Лазерные технологии повысят четкость изображений чёрных дыр, полученных с помощью радиотелескопов

Специалисты из Корейского института науки и технологий (KAIST) создали метод, основанный на использовании лазерных частотных гребёнок, для точной синхронизации работы радиотелескопов. Благодаря этому станет возможным получение более детализированных изображений чёрных дыр и других удалённых космических объектов.

Метод основан на принципе интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI), предполагающей одновременное наблюдение за одним и тем же объектом несколькими радиотелескопами, что позволяет создать эффект работы единого, очень большого телескопа. Главная задача заключается в обеспечении точной синхронизации фаз радиосигналов, принимаемых каждым телескопом. Электронные методы, используемые ранее, оказываются неэффективными, поскольку микровибрации опорного сигнала, возникающие при увеличении частоты наблюдений, усложняют калибровку фазы.

Интеграция лазерной частотной гребёнки непосредственно в радиотелескоп стала решением поставленной задачи. Частотная гребёнка представляет собой лазер, генерирующий десятки тысяч частот с высокой точностью и с одинаковыми интервалами. Эти интервалы могут быть настроены с точностью, сравнимой с атомными часами, что позволяет считать её «сверхточным эталоном». Специалисты из KAIST предложили использовать лазеры для создания опорного сигнала, что позволило одновременно решить вопросы генерации опорного сигнала и калибровки фазы.

На радиотелескопе Ёнсе, входящем в состав Корейской сети VLBI (KVN), была проведена проверка новой технологии. Исследователям удалось зафиксировать устойчивые интерференционные картины между радиотелескопами и убедиться в возможности точной настройки фазы. Недавно система была внедрена на радиотелескопе KVN SNU Пхёнчхан, что предоставит возможность проведения экспериментов с одновременным использованием нескольких наблюдательных пунктов.

Не пропустите:  Google отказалась от цели достижения углеродной нейтральности к 2030 году

Предполагается, что новая технология не только обеспечит получение более качественных изображений чёрных дыр, но и существенно уменьшит ошибки, связанные с задержкой фазы между инструментами, что долгое время являлось препятствием для наблюдений в технологии VLBI.

Технология VLBI позволяет объединять информацию, полученную с телескопов, расположенных на расстоянии тысяч километров друг от друга, что обеспечивает высокое угловое разрешение, сопоставимое с разрешением телескопа, диаметр которого равен размеру Земли. Это особенно важно при исследовании удалённых и малоразмерных объектов, к примеру, активных ядер галактик и чёрных дыр.

Данная технология, помимо использования в астрономических исследованиях, может найти применение в других сферах, где необходимы высокоточные измерения пространства и времени, таких как межконтинентальное сравнение атомных часов, космическая геодезия и мониторинг космических аппаратов, находящихся на большом расстоянии.

Похожие статьи