Pierwsze światło instrumentu przyglądającego się czarnym dziurom

daf30d03da42a5291604b3fcca07f0d0_L

Przybliżanie czarnych dziur to główne zadanie nowego instrumentu GRAVITY zainstalowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile. Podczas pierwszych obserwacji GRAVITY z powodzeniem połączył promieniowanie zebrane przez wszystkie cztery teleskopy pomocnicze. Duży zespół europejskich astronomów i inżynierów pracujących pod kierownictwem Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics w Garching, który zaprojektował i zbudował GRAVITY jest zachwycony osiągniętymi przez instrument wynikami.

Podczas tych wstępnych testów instrument zdołał wykonać wiele rzeczy jako pierwszy w historii. Jest to największy jak dotąd instrument wykorzystujacy interferometr VLT.

GRAVITY łączy promieniowanie zbierane przez wiele teleskopów i tworzy z niego wirtualny teleskop o średnicy 200 metrów – technika ta zwana jest interferometrią. Dzięki niej astronomowie mogą dużo dokładniej przyjrzeć się szczegółom obiektów astronomicznych niż byłoby to możliwe za pomocą pojedynczego teleskopu.

Zooming in on black holes is the main mission for the newly installed instrument GRAVITY at ESO’s Very Large Telescope in Chile. During its first observations, GRAVITY successfully combined starlight using all four Auxiliary Telescopes.

Od lata 2015 roku międzynarodowy zespół astronomów i inżynierów kierowany przez Franka Eisenhauera (MPE, Garching, Niemcy) instalował instrument w specjalnie do tego przystosowanych tunelach pod Bardzo Dużym Teleskopem w Obserwatorium Paranal w północnym Chile. To pierwszy etap przekazywania instrumentu GRAVITY do użytku z Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Teraz udało się osiągnąć kluczowy krok milowy: po raz pierwszy instrument skutecznie połączył promieniowanie zebrane przez cztery teleskopy VLT.

„Podczas uzyskiwania pierwszego światła i po raz pierwszy w historii interferometrii wielkobazowej w astronomii optycznej, instrument GRAVITY mógł wykonywać ekspozycje kilkuminutowe co stanowi kilkaset razy dłuższy czas niż było to możliwe wcześniej,” skomentował Frank Eisenhauer. „GRAVITY otworzy obserwacje intereferometryczne w zakresie optycznym na dużo słabsze obiekty.”

Zooming in on black holes is the main mission for the newly installed instrument GRAVITY at ESO’s Very Large Telescope in Chile. During its first observations, GRAVITY successfully combined starlight using all four Auxiliary Telescopes.

W ramach pierwszych obserwacji zespół przyjrzał się jasnym, młodym gwiazdom tworzącym Gromadę Trapez mieszczącą się w sercu regionu gwiazdotwórczego w Orionie. Już w ramach tych pierwszych obserwacji, dane z GRAVITY pozwoliły dojrzeć, że jeden z komponentów gromady w rzeczywistości jest gwiazdą podwójną.

Kluczem do sukcesu było ustabilizowanie wirtualnego teleskopu na wystarczająco długi okres czasu przy wykorzystaniu promieniowania gwiazdy referencyjnej tak, aby długa ekspozycja na innym, dużo słabszym obiekcie była możliwa. Co więcej astronomom udało się ustabilizować światło z czterech teleskopów jednocześnie – coś czego nigdy wcześniej nie udało się dokonać.

 

Gdyby na Księżycu były budynki, GRAVITY byłby w stanie je dostrzec. Tak ekstremalnie wysoka rozdzielczość obrazowania ma bardzo wiele zastosowań, jednak głównym jej przeznaczeniem będzie badanie otoczenia czarnych dziur.

W szczególności GRAVITY będzie zajmował się badaniem tego co się dzieje w wyjątkowo silnym polu grawitacyjnym w pobliżu horyzontu zdarzeń wokół supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej – stąd też z resztą pochodzi nazwa instrumentu. To region, w którym zachowanie opisywane jest ogólną teorią względności Einsteina. Oprócz tego, GRAVITY odkryje przed nami akreowanie masy i emisję dżetów – procesy zachodzące wokół dopiero co powstałych gwiazd (YSO) oraz wokół supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk.  Instrument przydatny będzie także do badania układów podwójnych, egzoplanet i badania powierzchni gwiazd.

Jak dotąd GRAVITY przetestowany został na czterech 1.8-metrowych Teleskopach Pomocniczych  (Auxiliary Telescopes). Pierwsze obserwacje przy wykorzystaniu czterech ośmiometrowych teleskopów VLT zaplanowano na drugą połowę 2016 roku.

Źródło: ESO