Vedcom sa pomocou teleskopov ALMA a ďalších zariadení podarilo dosiahnuť doteraz najväčšie rozlíšenie zo zemského povrchu. Pri testoch detegovali žiarenie zo vzdialených galaxií na frekvencii približne 345 GHz, čo zodpovedá vlnovej dĺžke 0,87 mm.
Združenie vedcov okolo sústavy rádioteleskopov Event Horizon Telescope (EHT) odhaduje, že v budúcnosti budú schopní získať snímky čiernych dier o 50 % detailnejšie než doteraz a zamerať sa tak na oblasť bezprostredne za hranicou blízkych superhmotných čiernych dier. Budú tiež môcť zobraziť viac čiernych dier než kedykoľvek predtým.
Teleskop veľkosti Zeme
Združenie EHT zverejnilo v roku 2019 snímky M87*, superhmotnej čiernej diery v centre galaxie M87, a v roku 2022 snímky Sgr A*, čiernej diery v srdci našej Mliečnej cesty. Snímky vznikli prepojením niekoľkých rádiových observatórií po celej planéte technikou nazývanou interferometria s veľmi dlhou základňou (VLBI), čím vznikol jeden virtuálny rádioteleskop s veľkosťou Zeme.
Keď astronómovia chcú dosiahnuť lepšie rozlíšenie, využívajú väčšie teleskopy alebo väčšiu vzdialenosť medzi observatóriami pracujúcimi ako časti interferometra. No keďže virtuálny ďalekohľad EHT už mal veľkosť Zeme, ďalšie zlepšenie rozlíšenia si žiadalo iný prístup. Tým je pozorovať žiarenie s kratšou vlnovou dĺžkou. S EHT sme videli prvé snímky čiernych dier na vlnovej dĺžke 1,3 mm, ale jasný prstenec, ktorý vzniká ohybom žiarenia gravitačným pôsobením čiernej diery, bol rozmazaný, pretože sme ho pozorovali na hranici rozlíšenia, objasňuje Alexander Raymond z Laboratória prúdového pohonu v USA. Na vlnovej dĺžke 0,87 mm budú snímky ostrejšie a detailnejšie, čo isto odhalí nové vlastnosti – predpovedané, ale možno aj nepredpovedané.
Detailnejšie čierne diery
Vedci už pokusne pozorovali na vlnovej dĺžke 0,87 mm vzdialené jasné galaxie. Namiesto celej sústavy EHT využili dve menšie sústavy, z ktorých obe zahŕňali ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a Atacama Pathfinder Experiment (APEX) v púšti Atacama v Čile. V rámci tohto experimentu dosiahli rozlíšenie 19 oblúkových mikrosekúnd, historicky najväčšie rozlíšenie z povrchu Zeme.
Zatiaľ sa však nepodarilo získať snímky. Hoci detegovali žiarenie z niekoľkých vzdialených galaxií, počet antén nebol dostatočný na rekonštrukciu obrazu. Test však otvoril nové možnosti štúdia čiernych dier. S plnou sústavou by EHT mohol pozorovať detaily s veľkosťou iba 13 oblúkových mikrosekúnd, čo zodpovedá pozorovaniu vrchnáka fľašky na povrchu Mesiaca zo Zeme. Na vlnovej dĺžke 0,87 mm získajú astronómovia snímky s rozlíšením o 50 % väčším než predtým zverejnené snímky M87* a Sgr A*. Navyše je tu potenciál na pozorovanie vzdialenejších, menších a slabších čiernych dier.
Dovidieť cez atmosféru
Astrofyzik Sheperd Doeleman priblížil: Sledovanie zmien v okolitom plyne na rôznych vlnových dĺžkach nám pomôže vyriešiť záhadu, ako čierne diery priťahujú aj nabaľujú hmotu a ako vznikajú silné výtrysky, ktoré z nich vychádzajú a dosahujú galaktické vzdialenosti. Použitie techniky VLBI na vlnovej dĺžke 0,87 mm predstavovalo výzvu: napríklad vodná para v atmosfére pohlcuje žiarenie oveľa viac než na vlnovej dĺžke 1,3 mm. V kombinácii s atmosférickými turbulenciami, nárastom šumu na kratších vlnových dĺžkach a nestálosťou poveternostných podmienok je pokrok v oblasti kratších vlnových dĺžok pre VLBI pomalý. S novými detekciami sa to však zmenilo.
Pozorovania na vlnovej dĺžke 0,87 mm sú prelomové, pretože otvárajú nové pozorovacie okno pre štúdium superhmotných čiernych dier, konštatuje Thomas Krichbaum z nemeckého Inštitútu Maxa Plancka pre rádioastronómiu. V budúcnosti umožní kombinácia rádiových ďalekohľadov IRAM v Španielsku a NOEMA vo Francúzsku s rádioteleskopmi ALMA a APEX zobraziť ešte slabšie zdroje žiarenia, než to bolo možné doteraz, a to na dvoch vlnových dĺžkach – 1,3 mm a 0,87 mm – súčasne.
RNDr. Zdeněk Komárek
