Technika VLBI otwiera nowe horyzonty w radioastronomii

Astronomowie stworzyli wirtualny radioteleskop o rozmiarach Ziemi. Jest on w stanie wykryć obiekty 3000 razy mniejsze niż te, które dostrzec może Teleskop Kosmiczny Hubble'a. Wirtualne urządzenie, które zostało stworzone przez połączenie sygnałów z radioteleskopów umieszczonych na różnych kontynentach pracuje na najkrótszej dotychczas długości fali (2mm, co odpowiada 150GHz).

Współpracę międzynarodową podjęły dwa teleskopy w Arizonie - HHT (Heinrich Hertz Submillimeter Telescope) na Mt. Graham i 12-metrowy teleskop na Kitt Peak oraz teleskopy w Hiszpanii, Finlandii i Chile.

Lucy Ziurys, dyrektor Radioobserwatorium w Arizonie (części Obserwatorium Stewarda w Tucson) powiedziała: "Zarówno odległości pomiędzy teleskopami biorącymi udział we współpracy, jak i zdolność do detekcji fal o wyższych częstotoliwościach sprawiają, że moc tego teleskopu jest bezprecedensowa".

Astronomowie określają moc teleskopu w kategoriach rozdzielczości kątowej - zdolności do rozróżnienia dwóch obiektów znajdujących się blisko siebie na niebie. Rekordowa rozdzielczość kątowa teleskopu wynosi 50 mikrosekund, czyli około jedną stumilionową kąta sfery niebieskiej. Jak humorystycznie stwierdził Sheperd Doeleman z Haystack Observatory (MIT), "Rozdzielczość osiągnięta przez ten telekop jest równoważna sytuacji, gdy siedząc w Nowym Jorku bylibyśmy w stanie dostrzec wgłębienia w piłeczce golfowej znajdującej się w Los Angeles".

Ziurys, Sheperd Doeleman z Obserwatorium Haystacka w Massachusetts Institute of Technology (MIT), Thomas Krichbaum z Instytutu Maxa-Plancka w Bonn oraz Albert Greve z Institut de Radioastronomie Millemetrique (IRAM) są kierownikami poszczególnych zespołów realizujących projekt.

Największy radioteleskop na świecie zaczął powstawać w zeszłym roku, gdy Greve, Ziurys i Doeleman rozpoczęli próby z falami 2-milimetrowymi uzywając teleskopów na Kitt Peak oraz HHT. Najpierw połączono oddalone od siebie o ponad 150 kilometrów dwa teleskopy w Arizonie. "Stało się to ostatecznie możliwe w kwietniu tego roku, kiedy możliwość pracy w tych falach zyskał HHT" - powiedział Ziurys.

Potem przystąpiono do większego przedsięwzięcia, czyli uwspólnienia pomiarów z radioteleskopami umieszczonymi w Europie, szczególnie hiszpańskim, mającym pierwszorzędne znaczenie dla powodzenia projektu.

Teleskop zarejestrował sygnał radiowy od galaktyki znajdującej się ponad 3 miliardy lat świetlnych od nas. Obserwacja będzie użyteczna w rozwiązywaniu jednej z największych zagadek współczesnej astronomii - próbie odpowiedzi na pytanie w jaki sposób akywne galaktyki produkują energię.

Zwykłe galaktyki emitują tyle światła, ile wynosi suma mocy ich gwiazd. Galaktyki aktywne emitują go znacznie więcej. Nadmiar tej energii dociera z ich jąder. Astronomowie sądzą, że znajdują się tam masywne czarne dziury, miliardy razy cięższe niż Słońce i że to właśnie one napędzają źródła energii. Niektóre z jąder wyrzucają strumienie szybkich cząstek na odległości wielu milionów lat świetlnych poza galaktyki. Nie jest jednak jasne w jaki sposób te szybkie dżety są produkowane. Nowy radioteleskop będzie przystosowany do badania w jaki sposób dochodzi do ich powstawania.

Technika wykorzystująca kilka teleskopów na różnych kontynentach do równoczesnego zbierania emisji radiowych pochodzących z tego samego źródła zwana jest VLBI (Very Long Baseline Interferometry), w wolnym tłumaczeniu Interferometrią Wielkobazową.

Sygnały z każdego teleskopu są znakowane czasowo z dokładnością zegarów atomowych, nagrywane na taśmach magnetycznych i przetwarzane przez superkomputer. Wyniki otrzymane w ten sposób odpowiadają pomiarom hipotetycznego radioteleskopu o apreturze równej średnicy Ziemi.

Obserwacyjne plany na przyszłość obejmują skierowanie teleskopu na jądro galaktyki Drogi Mlecznej, aby zdetekować struktury znajdujące się w pobliżu jądra Galaktyki, gdzie mieści sie prawdopodobnie czarna dziura.

"Wiosną mie mieliśmy pewności, że wszystko będzie działać, lecz dotychczasowe rezultaty są czubkiem góry lodowej" - mówi Ziurys. - "Jesteśmy bardzo podekscytowani możliwościami tej techniki obserwacji".