eso1229no — Pressemelding

APEX deltok i den skarpeste observasjon noensinne

Teleskoper i Chile, Arizona og på Hawaii ser to millioner ganger skarpere enn det menneskelige øye

18 July 2012

Et internasjonalt astronomteam har observert hjertet til en fjern kvasar med rekordhøy oppløsning, to millioner ganger skarpere enn hva det menneskelige øye er i stand til. Observasjonene ble utført ved å koble teleskopet Atacama Pathfinder Experiment (APEX [1]) sammen med to andre teleskoper som befinner seg andre steder på kloden. Det er første gang denne sammenkoblingen prøves, og den markerer et avgjørende steg mot det spektakulære vitenskapelige målet til prosjektet "Event Horizon Telescope" [2]: å avbilde det supermassive sorte hullet som finnes i sentrum av Melkeveien og andre galakser.

Astronomene koblet APEX-teleskopet i Chile sammen med Submillimeter Array (SMA) [3] på Hawaii og Submillimeter Telescope (SMT) [4] i Arizona i USA, og foretok deretter den skarpeste direkte observasjon noensinne [5]. Teleskopene var rettet mot senteret til en fjern galakse, den lyssterke kvasaren 3C 279, som huser et supermassivt sort hull på omtrent en milliard ganger Solas masse. Den er så langt unna Jorda at lyset har brukt over fem milliarder år på å nå fram til oss. APEX er et samarbeidsprosjekt mellom Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. ESO er ansvarlig for den daglige driften av teleskopet.

Teleskopene ble koblet sammen med en teknikk kalt Very Long Baseline Interferometry (VLBI) på engelsk. Større teleskoper gir skarpere observasjoner, og interferometriteknikken gjør at flere teleskoper kan kobles sammen og fungere som ett stort teleskop med samme størrelse som den største avstanden mellom dem. Med VLBI oppnår man altså de skarpeste observasjonene ved å gjøre avstanden mellom teleskopene så stor som mulig. For kvasarobservasjonene tok forskerteamet i bruk tre teleskoper for å lage et interferometer med følgende avstander: 9447 km fra Chile til Hawaii, 7174 km fra Chile til Arizona og 4627 km fra Arizona til Hawaii. APEX i Chile var en viktig brikke, siden dette teleskopet bidro til de lengste avstandene ("baselines").

Observasjonene ble gjort på radiobølgelengder, nærmere bestemt 1,3 millimeters bølgelengde. Det er første gang det er foretatt observasjoner på så korte bølgelengder med teleskoper plassert så langt unna hverandre som i denne studien. Observasjonene oppnådde en skarphet, eller vinkeloppløsning, på 28 mikrobuesekunder, tilsvarende ca. 8 milliarddels grad. Dette er utrolige to millioner ganger bedre enn vårt menneskelige syn. Så gode observasjoner av kvasaren lar forskerne se detaljer som måler mindre enn et lysår – en bemerkelsesverdig prestasjon for et objekt som er flere milliarder lysår unna.

Observasjonene er en milepæl mot målet om å avbilde supermassive sorte hull og områdene rundt dem. Framtidige planer går ut på å koble til enda flere teleskoper for til slutt å lage det såkalte Event Horizon Telescope – Hendelseshorisontteleskopet. Det vil kunne avbilde skyggen av det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveigalaksen vår og andre nære galakser. Skyggen, et mørkt område som sees mot en lysere bakgrunn, skyldes at lyset bakenfor bøyes av det sorte hullets enorme gravitasjonskraft. Et slikt funn vil være det første direkte observasjonell bevis for eksistensen av en hendelseshorisont, grensen rundt et sort hull hvorfra selv ikke lys kan unnslippe.

Dette er første gang APEX har deltatt i VLBI-observasjoner. Det vellykkede eksperimentet er et resultat av tre års hardt arbeid ved APEX på Chajnantor-sletten 5000 moh. i de chilenske Andesfjellene, hvor det atmosfæriske lufttrykket bare er halvparten av hva det er ved havnivå. For å klargjøre APEX til VLBI-observasjonene, installerte forskere fra Tyskland og Sverige et nytt digitalt datainnsamlingssystem, et svært presist atomur og lufttette dataopptakere som kan lagre 4 gigabit per sekund i timer av gangen under de vanskelige miljøforholdene på høysletten [6]. Dataene – 4 terabyte fra hvert av de tre teleskopene – ble sent på harddisker til Tyskland og prosessert ved Max Planck Institut für Radioastronomie i Bonn.

Den vellykkede tilkoblingen av APEX er også viktig av en annen grunn. APEX deler nemlig beliggenhet og mange teknologiske aspekter med det nye ALMA-teleskopet (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). ALMA er fortsatt under bygging og vil til slutt bestå av 54 antenner med samme diameter som APEX (12 meter), pluss 12 mindre antenner (7 meters diameter). For tiden undersøker man om også ALMA kan kobles til teleskopnettverket. ALMAs mange antenner vil kunne øke følsomheten til observasjonene ti ganger sammenlignet med de innledende testene som presenteres her. Å direkte se skyggen av Melkeveiens supermassive sorte hull vil i så fall være innen rekkevidde for framtidige interferometriobservasjoner.

Fotnoter

[1] APEX er et samarbeidsprosjekt mellom Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. ESO er ansvarlig for driften av teleskopet på Chajnantor-platået. APEX er et foregangsprosjekt for neste generasjons submillimeterteleskop, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), som nå bygges og drives på samme fjellplatå.

[2] Event Horizon Telescope, eller Hendelseshorisontteleskopet på norsk, er et internasjonalt samarbeidsprosjekt ledet av MIT Haystack Observatory i USA.

[3] Submillimeter Array (SMA) på Mauna Kea på Hawaii består av åtte 6-metersantenner og drives av Smithsonian Astrophysical Observatory (USA) og Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Taiwan).

[4] Submillimeter Telescope (SMT) på 10 meter i diameter på toppen av Mount Graham i Arizona drives av Arizona Radio Observatory (ARO) i Tucson i delstaten Arizona (USA).

[5] Enkelte indirekte teknikker har vært brukt for å studere enda mindre detaljer, f.eks. mikrolinsing (se heic1116) og interstellar scintillasjon. Rekorden som omtales her, gjelder altså direkte observasjoner.

[6] Disse systemene ble utviklet parallelt i USA (MIT-Haystack observatory) og i Europa (MPIfR, INAF – Istituto di Radioastronomia Noto VLBI Station, og HAT-Lab). En hydrogenmaser (T4Science) ble installert for å gjøre jobben som nøyaktig atomur. De to andre teleskopene, SMT og SMA, var allerede utrustet for VLBI-observasjoner.

[7] Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeidsprosjekt mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ESO er den europeiske partner i ALMA.

Mer informasjon

I 2012 feirer European Southern Observatory (ESO) 50-årsjubileum. ESO er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 40 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Alan Roy
APEX VLBI Project Lead, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tlf.: +49 228 525 191
E-post: aroy@mpifr-bonn.mpg.de

Thomas Krichbaum
APEX VLBI Project Scientist, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tlf.: +49 228 525 295
E-post: tkrichbaum@mpifr-bonn.mpg.de

Shep Doeleman
MIT Haystack Observatory
Westford, USA
Tlf.: +1 781 981 5400 x5904
E-post: dole@haystack.mit.edu

Michael Lindqvist
Onsala Space Observatory
Onsala, Sweden
Tlf.: +46 31 772 5508
E-post: michael.lindqvist@chalmers.se

Lucy Ziurys
Director, Arizona Radio Observatory
Tucson, USA
Tlf.: +1 520 621-6525
E-post: lziurys@as.arizona.edu

Jonathan Weintroub
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, USA
Tlf.: +1 617 495 7319
E-post: jweintroub@cfa.harvard.edu

Douglas Pierce-Price
APEX Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1229 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1229no
Navn:3C 279
Type:• Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Atacama Pathfinder Experiment

Bilder

Kunstnerisk framstilling av kvasaren 3C 279
Kunstnerisk framstilling av kvasaren 3C 279
Posisjonene til teleskopene brukt i VLBI-observasjonene av kvasaren 3C 279
Posisjonene til teleskopene brukt i VLBI-observasjonene av kvasaren 3C 279
Atacama Pathfinder Experiment (APEX)
Atacama Pathfinder Experiment (APEX)
Submillimeter Telescope (SMT) ved Arizona Radio Observatory
Submillimeter Telescope (SMT) ved Arizona Radio Observatory
Submillimeter Array (SMA) på Mauna Kea på Hawaii
Submillimeter Array (SMA) på Mauna Kea på Hawaii
Posisjonen til kvasaren 3C 279 i stjernebildet Jomfruen
Posisjonen til kvasaren 3C 279 i stjernebildet Jomfruen

Videoer

Kunstnerisk framstilling av kvasaren 3C 279
Kunstnerisk framstilling av kvasaren 3C 279
Posisjonene til teleskopene brukt i VLBI-observasjonene av kvasaren 3C 279
Posisjonene til teleskopene brukt i VLBI-observasjonene av kvasaren 3C 279
Kunstnerisk framstilling av kvasaren 3C 279 (alternativ utgave)
Kunstnerisk framstilling av kvasaren 3C 279 (alternativ utgave)

Se også