APEX tekur þátt í skörpustu mælingum sem gerðar hafa verið
Sjónaukar í Chile, á Hawaii og í Arizona ná tveimur milljón sinnum fínni skerpu en mannsaugað
Sævar Helgi Bragason
18. júl. 2012
Fréttir
Stjörnufræðingar hafa rannsakað risasvarthol í órafjarlægð í meiri smáatriðum en nokkru sinni fyrr
Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hefur rannsakað hjarta fjarlægs dulstirnis með meiri skerpu en nokkru sinni fyrr, eða tveimur milljón sinnum meiri en mannsaugað. Mælingarnar voru gerðar með því að tengja Atacama Pathfinder Experiment (APEX) sjónaukann [1] saman við tvo aðra sjónauka í annarri heimsálfu. Þetta er í fyrsta sinn sem þetta hefur verið gert og er mikilvægur áfangi í átt að markmiðum „Event Horizon Telescope“ verkefnisins [2]: Að taka mynd af risasvartholum í miðju okkar vetrarbrautar og öðrum.
Stjörnufræðingarnir tengdu APEX sjónaukann í Chile við Submillimeter Array (SMA) [3] á Hawaii og Submillimeter Telescope (SMT)[4] í Arizona í Bandaríkjunum. Þannig tókst þeim að gera skörpustu beinu mælingarnar sem gerðar hafa verið [5] á miðju fjarlægrar vetrarbrautar, bjarta dulstirninu 3C 279 sem geymir risasvarthol sem er eins milljarðs sinnum massameira en sólin og er svo langt frá jörðinni að ljós þess er 5 milljarða ára að berast til okkar. APEX sjónaukinn er samstarfsverkefni Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. ESO sér um rekstur APEX.
Sjónaukarnir voru tengdir saman með aðferð sem kallast Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Því stærri sem sjónaukar eru, því skarpari mælingar geta þeir gert og með víxlmælingum (e. interferometry) er hægt að tengja saman marga sjónauka þannig að þeir verki sem einn sjónauki, jafnstór bilinu á milli þeirra eða „grunnlínunni“. Með VLBI fást skörpustu mælingarnar með því að gera bilið milli sjónauka eins stórt og unnt er. Fyrir dulstirnarannsóknina bjuggu stjörnufræðingarnir til víxlmæli úr þremur sjónaukum í tveimur heimsálfum sem höfðu grunnlínulengdirnar 9.447 km milli Chile og Hawaii, 7.174 milli Chile og Arizona og 4.627 km milli Arizona og Hawaii. Mjög mikilvægt var að ná að tengja kerfið við APEX í Chile svo lengsta grunnlínan næðist.
Gerðar voru mælingar á útvarpsbylgjum með 1,3 millímetra bylgjulengd. Þetta er í fyrsta sinn sem mælingar á svo stuttri bylgjulengd hafa verið gerðar yfir svo langa grunnlínu. Með mælingunum fékkst skerpa eða upplausn sem nemur 28 míkróbogasekúndum — um 8 milljarðasta hluta úr gráðu. Þetta er jafngildi þess að greina smáatriði með tveimur milljón sinnum betri skerpu en mannsaugað er fært um. Svo skarpar mælingar gera stjörnufræðingum kleift að greina svæði í dulstirnu sem er innan við ljósár að stærð — ótrúlegt afrek miðað við að fyrirbærið er í nokkurra milljarða ljósára fjarlægð.
Mælingarnar marka þáttaskil í ljósmyndun á risasvartholum og svæðunum í kringum þau. Í framtíðinni er fyrirhugað að tengja saman fleiri sjónauka á þennan hátt fyrir hinn svonefnda Event Horizon sjónauka. Event Horizon sjónaukinn mun geta ljósmyndað skugga risasvartholsins í miðju vetrarbrautarinnar og í öðrum nálægum vetrarbrautum. Skugginn er dökkt svæði fyrir framan bjartari bakgrunn sem verður til þegar svartholið sveigir ljósgeisla. Næðust myndir af þessu, yrðu það fyrstu beinu sönnunargögnin fyrir tilvist sjóndeildar í kringum svarthol en innan hennar kemst ekki einu sinni ljósgeisli burt.
Með tilrauninni er APEX í fyrsta sinn notaður í VLBI mælingum og er hápunkturinn á þriggja ára erfiðisvinnu við APEX sjónaukann sem er í 5.000 metra hæð yfir sjávarmáli á Chajnantor sléttunni í Andesfjöllum Chile, þar sem loftþrýstingur er helmingi minni en við sjávarmál. Til að undirbúa APEX fyrir VLBI komu vísindamenn frá Þýskalandi og Svíþjóð fyrir nýju stafrænu gagnaöflunarkerfi, mjög nákvæmri atómklukku og þrýstijöfnuðum hörðum diskum sem gátu skráð 4 gígabit á sekúndu í margar klukkustundir við mjög erfiðar aðstæður [6]. Gögnin — 4 terabæt frá hverjum sjónauka — voru send til Þýskalands og fór úrvinnslan fram í Max Planck Institute for Radio Astronomy í Bonn.
Þessi velheppnaða tilraun er sömuleiðis mikilvæg af annarri ástæðu. APEX sjónaukinn deilir staðsetningu og tækni með Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sjónaukaröðinni [7]. ALMA er enn í smíðum og mun að lokum samanstanda af 54 tólf metra breiðum loftnetum svipuðum APEX auk 12 smærri 7 metra breiðra loftneta. Verið er að kanna hvort hægt verði að tengja ALMA við kerfið. Ljóssöfnunarsvæði ALMA er miklu stærra svo athuganirnar gætu orðið tíu sinnum skarpari en þessar fyrstu tilraunir. Skuggi risasvartholsins í vetrarbrautinni okkar yrði í seilingarfjarlægð frá stjörnustöðvum framtíðarinnar.
Skýringar
[1] APEX er samstarfsverkefni Stofnunar Max Planck í útvarpsstjörnufræði (MPIfR) Onsala Space Observatory (OSO) og ESO, sem sér jafnframt um rekstur sjónaukans. APEX er undanfari næstu kynslóðar hálfsmillímetra sjónauka, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sem verið er að smíða og starfrækja á sama stað.
[2] Event Horizon sjónaukaverkefnið er alþjóðlegt samstarfsverkefni undir stjórn MIT Haystack Observatory í Bandaríkjunum.
[3] Submillimeter Array (SMA) á Mauna Kea á Hawaii samanstendur af átta 6 metra breiðum loftnetum sem starfrækt er af Smithsonian Astrophysical Observatory í Bandaríkjunum og Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Taívan).
[4] Submillimeter Telescope (SMT) er 10 metra breitt loftnet á Grahamfjalli í Arizona undir stjórn Arizona Radio Observatory (ARO) í Tuscon í Arizona.
[5] Með óbeinum aðferðum hefur verið unnt að kanna fyrirbæri í fínni smáatriðum, til dæmis með örlinsuhrifum (sjá heic1116) eða miðgeimstindrun, en hér er um að ræða met fyrir beinar mælingar.
[6] Þessi kerfi voru þróuð samhliða í Bandaríkjunum (MIT Haystack Observatory) og í Evrópu (MPIfR, INAF — Instito di Radioastronomia Noto VLBI Station og HAT-Lab). Vetnismeysis tímastaðall (T4Science) var komið fyrir sem mjög nákvæmri atómklukku. SMT og SMA bjuggu þegar yfir slíkum búnaði fyrir VLBI.
[7] ALMA er alþjóðleg stjörnustöð byggð í samstarfi Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu.
Frekari upplýsingar
Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1229.
Tengdar myndir
Hér sést teikning listamanns af dulstirninu 3C 279. Stjörnufræðingarnir tengdu APEX sjónaukann í Chile við Submillimeter Array (SMA) á Hawaii og Submillimeter Telescope (SMT) í Arizona í Bandaríkjunum. Þannig tókst þeim að gera skörpustu beinu mælingarnar sem gerðar hafa verið á miðju fjarlægrar vetrarbrautar, bjarta dulstirninu 3C 279. Dulstirni eru bjartir kjarnar í fjarlægum vetrarbrautum sem eru knúnir áfram af risasvartholum. Þetta dulstirni geymir svarthol sem er um einum milljarðs sinnum massameira en sólin og er svo langt frá jörðinni að ljós þess er um 5 milljarða ára að berast til okkar. Stjörnufræðingarnir gátu greint svæði í dulstirnu sem er innan við ljósár að stærð — ótrúlegt afrek miðað við að fyrirbærið er í nokkurra milljarða ljósára fjarlægð. Mynd: ESO/M. Kornmesser
Stjörnufræðingar tengdu APEX sjónaukann í Chile við Submillimeter Array (SMA) á Hawaii og Submillimeter Telescope (SMT) í Arizona í Bandaríkjunum. Þannig tókst þeim að gera skörpustu beinu mælingarnar sem gerðar hafa verið á miðju fjarlægrar vetrarbrautar, bjarta dulstirninu 3C 279. Sjónaukarnir voru tengdir saman með aðferð sem kallast Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Því stærri sem sjónaukar eru, því skarpari mælingar geta þeir gert og með víxlmælingum (e. interferometry) er hægt að tengja saman marga sjónauka þannig að þeir verki sem einn sjónauki jafnstór bilinu á milli þeirra eða „grunnlínunni“. Grunnlínulengdin frá Chile (APEX) til Hawaii (SMA) er 9.447 km, frá Chile til Arizona (SMT) 7.174 km og frá Arizona til Hawaii 4.627 km. Mynd: ESO/L. Calçada
APEX tekur þátt í skörpustu mælingum sem gerðar hafa verið
Sjónaukar í Chile, á Hawaii og í Arizona ná tveimur milljón sinnum fínni skerpu en mannsaugað
Sævar Helgi Bragason 18. júl. 2012 Fréttir
Stjörnufræðingar hafa rannsakað risasvarthol í órafjarlægð í meiri smáatriðum en nokkru sinni fyrr
Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hefur rannsakað hjarta fjarlægs dulstirnis með meiri skerpu en nokkru sinni fyrr, eða tveimur milljón sinnum meiri en mannsaugað. Mælingarnar voru gerðar með því að tengja Atacama Pathfinder Experiment (APEX) sjónaukann [1] saman við tvo aðra sjónauka í annarri heimsálfu. Þetta er í fyrsta sinn sem þetta hefur verið gert og er mikilvægur áfangi í átt að markmiðum „Event Horizon Telescope“ verkefnisins [2]: Að taka mynd af risasvartholum í miðju okkar vetrarbrautar og öðrum.
Stjörnufræðingarnir tengdu APEX sjónaukann í Chile við Submillimeter Array (SMA) [3] á Hawaii og Submillimeter Telescope (SMT)[4] í Arizona í Bandaríkjunum. Þannig tókst þeim að gera skörpustu beinu mælingarnar sem gerðar hafa verið [5] á miðju fjarlægrar vetrarbrautar, bjarta dulstirninu 3C 279 sem geymir risasvarthol sem er eins milljarðs sinnum massameira en sólin og er svo langt frá jörðinni að ljós þess er 5 milljarða ára að berast til okkar. APEX sjónaukinn er samstarfsverkefni Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. ESO sér um rekstur APEX.
Sjónaukarnir voru tengdir saman með aðferð sem kallast Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Því stærri sem sjónaukar eru, því skarpari mælingar geta þeir gert og með víxlmælingum (e. interferometry) er hægt að tengja saman marga sjónauka þannig að þeir verki sem einn sjónauki, jafnstór bilinu á milli þeirra eða „grunnlínunni“. Með VLBI fást skörpustu mælingarnar með því að gera bilið milli sjónauka eins stórt og unnt er. Fyrir dulstirnarannsóknina bjuggu stjörnufræðingarnir til víxlmæli úr þremur sjónaukum í tveimur heimsálfum sem höfðu grunnlínulengdirnar 9.447 km milli Chile og Hawaii, 7.174 milli Chile og Arizona og 4.627 km milli Arizona og Hawaii. Mjög mikilvægt var að ná að tengja kerfið við APEX í Chile svo lengsta grunnlínan næðist.
Gerðar voru mælingar á útvarpsbylgjum með 1,3 millímetra bylgjulengd. Þetta er í fyrsta sinn sem mælingar á svo stuttri bylgjulengd hafa verið gerðar yfir svo langa grunnlínu. Með mælingunum fékkst skerpa eða upplausn sem nemur 28 míkróbogasekúndum — um 8 milljarðasta hluta úr gráðu. Þetta er jafngildi þess að greina smáatriði með tveimur milljón sinnum betri skerpu en mannsaugað er fært um. Svo skarpar mælingar gera stjörnufræðingum kleift að greina svæði í dulstirnu sem er innan við ljósár að stærð — ótrúlegt afrek miðað við að fyrirbærið er í nokkurra milljarða ljósára fjarlægð.
Mælingarnar marka þáttaskil í ljósmyndun á risasvartholum og svæðunum í kringum þau. Í framtíðinni er fyrirhugað að tengja saman fleiri sjónauka á þennan hátt fyrir hinn svonefnda Event Horizon sjónauka. Event Horizon sjónaukinn mun geta ljósmyndað skugga risasvartholsins í miðju vetrarbrautarinnar og í öðrum nálægum vetrarbrautum. Skugginn er dökkt svæði fyrir framan bjartari bakgrunn sem verður til þegar svartholið sveigir ljósgeisla. Næðust myndir af þessu, yrðu það fyrstu beinu sönnunargögnin fyrir tilvist sjóndeildar í kringum svarthol en innan hennar kemst ekki einu sinni ljósgeisli burt.
Með tilrauninni er APEX í fyrsta sinn notaður í VLBI mælingum og er hápunkturinn á þriggja ára erfiðisvinnu við APEX sjónaukann sem er í 5.000 metra hæð yfir sjávarmáli á Chajnantor sléttunni í Andesfjöllum Chile, þar sem loftþrýstingur er helmingi minni en við sjávarmál. Til að undirbúa APEX fyrir VLBI komu vísindamenn frá Þýskalandi og Svíþjóð fyrir nýju stafrænu gagnaöflunarkerfi, mjög nákvæmri atómklukku og þrýstijöfnuðum hörðum diskum sem gátu skráð 4 gígabit á sekúndu í margar klukkustundir við mjög erfiðar aðstæður [6]. Gögnin — 4 terabæt frá hverjum sjónauka — voru send til Þýskalands og fór úrvinnslan fram í Max Planck Institute for Radio Astronomy í Bonn.
Þessi velheppnaða tilraun er sömuleiðis mikilvæg af annarri ástæðu. APEX sjónaukinn deilir staðsetningu og tækni með Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sjónaukaröðinni [7]. ALMA er enn í smíðum og mun að lokum samanstanda af 54 tólf metra breiðum loftnetum svipuðum APEX auk 12 smærri 7 metra breiðra loftneta. Verið er að kanna hvort hægt verði að tengja ALMA við kerfið. Ljóssöfnunarsvæði ALMA er miklu stærra svo athuganirnar gætu orðið tíu sinnum skarpari en þessar fyrstu tilraunir. Skuggi risasvartholsins í vetrarbrautinni okkar yrði í seilingarfjarlægð frá stjörnustöðvum framtíðarinnar.
Skýringar
[1] APEX er samstarfsverkefni Stofnunar Max Planck í útvarpsstjörnufræði (MPIfR) Onsala Space Observatory (OSO) og ESO, sem sér jafnframt um rekstur sjónaukans. APEX er undanfari næstu kynslóðar hálfsmillímetra sjónauka, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sem verið er að smíða og starfrækja á sama stað.
[2] Event Horizon sjónaukaverkefnið er alþjóðlegt samstarfsverkefni undir stjórn MIT Haystack Observatory í Bandaríkjunum.
[3] Submillimeter Array (SMA) á Mauna Kea á Hawaii samanstendur af átta 6 metra breiðum loftnetum sem starfrækt er af Smithsonian Astrophysical Observatory í Bandaríkjunum og Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Taívan).
[4] Submillimeter Telescope (SMT) er 10 metra breitt loftnet á Grahamfjalli í Arizona undir stjórn Arizona Radio Observatory (ARO) í Tuscon í Arizona.
[5] Með óbeinum aðferðum hefur verið unnt að kanna fyrirbæri í fínni smáatriðum, til dæmis með örlinsuhrifum (sjá heic1116) eða miðgeimstindrun, en hér er um að ræða met fyrir beinar mælingar.
[6] Þessi kerfi voru þróuð samhliða í Bandaríkjunum (MIT Haystack Observatory) og í Evrópu (MPIfR, INAF — Instito di Radioastronomia Noto VLBI Station og HAT-Lab). Vetnismeysis tímastaðall (T4Science) var komið fyrir sem mjög nákvæmri atómklukku. SMT og SMA bjuggu þegar yfir slíkum búnaði fyrir VLBI.
[7] ALMA er alþjóðleg stjörnustöð byggð í samstarfi Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu.
Frekari upplýsingar
Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1229.University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir