Kuvateksti: Taiteilijan vaikutelma kvaasarista 3C 279. Kornmesser
Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on havainnut etäällä olevan kvaasarin sydämen ennennäkemätöntä terävyyttä, kaksi miljoonaa kertaa hienompaa kuin ihmisen visio. Havainnot, jotka tehtiin yhdistämällä Atacama Pathfinder Experiment (APEX)-teleskooppi ensimmäistä kertaa kahteen muuhun mantereelle, ovat ratkaiseva askel kohti ”Event Horizon Telescope” -projektin dramaattista tieteellistä tavoitetta: supermassiivisten mustien reikien kuvantaminen oman galaksimme ja muiden keskus.
Tähtitieteilijät yhdistivät APEXin Chilessä Submillimeter Array (SMA) Havaijissa, Yhdysvalloissa, ja Submillimeter Telescope (SMT) Arizonassa, Yhdysvalloissa. He pystyivät tekemään kaikkien aikojen terävimmän suoran havainnon kaukaisen galaksin keskipisteestä, kirkkaasta kvaasarista 3C 279, joka sisältää supermassiivisen mustan aukon, jonka massa on noin miljardi kertaa aurinkoisempi, ja on niin kaukana maasta, että sen valolla on kulunut yli 5 miljardia vuotta päästä meihin. APEX on Max Planckin radioastronomian instituutin (MPIfR), Onsalan avaruus observatorion (OSO) ja ESO: n välinen yhteistyö. APEX: ää ylläpitää ESO.
Teleskoopit yhdistettiin käyttämällä tekniikkaa, joka tunnetaan nimellä Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Suuremmat kaukoputket voivat tehdä tarkempia havaintoja, ja interferometrian avulla useat kaukoputket voivat toimia kuin yksi kaukoputki, joka on niin suuri kuin niiden välinen etäisyys - tai ”perusviiva”. VLBI: tä käyttämällä voidaan tarkimmat havainnot saada aikaan tekemällä kaukoputkien välinen etäisyys mahdollisimman suuri. Kvaarihavainnoissaan ryhmä käytti kolmen kaukoputken avulla interferometriä, jonka mannertenväliset perusviivat olivat 9447 km Chilestä Havaijiin, 7174 km Chilestä Arizonaan ja 4627 km Arizonasta Havaijiin. Chilessä sijaitsevan APEX: n kytkeminen verkkoon oli ratkaisevan tärkeää, koska se antoi pisin lähtöviiva.
Havainnot tehtiin radioaalloilla, joiden aallonpituus oli 1,3 millimetriä. Tämä on ensimmäinen kerta havaintoja niin lyhyellä aallonpituudella kuin tämä on tehty käyttäen niin pitkiä perusviivoja. Havaintojen terävyys tai kulmaresoluutio saavutettiin vain 28 mikrosekuntia - noin 8 miljardia astetta. Tämä edustaa kykyä erottaa yksityiskohdat hämmästyttävästä kaksi miljoonaa kertaa terävämmältä kuin ihmisen visio. Tämän terävän havainnot voivat koettaa kvasaarilla vähemmän kuin valovuosiasteikkoja - merkittävä saavutus kohteelle, joka on miljardeja valovuosia.
Havainnot edustavat uutta virstanpylvästä supermassiivisten mustien reikien ja niitä ympäröivien alueiden kuvaamiseen. Jatkossa on tarkoitus kytkeä vielä enemmän teleskooppeja tällä tavoin niin sanotun Event Horizon-teleskoopin luomiseksi. Tapahtumahorizon-teleskooppi pystyy kuvaamaan Linnunradan galaksin keskustassa sijaitsevan supermassiivisen mustan aukon varjo, samoin kuin muut läheisten galaksien alueet. Varjo - tumman alueen nähtynä kirkkaampaa taustaa vasten - johtuu valon taivutuksesta mustan aukon avulla, ja se olisi ensimmäinen suora havainnollinen todiste mustan aukon tapahtumahorisontin olemassaolosta, jonka rajaa ei edes valo voi paeta.
Koe merkitsee ensimmäistä kertaa APEX: n osallistumista VLBI-havaintoihin, ja se on huipentuma kolme vuotta kestäneelle kovalle työlle APEXin korkealla alueella Chajnantorin 5000 metrin tasangolla Chilen Andeilla, missä ilmanpaine on vain noin puoli että merenpinnan tasolla. APEX: n valmistelemiseksi VLBI: lle Saksan ja Ruotsin tutkijat asensivat uusia digitaalisia tiedonkeruujärjestelmiä, erittäin tarkan atomikello ja paineistettuja tallentimia, jotka pystyvät tallentamaan 4 gigabittiä sekunnissa useita tunteja haastavissa ympäristöolosuhteissa. Tiedot - 4 teratavua jokaisesta kaukoputkesta - lähetettiin Saksaan kiintolevyillä ja käsiteltiin Bonnissa sijaitsevassa Max Planck -radio-astronomiainstituutissa.
APEX: n onnistunut lisäys on tärkeä myös toisesta syystä. Se jakaa sijaintinsa ja monia tekniikkansa näkökohtia uuden Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -kaukoputken kanssa. ALMA on parhaillaan rakenteilla ja koostuu lopulta 54 astiasta, joiden halkaisija on sama 12 metriä kuin APEX, ja 12 pienemmästä astiasta, joiden halkaisija on 7 metriä. Mahdollisuutta kytkeä ALMA verkkoon tutkitaan parhaillaan. Kun ALMA-astioiden keräyspinta-ala on lisääntynyt huomattavasti, havainnoilla voidaan saavuttaa 10 kertaa parempi herkkyys kuin näissä alkuperäisissä kokeissa. Tämä antaisi Linnunradan supermassiivisen mustan aukon varjon ulottuville tulevia havaintoja varten.
