Нестандартний підхід: астрономи виміряли діаметр віддалених зір за допомогою гамма-телескопів

Уявлення художника про те, як інтерферометрія дозволить отримувати зображення зірок. CfA, M. Weiss

Група астрономів з Гарвардського та Смітсоніанівського центрів астрофізики та з Університету Юти повідомила, що їм вдалося виміряти діаметр віддалених зірок новим методом. Для цього вони об’єднали потужності кількох наземних телескопів, що працюють у гамма-діапазоні.

Система VERITAS

У космосі безліч зірок, які віддалені від нас на неймовірні відстані. Переважну більшість з них ми бачимо не завдяки їхньому розміру, а завдяки тій колосальній енергії, яку вони випромінюють. Через це розгледіти диск зорі надзвичайно складно. Навіть у найпотужніші телескопи абсолютна більшість зірок виглядають точковими джерелами випромінювання.

За таких умов розмір більшості зір дослідники встановлюють зі значним наближенням. Цифри встановлюють, виходячи скоріше з астрофізичних уявлень про те, якими ці зірки мають бути, ніж з прямих вимірювань. Однак американським дослідникам з проєкту VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) схоже це вдалося. Взагалі проєкт VERITAS призначений зовсім не для цього. Його мета – пошук надзвичайно слабких спалахів черенковського випромінювання, які виникають у земній атмосфері, коли до неї потрапляють космічні гамма-промені.

Масив приймачів VERITAS. Джерело: Wikimedia

З цією метою і були об’єднані в одну велику систему кілька гамма-телескопів, розташованих в Аризоні. Коли група приймачів (наприклад телескопів) приймає сигнал на великій відстані та з різницею у часі його отримання, виникає ширша картина – такий метод називається інтерферометрією. У цьому випадку йдеться про гамма-інтерферометрію. Сам комплекс VERITAS може виконувати свою основну місію лише у дуже темні ночі, коли у небі немає світла від Місяця.

Що роблять гамма-астрономи місячними ночами?

Але такі ночі припадають лише на чверть усього часу, тож на решту часу масив гамма-телескопів було вирішено використовувати для інших завдань. Зокрема і для оцінки розміру віддалених зірок. Дослідники звернули свою увагу на пару гарячих яскравих гігантів – Бету Великого Пса, що знаходиться у 500 світлових роках від нас та Епсилон Оріона (Альнілам, середня зоря поясу Оріона), що у 2000 світлових років від нас.

Альнілам на зоряному небі. Джерело: uk.wikipedia.org

За допомогою віртуальної гамма-інтерферометрії було досягнуто неймовірної роздільної здатності та виміряно розмір дисків цих двох зірок. Звичайно, що були отримані тільки кутові значення. Для Бети Великого Пса це значення виявилося рівним 0,523 кутової мілісекунди, а для Епсилон Оріона – 0,631 кутової мілісекунди. Проте знаючи відстань до об’єкта, неважко порахувати його реальні розміри.

Інтерферометрія майбутнього

Дане дослідження цікаве тим, що у перспективі за допомогою цього методу можна не тільки вимірювати діаметри об’єктів, але й отримувати зображення їхньої поверхні. Власне, інтерферометрія використовується вже більш як 50 років, однак саме зараз її можливості розкриваються повною мірою. Раніше дані з великої кількості антен було достатньо важко сумувати через переважне застосування аналогових технологій.

УРАН-2, частина системи радіоінтерферометрів НАН України. Джерело: Wikimedia.

Нині ж комп’ютерні програми дозволяють якісно «складати» сигнали як у просторі, так і у часі навіть для дуже віддалених телескопів. Прикладом може бути зображення чорної діри, отримане «віртуальним» телескопом горизонту подій. Схоже, що подібні проєкти стануть мейнстримом в астрономії у найближче десятиліття. Будемо сподіватися, що Україна у них візьме участь, адже нам є що запропонувати у цій галузі.

Nature Astronomy (2020), doi: 10.1038/s41550-020-1143-y.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

2 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також