه یک توپ گلف بر روی ماه خواهند بود.برای دستیابی به چنین وضوح تصویری حداکثری، از فناوری های مختلفی مانند تداخل خط مبنای بسیار بلند (VLBI)‌ استفاده می شود که یک ابر رایانه مانند لنزهای تلسکوپ عمل می کند.اصلی ترین پیشرفت در پروژه تلسکوپ افق رویداد، پیوستن 64 دیش رادیویی رصدخانه ALMA شیلی طی چند سال آینده عنوان می شود.

هماهنگی مشاهدات تلسکوپ های مختلف از سراسر جهان از دیگر چالش های پیش روی محققان در اجرای پروژه ETH است؛ برای انجام این کار به الگوریتم های محاسباتی تخصصی نیاز است و برای حل اختلاف زمانی بین رصدخانه های مختلف، ساعت های بسیار دقیق مورد نیاز است.

اخترشناسان رصدخانه Steward‌ دانشگاه آریزونا در حال طراحی گیرنده ای برای پیوستن تلسکوپ قطب جنوب یه این پروژه هستند؛ همچنین برای حل اختلاف زمانی استفاده از ساعت های اتمی ساخته شده از میزر هیدروژن (hydrogen maser) پیشنهاد شده است.درحالیکه تلسکوپ افق رویداد، سیاهچاله ها را در طول موج های رادیویی مورد بررسی قرار خواهد داد، خط فاصل دیگر نجوم سیاهچاله ای استفاده از روش تصویربرداری اشعه ایکس است.گاز در حال سقوط به سیاهچاله، نوری در طول طیف الکترومغناطیسی ساطع می کند و پر انرژی ترین گاز با نور اشعه ایکس قابل مشاهده است.این نور تنها بین جو زمین برای تلسکوپ های فضایی مانند رصدخانه چاندرا ناسا و تلسکوپ NuSTAR، رصدخانه نیوتن XMM و تلسکوپ Suzaku قابل مشاهده است.

اما این رصدها قادر نیستند محیط اطراف سیاهچاله را به تصویر بکشند؛ تلسکوپ افق رویداد (ETH) با شکستن نور اشعه ایکس به رنگ های تشکیل دهنده یا طول موج ها، جستجو برای یافتن سرنخ هایی از آنچه بر سر گاز در این محیط می افتد را انجام می دهد.محاسبات نظری پیش بینی می کنند که سیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری با کمک تلسکوپ افق رویداد مانند تصویر زیر دیده شود.

منبع : www.en.gadgetnews.ir

 

How to See a Black Hole

 Black holes are essentially invisible, but astronomers are developing technology to image the immediate surroundings of these enigmas like never before. Within a few years, experts say, scientists may have the first-ever picture of the environment around a black hole, and could even spot the theorized "shadow" of a black hole itself.

Black holes are hard to see in detail because the large ones are all far away. The closest supermassive black hole is the one thought to inhabit the center of the Milky Way, called Sagittarius A* (pronounced "Sagittarius A-star"), which lies about 26,000 light-years away. This is the first target for an ambitious international project to image a black hole in greater detail than ever before, called the Event Horizon Telescope (EHT).

The EHT will combine observations from telescopes all over the world, including facilities in the United States, Mexico, Chile, France, Greenland and the South Pole, into one virtual image with a resolution equal to what would be achieved by a single telescope the size of the distance between the separated facilities.

 "This is really an unprecedented, unique experiment," said EHT team member Jason Dexter, an astrophysical theorist at the University of California, Berkeley. "It's going to give us more direct information than we've ever had to understand what happens extremely close to black holes. It's very exciting, and this project is really going to come of age and start delivering amazing results in the next few years."

From Earth, Sagittarius A* looks about as big as a grapefruit would on the moon. When the Event Horizon Telescope is fully realized, it should be able to resolve details about the size of a golf ball on the moon. That's close enough to see the light emitted by gas as it spirals in toward its doom inside the black hole.
 Very long baseline interferometry

To accomplish such fine resolution, the project takes advantage of a technique called very long baseline interferometry (VLBI). In VLBI, a supercomputer acts as a giant telescope lens, in effect.

"If you have telescopes around the world you can make a virtual Earth-sized telescope," said Shep Doeleman, an astronomer at MIT's Haystack Observatory in Massachusetts who's leading the Event Horizon Telescope project. "In a typical telescope, light bounces off a precisely curved surface and all the light gets focused into a focal plane. The way VLBI works is, we have to freeze the light, capture it, record it perfectly faithfully on the recording system, then shift the data back to a central supercomputer, which compares the light from California and Hawaii and the other locations, and synthesizes it. The lens becomes a supercomputer here at MIT."

A major improvement to the Event Horizon Telescope's imaging ability will come when the 64 radio dishes of the ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) observatory in Chile join the project in the next few years.

 "It's going to increase the sensitivity of the Event Horizon Telescope by a factor of 10," Doeleman said. "Whenever you change something by an order of magnitude, wonderful things happen." [Photos: ALMA Inaugurated in Chile]

Very long baseline interferometry has been used for about 50 years, but never before at such a high frequency, or short wavelength, of light. This short-wavelength light is what's needed to achieve the angular resolution required to measure and image black holes.
 Grand technical challenge

Pulling off the Event Horizon Telescope has been a grand technical challenge on many fronts.

To coordinate the observations of so many telescopes spread out around the world, scientists have needed to harness specialized computing algorithms, not to mention powerful supercomputers. Plus, to accommodate the time difference between the various stations, extremely accurate clocks are needed.
 "We had to prove you could keep time well enough at all the stations, and that the detectors at all the telescopes were good enough, that when you multiply the two signals from two telescopes you wouldn’t get just noise," said Dan Marrone, an astronomer at the University of Arizona's Steward Observatory who's building a receiver to enable the South Pole Telescope to join the project. [No Escape: Dive Into a Black Hole (Infographic)]

The researchers have been using atomic clocks made of what's called hydrogen masers to keep time to an accuracy of about a trillionth of a second per second.

"We use this property of the structure of the hydrogen atom to create a fundamental time reference for us that transitions between two states of the electron in a hydrogen atom," Marrone said. "It creates a low-frequency signal that through careful design you can make a very precise oscillator. It creates very perfect oscillations for a short time period. That means we can average our data over those time periods because they will all have kept time very perfectly."

 

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*