Проект космических телескопов для более четких изображений черных дыр

Астрономы университета Radboud, ЕКА и другие выдвинули концепцию для достижения этой цели путем запуска радиотелескопов в космос. Свои планы они публикуют в научном журнале Astronomy & Astrophysics.

Идея состоит в том, чтобы разместить два или три спутника на круговой орбите вокруг Земли для наблюдения за черными дырами. Концепция носит название Event Horizon Imager (EHI). В своем новом исследовании ученые представляют моделирование того, как будут выглядеть изображения черной дыры Стрельца А*, если бы они были сделаны такими спутниками.

«Использование спутников вместо наземных радиотелескопов имеет много преимуществ, как в случае с телескопом горизонта событий (EHT)», говорит ведущий автор статьи Фрик Рулофс из университета Radboud. «В космосе можно проводить наблюдения на более высоких радиочастотах. Расстояние между телескопами в космосе также больше. Это позволит сделать большой шаг вперед. Мы сможем делать изображения с разрешением в 5 раз больше, чем это возможно с помощью EHT».

Более четкие изображения черной дыры приведут к получению более качественной информации, которую можно использовать для более подробного тестирования общей теории относительности Эйнштейна. «Тот факт, что спутники движутся вокруг Земли, дает значительные преимущества», говорит профессор радиоастрономии Хейно Фальке. «С их помощью можно получить почти идеальные изображения и увидеть реальные детали черных дыр. Если произойдут небольшие отклонения от теории Эйнштейна, мы сможем их увидеть».

EHI также сможет рассмотреть еще 5 более мелких черных дыр, чем те, на которых EHT фокусируется сейчас: Стрелец A* в центре Млечного Пути и M87* в центре Мессье 87, массивной галактики в скоплении Девы.

Исследователи смоделировали то, что можно было бы увидеть с различными версиями технологий при разных обстоятельствах. Для этого они использовали модели поведения плазмы вокруг черной дыры и полученного излучения. «Моделирование выглядит многообещающе с научной точки зрения, но на техническом уровне необходимо будет преодолеть некоторые трудности», говорит Рулофс.

Астрономы сотрудничали с учеными из ЕКА/ESTEC для изучения технической осуществимости проекта. «Концепция требует очень точного определения положения и скорости спутников», - говорит Владимир Кудряшов, исследователь из Radboud Radio Lab. «Но мы верим, что проект осуществим».

Также необходимо учитывать, как спутники обмениваются данными. «С EHT жесткие диски с данными доставляются самолетом в обрабатывающий центр, что невозможно в космосе». В этой концепции спутники будут обмениваться данными через лазерную связь, при этом данные частично обрабатываются на борту перед отправкой обратно на Землю для дальнейшего анализа. «В космосе уже есть лазерные связи», - отмечает Кудряшов.

Идея состоит в том, что спутники будут первоначально функционировать независимо от телескопов EHT. Но также рассматривается гибридная система, в которой орбитальные телескопы совмещены с наземными телескопами.