กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์

Article

May 21, 2022

กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT) เป็นอาร์เรย์กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลก โครงการ EHT รวมข้อมูลจากสถานีอินเตอร์เฟอโรเมตรี (VLBI) ที่มีระยะฐานยาวมากหลายแห่งทั่วโลก ซึ่งสร้างอาร์เรย์แบบรวมที่มีความละเอียดเชิงมุมเพียงพอที่จะสังเกตวัตถุที่มีขนาดเท่าขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำมวลมหาศาล เป้าหมายการสังเกตการณ์ของโครงการประกอบด้วยหลุมดำสองหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่สังเกตได้จากโลก: หลุมดำที่ใจกลางของดาราจักรวงรีเมสไซเออร์ 87 (M87* อ่านว่า "M87-Star") และราศีธนู A* (Sgr A* อ่านว่า "ราศีธนู A-Star") ที่ใจกลางของทางช้างเผือก โครงการ Event Horizon Telescope เป็นความร่วมมือระดับนานาชาติที่เปิดตัวในปี 2552 หลังจากการพัฒนาทางทฤษฎีและทางเทคนิคมาเป็นเวลานาน ในทางทฤษฎี ทำงานในวงโคจรของโฟตอนและการจำลองครั้งแรกว่าหลุมดำจะมีลักษณะอย่างไรที่ก้าวหน้าไปสู่การทำนายภาพ VLBI สำหรับหลุมดำของศูนย์กาแลคซี่ Sgr A* ความก้าวหน้าทางเทคนิคในการสังเกตคลื่นวิทยุย้ายจากการตรวจจับครั้งแรกของ Sgr A* ผ่าน VLBI ที่ความยาวคลื่นที่สั้นลงเรื่อย ๆ ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การตรวจจับโครงสร้างมาตราส่วนขอบฟ้าทั้งใน Sgr A* และ M87 ความร่วมมือนี้ประกอบด้วยสมาชิกกว่า 300 ราย สถาบัน 60 แห่ง ซึ่งทำงานในกว่า 20 ประเทศและภูมิภาค ภาพแรกของหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซี Messier 87 เผยแพร่โดย EHT Collaboration เมื่อวันที่ 10 เมษายน 2019 ในรูปแบบชุด จากสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์หกฉบับ อาร์เรย์ทำการสังเกตการณ์นี้ที่ความยาวคลื่น 1.3 มม. และด้วยความละเอียดที่จำกัดการเลี้ยวเบนทางทฤษฎีที่ 25 ไมโครอาร์ควินาที ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2564 ความร่วมมือได้นำเสนอภาพหลุมดำที่มีโพลาไรซ์เป็นฐานเป็นครั้งแรก ซึ่งอาจช่วยให้เปิดเผยกองกำลังที่ก่อให้เกิดควาซาร์ได้ดีขึ้น แผนในอนาคตเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงความละเอียดของอาร์เรย์โดยการเพิ่มกล้องโทรทรรศน์ใหม่และการสังเกตความยาวคลื่นที่สั้นลง เมื่อวันที่ 12 พฤษภาคม พ.ศ. 2565 นักดาราศาสตร์ได้เปิดเผยภาพแรกของหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือก ราศีธนู A*

อาร์เรย์กล้องโทรทรรศน์

EHT ประกอบด้วยหอสังเกตการณ์วิทยุหรือกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายแห่งทั่วโลก ทำงานร่วมกันเพื่อผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่มีความไวสูงและมีความละเอียดสูง ด้วยเทคนิคของอินเทอร์เฟอโรเมตรีที่ยาวมาก (VLBI) เสาอากาศวิทยุอิสระจำนวนมากที่แยกจากกันหลายร้อยหรือหลายพันกิโลเมตรสามารถทำหน้าที่เป็นอาร์เรย์แบบแบ่งเฟส ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์เสมือนจริงที่สามารถชี้ทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ โดยมีรูรับแสงใช้งานจริงซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ โลกทั้งใบ ปรับปรุงความละเอียดเชิงมุมอย่างมาก ความพยายามดังกล่าวรวมถึงการพัฒนาและปรับใช้เครื่องรับสองขั้วแบบ submillimeter มาตรฐานความถี่ที่มีเสถียรภาพสูงเพื่อเปิดใช้งานอินเตอร์เฟอโรเมตรีพื้นฐานที่ยาวมากที่ 230–450 GHz แบ็กเอนด์และเครื่องบันทึก VLBI แบนด์วิดธ์ที่สูงขึ้น รวมถึงการว่าจ้างไซต์ VLBI ระดับย่อยใหม่ทุกปี นับตั้งแต่การเก็บข้อมูลครั้งแรกในปี 2549 อาร์เรย์ EHT ได้ย้ายเพื่อเพิ่มหอสังเกตการณ์ในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลก ภาพแรกของหลุมดำมวลมหาศาลของทางช้างเผือก Sagittarius A* คาดว่าจะสร้างจากข้อมูลที่ถ่ายในเดือนเมษายน 2017 แต่เนื่องจากไม่มีเที่ยวบินเข้าหรือออกจากขั้วโลกใต้ในช่วงฤดูหนาวของออสเตรเลีย (เมษายนถึงตุลาคม) ไม่สามารถประมวลผลชุดข้อมูลทั้งหมดได้จนถึงเดือนธันวาคม 2017 เมื่อการขนส่งข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้มาถึง ข้อมูลที่รวบรวมบนฮาร์ดไดรฟ์จะถูกขนส่งโดยเครื่องบินขนส่งสินค้าเชิงพาณิชย์ (ที่เรียกว่าสนีกเกอร์เน็ต) จากกล้องโทรทรรศน์ต่างๆ ไปยังหอดูดาว MIT Haystack และ Max Planck Institute for Radio Astronomy ซึ่งข้อมูลมีความสัมพันธ์กันและวิเคราะห์บนคอมพิวเตอร์กริดที่ทำจากซีพียูประมาณ 800 ตัว ทั้งหมดเชื่อมต่อผ่านเครือข่าย 40 Gbit/s เนื่องจากการระบาดของ COVID-19 รูปแบบสภาพอากาศ และท้องฟ้า กลศาสตร์ การรณรงค์เชิงสังเกตปี 2020 ถูกเลื่อนออกไปเป็นมีนาคม 2021

เมสซิเยร์ 87*

Event Horizon Telescope Collaboration ประกาศว่า