İlk kara delik resmimiz bilim için büyük bir andı. İşte bu garip, kural kırıcı devler hakkında daha fazla şey öğreneceğiz.
Hollanda, Nijmegen kentindeki Radboud Üniversitesi'nden bir grup gökbilimci, Avrupa Uzay Ajansı ve diğer ortaklarla birlikte, kara deliklerin çok daha net resimlerini çekmek için bir plan geliştiriyor.
Event Horizon Telescope’un (EHT) bir kara deliğin ilk resmi bilimsel bir zafer ve bir işbirliği, mühendislik ve teknoloji başarısı oldu. Türümüzün doğayla ilgili doğuştan gelen merakına da atın. Güçlü, etkili bir karışım.
Ama resim biraz bulanıktı, değil mi? Hala bir zafer ve bundan çok sayıda araştırma ve yeni makale çıkacak. Ama daha iyi olabilir mi?
Bilim adamları grubunun karadeliklerin daha net görüntülerini almak için uzaya radyo teleskopları başlatma planı var. Astronomi ve Astrofizik dergisinde planlarını detaylandıran bir makale yayınladılar. Nihai hedefleri? Einstein’ın Genel Görelilik Teorisini tekrar test etmek.
“Einstein’ın genel görelilik kuramı, karadelik gölgesinin tam olarak hangi boyutta ve şekilde olması gerektiğini öngörüyor.”
Freek Roelofs, Baş Yazar, Radboud Üniversitesi.
EHT, dünya çapında birbirleriyle bağlantılı olarak çalışan bir grup radyo teleskopudur. İnterferometri prensibi üzerinde çalışırlar. Birlikte, kapsamlar Dünya'nın büyüklüğü gibi bir tür sanal teleskop gibi davranır. Kara delik görecek kadar büyük bir teleskopumuz bu şekilde. Ancak EHT, diğer karasal teleskoplarla aynı şey tarafından engelleniyor: Dünya'nın atmosferi.
Dünya atmosferi gökbilimciler için birçok sorun yaratabilir. Teleskoplar bir mesafeden nesnelerin görüntülerini toplamak için bir şekilde atmosfere uyum sağlamak zorundadır. Bu nedenle teleskoplar özel yerlerde inşa edilir: ideal olarak yüksek irtifadaki kurak ortamlarda.
EHT’nin radyo teleskopları dünya çapında yüksek rakımlı yerlerde bulunmaktadır. Alpler'de, Sierra Nevada'da, Atacama'da ve Hawaii'de. Ama hala Dünya’nın atmosferi ile sınırlılar. Ve bu atmosfer en yüksek frekanslı radyo dalgalarının uç noktalara ulaşmasını önler.
“Uzayda, daha yüksek radyo frekanslarında gözlem yapabilirsiniz, çünkü Dünya'dan gelen frekanslar atmosfer tarafından filtrelenir.”
Freek Roelofs, Baş Yazar, Radboud Üniversitesi.
EHT'nin etkinliği için başka bir sınırlayıcı faktör daha vardır: Dünya'nın büyüklüğü. Dünya'da interferometriyi yalnızca kapsamları Dünya'nın “genişliğinden” başka bir yere bağlamak için kullanabiliriz. Yani herhangi bir sanal teleskop gezegenimizin boyutuyla sınırlıdır.
Makalenin yazarlarının hem atmosfer sorununa hem de Dünya boyutu sorununa bir çözümü var. Radyo teleskopları yerine yerleştirin.
Önerilen projelerine Event Horizon Imager (EHI) diyorlar ve kara deliklerin görüntülerini EHT'den beş kat daha keskin üretebileceğini söylüyorlar. Fikir, radyo gözlemevi görevi görecek iki veya üç uyduyu yörüngeye yerleştirmektir. Dışarıda, her iki EHT'nin sınırlamalarından muaf olacaklardı.
Radboud Üniversitesi'nde doktora adayı ve makalenin baş yazarı Freek Roelofs, “Dünyadaki kalıcı radyo teleskopları yerine uyduları kullanmanın birçok avantajı var,” diyor. “Uzayda, daha yüksek radyo frekanslarında gözlem yapabilirsiniz, çünkü Dünya'dan gelen frekanslar atmosfer tarafından filtrelenir. Uzayda teleskoplar arasındaki mesafeler de daha büyüktür. Bu ileriye doğru büyük bir adım atmamızı sağlıyor. EHT ile mümkün olanın beş katından daha yüksek bir çözünürlükte fotoğraf çekebiliriz. ”
Ekip, EHI'nin görebileceklerini temsil eden kara deliklerin simüle edilmiş görüntülerini oluşturdu.
Bir karadeliğin daha keskin görüntüleri, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisini daha ayrıntılı olarak test etmek için kullanılabilecek daha iyi bilgilere yol açacaktır. Radyo Astronomi Profesörü Heino Falcke, “Uyduların Dünya'nın etrafında hareket etmesi önemli avantajlar sağlıyor. “Onlarla birlikte, kara deliklerin gerçek ayrıntılarını görmek için mükemmel görüntüler çekebilirsiniz. Einstein’ın teorisinden küçük sapmalar olursa, onları görebilmeliyiz. ”
Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi'nin ileri testleri EHI'nin ana hedeflerinden biridir. Space Magazine ile yapılan bir e-posta alışverişinde baş yazar Freek Roelofs bunu şöyle açıkladı: “Einstein’ın genel görelilik kuramı, kara delik gölgesinin tam olarak hangi boyut ve şekle sahip olması gerektiğini tahmin ediyor. Alternatif yerçekimi teorileri farklı boyutları ve şekilleri öngörür, ancak genel görelilik tahminiyle arasındaki fark genellikle% 10'dan daha küçüktür. Bu nedenle, genel görelilik ile diğer yerçekimi kuramlarını ayırt edebilmek için, yalnızca uzay tabanlı gözlemlerden elde edebileceğimiz yüksek çözünürlüklü görüntülere ihtiyacımız var. ”
Evet, başka yerçekimi teorileri var. Bilim adamları Einstein’ın TGR'sini her test etseler de kanıtlar teoriyi destekliyor olsa da, hala bazı ilginç sorular var. Bilim dünyasında çok sayıda alternatif yerçekimi teorisi var ve bunlar çoğunlukla kara delikler, karanlık madde ve karanlık enerji hakkındaki cevapsız sorularımızla bağlantılı.
Düzinelerce alternatif yerçekimi teorisi vardır ve bunların çoğu kanıtlara karşı iyi bir şekilde ilerlememiştir. Ancak varlar çünkü Einstein’ın TGR'sini test etmek için tasarlanan bu deneylerden biri bunun yanlış olduğunu kanıtlarsa, birlikte çalışmamız gereken başka bir teoriye sahip olmamız gerekir.
“EHT ile veri içeren sabit sürücüler uçakla işleme merkezine taşınır. Bu elbette uzayda mümkün değil. ”
Volodymyr Kudriashov, Radboud Radyo Laboratuarı ve ESA / ESTEC araştırmacısı.
EHI geçmeye çalışırsa, çözülmesi gereken birçok zorluk vardır. EHT ile her gözlemevi, verilerini bir veri işleme merkezine teslim edilen bir sabit sürücüye kaydeder. Her kapsamdaki tüm veriler, aşırı hassasiyet için bir atom saati kullanılarak birleştirilir. Ama bu uzayda nasıl işleyecek?
“EHT ile veri içeren sabit sürücüler uçakla işleme merkezine taşınır. Bu elbette uzayda mümkün değil ”dedi Radboud Radyo Laboratuarı'nda ESA / ESTEC'de çalışan bir araştırmacı olan Volodymyr Kudriashov. Makaleye göre, verileri işlenmek üzere Dünya'ya göndermek için bir lazer bağlantısı kullanılabilir. Bunun için zaten bir emsal var ve planlanan gelecek uzay görevleri lazer iletişimini daha da geliştirecek.
Başka bir zorluk, keskin görüntüler üretmek için gereken uyduların kesin konumu ve hızlarıdır. Kudriashov, “Konsept, uyduların konumunu ve hızını çok doğru bir şekilde tespit edebilmenizi istiyor” dedi. “Ancak projenin uygulanabilir olduğuna gerçekten inanıyoruz.”
EHI, tüm karasal gözlemevlerindeki verileri yörüngesel gözlemevlerindeki verilerle birleştirerek bir tür hibrit interferometre olarak EHT ile birlikte çalışacaktır. Her iki dünyanın en iyisi.
Falcke, “Bunun gibi bir melez kullanılması, karadeliğin hareketli görüntülerini oluşturma olanağı sağlayabilir ve daha da fazla ve daha zayıf kaynakları gözlemleyebilirsiniz” dedi.
Kaynaklar:
- Basın Bülteni: Kara deliklerin daha net görüntüleri için uzayda teleskoplar
- Araştırma Raporu: Yay A * 'nın olay ufkunu uzaydan görüntülemenin simülasyonları
- Event Horizon Teleskopu
