Pressemeddelelse

APEX deltager i de skarpeste observationer nogensinde

18. juli 2012

Teleskoper i Chile, Hawaii og Arizona har lavet observationer, der er to millioner gange skarpere end det er muligt med det menneskelige øje.

Et internationalt hold af astronomer har observeret hjertet af en fjern kvasar med hidtil udset skarphed, to millioner gange skarpere end det er muligt med det menneskelige øje. Observationerne er lavet ved for første gang at sammenkoble Atacama Pathfinder Experiment (APEX) teleskopet [1] med to andre teleskoper på forskellige kontinenter. Det er et afgørende skridt i retning mod det dramatiske videnskabelige mål for ”Event Horizon Telescope”-projektet [2]: at lave billeder af supertunge sorte huller i midten af vores egen og andre galakser.

Astronomer sammenkoblede APEX i Chile med Submillimeter Array (SMA) [3] i Hawaii, USA og Submillimeter Telescope (SMT) [4] i Arizona, USA. De var i stand til at lave de hidtil skarpeste direkte observationer [5] af en fjern galakses centrum, den lysstærke kvasar 3C 279. Den indeholder et supertungt sort hul, der er omkring en milliard gange tungere end Solen og ligger så langt fra Jorden, at det har taget dens lys fem milliarder år om at nå os. APEX er et samarbejde mellem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. APEX drives af ESO.

Teleskoperne blev koblet sammen med en teknik, der kaldes Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Større teleskoper kan lave skarpere observationer og interferometri gør det muligt at få teleskoper til at virke som ét stort teleskop på størrelse med adskillelsen – eller ”baseline” – imellem dem. Når man bruger VLBI kan de skarpeste observationer laves ved at gøre afstanden mellem teleskoperne så stor som muligt. Til deres kvasar-observationer anvendte holdet de tre teleskoper til at skabe et interferometer med en transkontinental baseline på 9447 km fra Chile til Hawaii, 7174 km fra Chile til Arizona og 4627 fra Arizona til Hawaii. Det var helt afgørende at få APEX i Chile koblet på netværket, da det bidrog med de længste baselines.

Observationerne indfangede radiobølger med en bølgelængde på 1,3 millimeter. Det er første gang observationer med en så kort bølgelængde er lavet med så lange baselines. Observationerne opnåede en skarphed, eller vinkelopløsning, på kun 28 mikrobuesekunder – omkring en otte milliardtedel af en grad. Det svarer til at kunne skelne detaljer imponerende to millioner gange bedre end det menneskelige øje. Så skarpe observationer kan undersøge områder med en størrelse mindre end et lysår i kvasaren – en bemærkelsesværdig bedrift for et mål, der ligger milliarder af lysår væk.

Observationerne repræsenterer en ny milepæl mod at lave billeder af sorte huller og deres omgivelser. I fremtiden er det planen at sammenkoble endnu flere teleskoper og derved skabe det såkaldte Event Horizon Telescope. Dette teleskop vil være i stand til at lave billeder af skyggen af det supertunge sorte hul i midten af vores galakse, Mælkevejen, såvel som i andre nærtliggende galakser. Skyggen – et mørkt område set mod en lysere baggrund – opstår, fordi det sorte hul afbøjer lyset og vil være den første direkte observation, der peger på eksistensen af et sort huls begivenhedshorisont, grænsen hvorfra selv ikke lyset kan undslippe.

Eksperimentet er første gang APEX har deltaget i VLBI-observationer og det er kulminationen af tre års hårdt arbejde på APEX’ højtliggende lokalitet på den 5000 meter høje Chajnantor-højslette i de chilenske Andesbjerge. Her er det atmosfæriske tryk kun omkring halvt så stort som ved havniveau. For at gøre APEX klar til VLBI installerede forskere fra Tyskland og Sverige nye digitale dataopsamlings-systemer, et meget præcist atomur og tryksatte dataoptagere, der kunne optage fire gigabits pr. sekund i mange timer under udfordrende miljøforhold [6]. De indsamlede data – fire terabytes fra hvert teleskop – blev sendt til Tyskland på harddiske og bearbejdet på Max-Planck-Institut für Radioastronomie i Bonn.

Den succesfulde tilføjelse af APEX er også vigtig af en anden årsag. Teleskopet deler nemlig lokalitet og mange aspekter af sin teknologi med det nye Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) teleskop [7]. ALMA er under konstruktion og vil i sidste ende bestå af 54 paraboler med samme diameter på 12 meter som APEX samt 12 mindre paraboler med en diameter på syv meter. Muligheden for at koble ALMA på netværket er netop nu ved at blive undersøgt. Med det langt større lyssamlende areal for ALMAs paraboler ville observationerne kunne opnå en ti gange større følsomhed end disse indledende tests. Det ville bringe skyggen af Mælkevejens supertunge sorte hul indenfor rækkevidde af fremtidige observationer.

Noter

[1] APEX er et samarbejde mellem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. Driften af APEX på Chajnantor varetages af ESO. APEX baner vejen for næste generation af submillimeter-teleskop, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), der bygges og drives på samme højslette.

[2] Event Horizon Telescope-projektet er et internationalt samarbejde, der koordineres af MIT Haystack Observatory (USA).

[3] Submillimeter Array (SMA) på Mauna Kea, Hawaii, består af otte paraboler med en diameter på hver seks meter. Det drives af Smithsonian Astrophysical Observatory (USA) og Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Taiwan).

[4] Submillimeter Telescope (SMT) er 10 meter i diameter og står på toppen af Mount Graham i Arizona. Det drives af Arizona Radio Observatory (ARO) i Tucson, Arizona (USA).

[5] Nogle indirekte metoder er blevet anvendt til at undersøge finere detaljer som fx mikrolinse-effekt (se heic1116) eller interstellar scintillation, men det er en rekord for direkte observationer.

[6] Disse systemer blev udviklet parallelt i USA (MIT Haystack Observatory) og i Europa (MPIfR, INAF – Istituto di Radioastronomia Noto VLBI Station og HAT-Lab). En hydrogen-maser tidsstandard (T4Science) blev installeret som det meget præcise atomur. SMT og SMA var allerede blevet udstyret på tilsvarende måde til VLBI.

[7] Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (AMLA), en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. ESO er den europæiske partner i ALMA.

Mere information

I år 2012 er der 50-års jubilæum for grundlæggelsen af det Europæiske Syd Observatorium (ESO). ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Information om APEX
• APEX-teleskopet
• Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), Bonn, Tyskland
• Submillimeter Array, Hawaii
• Submillimeter Telescope, Arizona Radio Observatory
• Event Horizon Telescope
• MIT Haystack Observatory, USA
• INAF/Noto Digital BaseBand Converter Project
• ESO ALMA-websider
• Joint ALMA Observatory

Kontakter

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

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

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

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

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

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

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1229 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.