وقوع یک انقلاب در علم نجوم؛ سیاه‌چاله‌ها رمزگشایی می‌شوند

با همکاری تلسکوپ افق رویداد انتظار می‌رود تا در آینده تصاویر دریافتی از سیاهچاله‌ها از سطح زمین، ۵۰ درصد وضوح بیشتری داشته باشند.

کد خبر: ۱۲۵۶۹۸۰

تاریخ: ۱۱ شهريور ۱۴۰۳ - ۰۱:۱۰

به گزارش «تابناک» به نقل از خیرآنلاین، تلسکوپ افق رویداد (EHT) استاندارد جدیدی را برای رصدهای فضایی از روی سطح زمین تعیین کرده است. اعضای تیم EHT توانسته‌اند تا از سطح زمین بالاترین وضوح را یک سیاهچاله که در قلب کهکشانی دور پنهان‌شده بود، انجام دهند.

EHT درواقع شبکه‌ای جهانی از تلسکوپ‌هاست که با هم کار می‌کنند تا ابزاری مجازی به‌اندازه زمین ایجاد کنند.

چه توقعاتی باید از EHT داشته باشیم

در این مشاهدات آزمایشی، EHT نور کهکشان‌های دور را با فرکانس ۳۴۵ گیگاهرتز (که مربوط به طول‌موج ۰.۸۷ میلی‌متر است) شناسایی کرد.

با ثبت چنین شاهکاری، راه برای ثبت تصاویری از هیولاهای کیهانی هموار شد و بدین ترتیب ویژگی‌ها و بینش‌های جدیدی در مورد رفتار آن‌ها آشکار خواهد شد. درواقع انتظار می‌رود تا تصاویر ثبت‌شده از سیاهچاله توسط EHT که در آینده و از روی سطح زمین رقم خواهد خورد، ۵۰ درصد واضح‌تر باشند.

الکساندر ریموند، یکی از نویسندگان این مقاله دراین‌باره توضیح داد: «با EHT، ما اولین تصاویر سیاهچاله‌ها را که با امواج رادیویی در ۲۳۰ گیگاهرتز تشخیص داده شد، رؤیت کردیم، ولی حلقه درخشان مشاهده‌شده که در اثر خم شدن نور در گرانش سیاهچاله ایجادشده بود، هنوز تار به نظر می‌رسید؛ چون این بالاترین حد مطلق وضوح برای ثبت تصاویری بود که توانستیم به دست بیاوریم.»

ریموند با ابراز امیدواری نسبت به ثبت تصاویر واضح‌تر گفت: «در فرکانس ۳۴۵ گیگاهرتز، تصاویر ما واضح‌تر و با جزئیات بیشتری خواهند بود و احتمالاً ویژگی‌های جدیدی را مشاهده خواهیم کرد.»

تصاویری با فرکانس بالا

EHT برای ایجاد یک تلسکوپ مجازی به‌اندازه زمین، از تکنیک تداخل‌سنجی خط پایه بسیار بلند (VLBI) بهره می‌برد و شهرت اصلی آن به ثبت اولین تصویر از سیاهچاله بسیار بزرگ M۸۷* (که در مرکز کهکشان M۸۷ قرار دارد) در سال ۲۰۱۹ است. در سال ۲۰۲۲، EHT از سیاهچاله Sgr A* کهکشان راه شیری نیز عکس گرفت.

این اولین مشاهده با بالاترین فرکانس در ۳۴۵ گیگاهرتز بود که با استفاده از تکنیک VLBI انجام شد.

درحالی‌که تلسکوپ‌های منفرد می‌توانستند آسمان شب را با فرکانس ۳۴۵ گیگاهرتز رصد کنند، تکنیک VLBI چالش‌های مهمی را در این فرکانس ایجاد کرد. به‌عنوان‌مثال، بخار آب اتمسفر به‌عنوان یکی از موانع اصلی در مشاهدات سیاهچاله در فرکانس ۳۴۵ گیگاهرتز عمل می‌کند و این سیگنال‌ها را بیشتر از سیگنال‌های ۲۳۰ گیگاهرتز جذب می‌کند.

برای انجام مشاهداتی با وضوح‌بالا، اعضای تیم، حساسیت EHT را برای استفاده از VLBI در فرکانس ۳۴۵ گیگاهرتز بهبود بخشید و این کار را با ترکیبی از پیشرفت‌های تکنولوژیکی ازجمله افزایش پهنای باند انجام داد. به‌علاوه در این میان، برنامه‌ریزی‌های استراتژیک مثل انتظار برای شرایط آب و هوایی مطلوب در تمام سایت‌های مشاهده، نیز نقشی کلیدی داشت.

تصاویری دقیق‌تر در آینده

در آزمایش EHT از ترکیبی از تلسکوپ‌های قدرتمند، مثل آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA)، آزمایش رهیاب آتاکاما (APEX)، IRAM، آرایه میلی‌متری گسترده شمالی (NOEMA)، آرایه زیر میلی‌متری (SMA) و تلسکوپ گرینلند استفاده شد و قدرت این تلسکوپ‌های پیشرفته، برای دستیابی به‌وضوح قابل‌توجه ۱۹ میکروآرکثانیه ترکیب گردید.

نیمش پاتل، اخترفیزیک‌دان مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، دراین‌باره گفت: «قوی‌ترین مکان‌های رصدی روی زمین در ارتفاعات بالا هستند؛ جایی که گرچه شفافیت و پایداری جو در آنجا بهینه است، اما آب‌وهوا می‌تواند یک چالش بزرگ باشد.»

او ادامه داد: «حالا و به لطف سیستم‌هایی با پهنای باند بالا که بخش‌های وسیع‌تری از طیف رادیویی را پردازش و ضبط می‌کنند، ما در حال غلبه بر مشکلاتی اساسی، مثل آب‌وهوا هستیم و همان‌طور که تشخیص‌های جدید ثابت می‌کنند، زمان مناسبی برای پیشروی به ۳۴۵ گیگاهرتز است.»

بدین ترتیب به نظر می‌رسد که آخرین شاهکار EHT، کارشناسان را به ساخت فیلم‌هایی باکیفیت بالا از سیاهچاله‌ها نزدیک کرده است؛ به‌زودی دانشمندان قادر خواهند بود تا فیلم‌هایی از منطقه افق رویداد (نقطه بی‌بازگشت ماده در حال سقوط در سیاه‌چاله) در اختیار داشته باشند.

آینده تصویربرداری از سیاهچاله‌ها روشن است؛ چرا که طبق وعده پروژه ngEHT، قرار است تا شبکه EHT به میزان قابل‌توجهی ارتقا بیابد.