26 травня 2025 р.

Наступне вдосконалення Телескопа горизонту подій? Різнокольорові зображення чорних дір

Колір — це цікава річ. Фізики кажуть, що колір світла визначає його частота або довжина хвилі. Що довша довжина хвилі або що нижча частота, то більше світло зміщується до червоного краю спектра. Рухайтеся до синього краю, і довжини хвиль ставатимуть коротшими, а частоти вищими. Кожна частота або довжина хвилі має свій унікальний колір.

Звісно, ми його так не бачимо. Наші очі бачать колір за допомогою трьох різних типів колбочок у нашій сітківці, чутливих до червоної, зеленої та синьої частоти світла. Потім наш мозок використовує ці дані для створення кольорового зображення. Цифрові камери працюють аналогічно. Вони мають сенсори, які вловлюють червоне, зелене та синє світло. А червоні, зелені та сині пікселі екрана комп’ютера «обманюють» наш мозок, змушуючи його формувати кольорове зображення.

Хоча ми не можемо бачити радіовипромінювання, радіотелескопи можуть реєструвати кольори, відомі як смуги хвиль. Детектор може вловлювати вузький діапазон частот, відомий як смуга частот, що подібно до того, як оптичні детектори вловлюють кольори. Спостерігаючи за радіонебом у різних смугах частот, астрономи мають змогу створювати «кольорове» зображення.

Але це не позбавлено проблем. Більшість радіотелескопів реєструють лише одну смугу за раз. Тому астрономам доводиться спостерігати об’єкт кілька разів у різних смугах частот, щоб створити кольорове зображення. Для багатьох об’єктів це нормально, але для тих, що швидко змінюються, або з невеликим видимим розміром це не працює. Зображення може змінюватися так швидко, що ви не можете отримати сукупний знімок. Уявіть, що камері вашого телефону знадобилася б десята частина секунди, щоб зафіксувати кожен колір зображення. Це було б добре для пейзажної фотографії чи селфі, але для рухомого об’єкта різні зображення не збігалися б.

Саме тут і з’являється новий метод. Науковці використали метод, відомий як частотно-фазовий перенос (frequency phase transfer, FPT), щоб подолати атмосферні спотворення радіовипромінювання. Спостерігаючи радіонебо на довжині хвилі 3 мм, дослідники відстежують, як атмосфера спотворює світло. Це схоже на те, як оптичні телескопи використовують лазер для відстеження атмосферних коливань. Наукова група продемонструвала, як вона спостерігає небо одночасно на довжинах хвиль 3 мм та 1 мм і використовує це для корекції та підвищення чіткості зображення, отриманого на довжині хвилі 1 мм. Коригуючи атмосферні спотворення таким чином, радіоастрономи могли б послідовно знімати зображення в різних радіодіапазонах, а потім коригувати їх усі, щоб створити кольорове зображення високої роздільної здатності.

Цей метод ще перебуває на ранніх стадіях розробки, і це останнє дослідження є лише його демонстрацією. Але воно доводить, що метод може працювати. Тож майбутні проєкти, такі як EHT наступного покоління (ngEHT) та Black Hole Explorer (BHEX), зможуть спиратися на цей метод. А це означає, що ми зможемо побачити чорні діри наживо та в кольорі.

За інф. з сайту www.universetoday.com