Телескоп горизонта событий нового поколения получил финансирование

Национальный научный фонд выделил грант на улучшение Телескопа горизонта событий — глобальной системы обсерваторий радио диапазона. В рамках работы планируется расширить и дополнить систему новыми приборами, а также увеличить рабочую частотную полосу, что позволит получать более четкие изображения и в динамике следить за падением газа на сверхмассивную черную дыру, говорится в пресс-релизе на сайте Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Телескоп горизонта событий — это глобальная сеть обсерваторий, работающих вместе по принципу радиоинтерферометра. Эта технология позволяет комбинировать данные с нескольких удаленных приемников и получать результаты, как если бы имелся телескоп с размером апертуры, равной расстоянию между приборами.

Однако интерферометр не эквивалентен громадному телескопу и получает не само изображение, а часть его фурье-образа. Применив к полученным данным обратное преобразование, можно восстановить картинку, но она будет отличаться от результата наблюдений на гипотетическом телескопе с огромной заполненной апертурой.

Основной задачей Телескопа горизонта событий было получение первого изображения тени сверхмассивной черной дыры. Астрономам удалось это сделать в апреле этого года: в тот раз говорилось о наблюдениях объекта в центре галактики M87.

Национальный научный фонд выделил грант в размере 12,7 миллиона долларов США на разработку улучшений, в результате которых должно появиться новое поколение Телескопа горизонта событий (next-generation Event Horizon Telescope — ngEHT). Одно из основных отличий новой системы — подключение к наблюдениям новых обсерваторий. Для успешной работы интерферометра и для получения более детальной информации требуется набор как можно большего количества возможных комбинаций расстояний между приемниками. В рамках ngEHT наблюдения будут проводить также установки в Европе, Африке и Австралии, что значительно улучшит систему в этом отношении.

С помощью новых технологий можно будет расширить рабочий диапазон частот. Это позволит получать больше информации, но и потребует новых методов обработки: первая версия Телескопа горизонта событий порождала порядка 10 петабайт информации каждый наблюдательный сеанс, а новая система — как минимум в 10 раз больше.

Важнейшей задачей для новой системы также станет наблюдение сверхмассивной дыры в центре нашей Галактики. Она намного менее массивная, чем в центре M87 (хотя их угловые размеры почти равны), но из-за меньшей массы процессы в ее окрестностях происходят гораздо быстрее. С одной стороны, их необходимо фиксировать с помощью коротких наблюдений, иначе они размоют изображение, с другой — это позволяет надеяться, что получится увидеть поглощение материи черной дырой в динамике.

«Наш родной Млечный Путь также содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру, излучение вокруг которой может заметно измениться на масштабе наблюдательной ночи, — говорит один из участников проекта Кэти Боуман (Katie Bouman). — Мы разрабатываем новые методы, которые используют идеи из области машинного обучения и компьютерного зрения, для создания первых видео падения газа по спирали под горизонт событий».

Мы подробно описывали ожидания ученых от первого изображения тени черной дыры в материале «Взгляд в бездну», а сам процесс получения данных Телескопом горизонта событий, собранную информацию и ее научную ценность — в тексте «Заглянуть за горизонт».

Тимур Кешелава