クエーサーの中心を覗く

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キャプション:アーティストのクエーサー3C 279の印象。Kornmesser

天文学者の国際的なチームは、人間の視覚より200万倍も細かい前例のない鋭さで、遠方のクエーサーの中心部を観察しました。アタカマパスファインダー実験(APEX)望遠鏡を異なる大陸の他の2つに初めて接続することによって行われた観測は、「イベントホライズン望遠鏡」プロジェクトの劇的な科学的目標に向けた重要なステップです。私たち自身の銀河と他の中心。

天文学者たちは、チリのAPEXを米国ハワイのサブミリアレイ(SMA)と米国アリゾナのサブミリ望遠鏡(SMT)に接続しました。彼らは、遠い銀河の中心、これまでにない最も鋭い直接観測をすることができました。明るいクエーサー3C 279は、太陽の約10億倍の質量を持つ超大質量ブラックホールを含み、地球から遠く離れているためです。光が届くまでに50億年以上かかりました。 APEXは、Max Planck Institute for Radio Astronomy(MPIfR)、Onsala Space Observatory(OSO)、およびESOのコラボレーションです。 APEXはESOによって運営されています。

望遠鏡は、Very Long Baseline Interferometry(VLBI)として知られる技術を使用してリンクされました。より大きな望遠鏡はより鮮明な観察を行うことができ、干渉法は複数の望遠鏡がそれらの間の分離、つまり「ベースライン」と同じ大きさの単一の望遠鏡のように機能することを可能にします。 VLBIを使用すると、望遠鏡間の距離をできるだけ大きくすることで、最も鮮明な観測を実現できます。クエーサー観測では、チームは3つの望遠鏡を使用して、チリからハワイまで9447 km、チリからアリゾナまで7174 km、アリゾナからハワイまで4627 kmの大陸横断ベースライン長の干渉計を作成しました。チリのAPEXをネットワークに接続することは、ベースラインが最も長くなるため非常に重要でした。

観測は波長1.3mmの電波で行われた。これは、このような長いベースラインを使用して行われたのと同じくらい短い波長での初めての観測です。観測結果は、わずか28マイクロアーク秒(約80億分の1度)の鋭さ、つまり角度分解能を実現しました。これは、人間の視覚よりも200万倍も鮮明な詳細を区別する能力を表しています。この鋭利な観測により、クエーサー全体で1光年未満のスケールを探査できます。これは、数十億光年離れたターゲットの驚くべき成果です。

観測は、超大質量ブラックホールとその周辺の領域のイメージングに向けた新しいマイルストーンを表しています。将来的には、この方法でさらに多くの望遠鏡を接続し、いわゆるイベントホライズン望遠鏡を作成する予定です。イベントホライズン望遠鏡は、私たちの天の川銀河の中心にある超巨大ブラックホールの影と、近くの銀河にある他の望遠鏡を撮像できます。シャドウ(明るい背景に対して見られる暗い領域)は、ブラックホールによる光の曲がりが原因で発生し、ブラックホールのイベントの地平線の存在を示す最初の直接的な観測証拠となります。脱出できる

この実験は、APEXがVLBI観測に参加したのは初めてであり、チリアンデスのChajnantorの5000メートル台地にあるAPEXの標高の高い場所での3年間の努力の集大成です。海抜で。 APEXをVLBIに対応させるために、ドイツとスウェーデンの科学者は、新しいデジタルデータ収集システム、非常に正確な原子時計、厳しい環境条件下で毎秒4ギガビットを長時間記録できる加圧データレコーダーを設置しました。データ(各望遠鏡から4テラバイト)は、ハードドライブでドイツに送られ、ボンのマックスプランク電波天文研究所で処理されました。

APEXの追加の成功は、別の理由でも重要です。位置とテクノロジーの多くの側面を新しいAtacama Large Millimeter / submillimeter Array(ALMA)望遠鏡と共有しています。 ALMAは現在建設中で、最終的にAPEXと同じ12メートルの直径の54皿と、直径7メートルの12の小さな皿で構成されます。 ALMAをネットワークに接続する可能性は現在検討中です。 ALMAの食器の収集面積が大幅に増加したため、観察により、これらの初期テストよりも10倍高い感度を達成できました。これにより、天の川の巨大なブラックホールの影が将来の観測に届くようになります。

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