Imagine simulată a găurii negre supermasive din galaxia M87, văzută în frecvențe multiple
Astronomii care lucrează cu Telescopul Orizontului Evenimentelor (Event Horizon Telescope - EHT) au creat o nouă metodă de a observa unde radio cu multiple frecvențe, ceea ce înseamnă că în curând vom putea capta imagini color ale găurilor negre supermasive.
Culoarea este un lucru interesant. Culoarea luminii este definită în fizică în funcție de frecvența sau lungimea ei de undă. Cu cât lungimea de undă este mai mare – sau frecvența mai mică – cu atât lumina este mai apropiată de capătul roșu al spectrului. Pe măsură ce ne apropiem de capătul albastru, lungimile de undă devin mai scurte, iar frecvențele mai mari. Fiecare frecvență sau lungime de undă are propria sa culoare unică.
Desigur, noi nu percepem asta în mod direct. Ochii noștri văd culorile cu ajutorul a trei tipuri diferite de celule cu conuri din retină, sensibile la frecvențele asociate luminii roșii, verzi și albastre. Mintea noastră folosește apoi aceste date pentru a crea o imagine color. Camerele digitale funcționează într-un mod similar. Ele au senzori care captează lumina roșie, verde și albastră. Ecranul computerului folosește apoi pixeli roșii, verzi și albaștri, „păcălind” creierul să vadă o imagine color.
Deși nu putem vedea undele radio, telescoapele radio pot „vedea” culori, cunoscute ca benzi. Un detector poate capta un interval îngust de frecvențe, cunoscut sub numele de bandă de frecvență, într-un mod similar cu modul în care detectoarele optice captează culorile. Observând undele radio în diferite benzi de frecvență, astronomii pot crea o imagine „color”.
Însă acest lucru nu este lipsit de probleme. Majoritatea telescoapelor radio pot observa o singură bandă la un moment dat. Așadar, astronomii trebuie să observe un obiect de mai multe ori, în benzi de frecvență diferite, pentru a crea o imagine color. Pentru multe obiecte, acest lucru este perfect acceptabil, dar pentru obiectele care se schimbă rapid sau care au o dimensiune aparentă mică, nu funcționează. Imaginea se poate schimba atât de repede, încât nu poți suprapune imaginile. Imaginează-ți că aparatul foto al telefonului tău ar avea nevoie de o zecime de secundă pentru a capta fiecare culoare a unei imagini. Ar fi în regulă pentru o fotografie de peisaj sau un selfie, dar pentru o poză în mișcare, imaginile diferite nu s-ar alinia.
Aici intervine noua metodă. Echipa a folosit o tehnică numită transferul fazei de frecvență (frequency phase transfer – FPT) pentru a depăși distorsiunile atmosferice ale undelor radio. Observând undele radio cu lungimea de undă de 3 mm, echipa poate urmări modul în care atmosfera distorsionează lumina. Acest lucru este similar cu modul în care telescoapele optice folosesc un laser pentru a urmări schimbările atmosferice. Echipa a demonstrat că poate observa emisiile simultan pentru lungimile de undă de 3 mm și 1 mm și poate folosi această observație pentru a corecta și face mai clară imaginea obținută la 1 mm. Corectând astfel distorsiunile atmosferice, astronomii pot capta imagini succesive în benzi radio diferite și apoi le pot corecta pe toate pentru a crea o imagine color de înaltă rezoluție.
Această metodă este încă în fază incipientă, iar acest ultim studiu este doar o demonstrație a tehnicii. Dar dovedește că metoda poate funcționa. Așadar, proiecte viitoare precum EHT de nouă generație (ngEHT) și Exploratorul de Găuri Negre (Black Hole Explorer - BHEX) vor putea construi pe baza acestei metode. Iar asta înseamnă că vom putea vedea găuri negre în direct și în culori.
Traducere după Live and in color (CC BY-NC) de Brian Koberlein.
