Одна из самых впечатляющих технологий для исследования Вселенной

Naked ScienceНаука

Телескоп размером с Землю, или Как заглянуть в черные дыры

Анатолий Глянцев

Как создаются телескопы размером с нашу планету и даже больше? Можно ли с Земли разглядеть спичечный коробок на Луне? И что гигантские инструменты недавно рассказали нам о черных дырах? Naked Science рассказывает об одной из самых впечатляющих технологий для исследования Вселенной.

Недавно научный мир облетела новость: ученые в небывалых подробностях изучили блазар OJ 287. Блазар — это разновидность ядра галактики, в котором хозяйничает сверхмассивная черная дыра.

«В небывалых подробностях» — это перевод с сухого языка цифр фразы «с разрешением в 12 угловых микросекунд». Оно позволило «Радиоастрону» различить детали размером в доли светового года в блазаре, удаленном на миллиарды (!) световых лет. Благодаря уникальной зоркости инструмента астрономы проверили гипотезу, что в центре OJ 287 скрывается не одна, а целых две сверхмассивные черные дыры. Исследователи заключили, что эта модель хорошо согласуется с наблюдениями. Об этой новости Naked Science уже рассказывал, а сейчас мы поговорим о том, как достигается такое невероятное разрешение.

Что такое 12 угловых микросекунд? Оптический телескоп, имеющий такое разрешение, мог бы с Земли различить на Луне спичечный коробок, а не то что отпечаток ботинка астронавта. Жаль, что таких оптических телескопов не существует.

Зато существуют такие радиотелескопы. Правда, они изучают не следы астронавтов на Луне, а черные дыры, далекие галактики и природные космические лазеры (точнее, мазеры). Но это, согласитесь, не менее интересно.

Строго говоря, такой радиотелескоп был ровно один: российский «Радиоастрон». Его главной частью был космический аппарат «Спектр-Р». Запущенный в космос в 2011 году, он прекратил функционировать в 2019 году, проработав намного дольше положенного срока. За это время «Радиоастрон» пронаблюдал около 250 космических объектов и накопил четыре петабайта данных. Их обрабатывают и интерпретируют до сих пор. Вот и недавняя новость — тоже заслуга «Радиоастрона».

Но сам принцип, благодаря которому работал этот инструмент, очень давно используется для исследования Вселенной и регулярно приносит новые открытия. Например, именно так в 2019 году было получено нашумевшее первое изображение черной дыры (точнее, ее «тени»).

Системы, приносящие столь удивительные результаты, называются интерферометрами. Разберемся, как они работают и почему их часто называют телескопами размером с планету.

Изображения блазара OJ 287, полученные разными интерферометрами. Вверху слева — результат «Радиоастрона», верху справа — системы GMVA, внизу — системы VLBA. На иллюстрации приведены длины волн, угловые и линейные масштабы. Эллипс в левом нижнем углу каждого блока показывает минимальный размер разрешенной детали / (с) Eduardo Ros / MPIfR (Collage), Gómez et al., The Astrophysical Journal, 2022

Разрешение на любопытство

Посмотрите в ночное небо. Насколько тусклые звезды вы можете заметить? Теперь переведите взгляд на Луну. Насколько тонкие детали вы различаете? Вот вы и познакомились с двумя главными характеристиками астрономического инструмента: чувствительностью и разрешением. Первая — про способность выделять из фона слабые объекты. Вторая — про возможность разглядеть мелкие подробности объектов ярких. Понятно, что астрономов интересует «и то, и другое и можно без хлеба», но в этой статье мы поговорим о разрешении.

Как оно измеряется? Когда мы смотрим на далекий предмет, наш глаз оказывается в вершине треугольника, основание которого — этот самый предмет. Это проиллюстрировано ниже (масштаб цинично искажен).

Схема, иллюстрирующая природу углового разрешения / (с)NASA/AURA/STScI / Nika_Akin/Pixabay.com

Понятно, что чем меньше объект и чем дальше от нас он находится, тем меньше угол δ, под которым мы его видим. Разрешение, или

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

1990: Лихие и крутые 1990: Лихие и крутые

В январе 1991 года на Пушкинской площади открылся первый «Макдоналдс»

Esquire
Одна на миллион Одна на миллион

Почему девушки взваливают на себя больше, чем могут унести

Cosmopolitan
На том стоим На том стоим

Мода XXI века выступает за право женщины гордиться собственным телом

Vogue

Что было источником цунами, которое охватило весь земной шар?

Популярная механика
Палеопатологи обнаружили древнейшие свидетельства мастоидотомии Палеопатологи обнаружили древнейшие свидетельства мастоидотомии

мастоидотомии провели женщине, умершей в Испании в IV тысячелетии до нашей эры

N+1
Комета Галлея: факты о самой известной комете в истории Комета Галлея: факты о самой известной комете в истории

В последний раз комету Галлея видели в 1986 году

Популярная механика
От бумеров до альфа От бумеров до альфа

Теория поколений распространилась в виде мемов и героев. Кто из них вы?

Популярная механика
Пришельцы на Земле: 5 самых необычных животных Пришельцы на Земле: 5 самых необычных животных

Этих животных с легкостью можно принять за пришельцев

Популярная механика
Добровольцы помогли расшифровать одну из стенографических рукописей Чарльза Диккенса Добровольцы помогли расшифровать одну из стенографических рукописей Чарльза Диккенса

Впервые расшифровали более половины Тавистокского письмо Чарльза Диккенса

N+1
Не словом, а телом Не словом, а телом

Победить хаос можно, только держась друг друга

GQ
Продукты, которые все считают полезными, и совершенно напрасно Продукты, которые все считают полезными, и совершенно напрасно

Как эти продукты вводят нас в заблуждение?

Maxim
Есть или не есть? Есть или не есть?

Кому и в каких случаях полезно лечебное голодание

Лиза
Какие витамины нужно пить, чтобы пережить весну, быть спокойнее и крепко спать Какие витамины нужно пить, чтобы пережить весну, быть спокойнее и крепко спать

Что на самом деле нужно, чтобы оставаться здоровым в большом городе

GQ
Сергея Каптилкина Сергея Каптилкина

Как объехать лучшие винодельни за три дня

Forbes
Приказано: выжить Приказано: выжить

«Все плохо» – такими бывают ощущения родителей и их детей на пике пубертата

Psychologies
Как и когда лучше солить еду: скорее всего, вы делаете это неправильно Как и когда лучше солить еду: скорее всего, вы делаете это неправильно

Когда лучше солить еду: во время приготовления или после?

Популярная механика
Сапсёрфинг: удивительное катание на надувной доске Сапсёрфинг: удивительное катание на надувной доске

На такой доске можно поймать волну: морскую, океанскую или волну популярности

Популярная механика
Выбираем хобби! Популярные увлечения, на которые не нужно тратить много денег Выбираем хобби! Популярные увлечения, на которые не нужно тратить много денег

Ищешь, чем бы заняться, но не хочешь тратить много денег на свое увлечение?

Cosmopolitan
Одна вокруг света: автосервис на коленке и симфонический оркестр в горном тумане Одна вокруг света: автосервис на коленке и симфонический оркестр в горном тумане

159-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
100 дней с датчиком постоянного мониторинга сахара в крови. Эксперимент финского биохакера 100 дней с датчиком постоянного мониторинга сахара в крови. Эксперимент финского биохакера

Как влияет на метаболизм глюкозы сон, питание, стресс, спорт, настроение и сауна

Reminder
Наследство Жириновского. Почему российские партии переживут своих лидеров, но не переживут Путина Наследство Жириновского. Почему российские партии переживут своих лидеров, но не переживут Путина

Как болезнь Жириновского отразится на судьбе путинской политической системы

СНОБ
Как принимают экзамены на «права» в США, Германии, Японии, Великобритании и Китае. Как принимают экзамены на «права» в США, Германии, Японии, Великобритании и Китае.

Экзамен на право управления автомобилем — показатель уровня демократии в стран

Maxim
Голос разума: как Уитни Хьюстон меняла музыку и общество Голос разума: как Уитни Хьюстон меняла музыку и общество

Кого на самом деле мир лишился 11 февраля 2012 года?

Esquire
«Прозревая будущее: Краткая история предсказаний» «Прозревая будущее: Краткая история предсказаний»

Отрывок из книги «Прозревая будущее: Краткая история предсказаний» о нумерологии

N+1
Хеликс-пирсинг: виды проколов ушного хряща, заживление и другие нюансы Хеликс-пирсинг: виды проколов ушного хряща, заживление и другие нюансы

Необычный вид пирсинга наружного хряща

Cosmopolitan
Escape from Tarkov: системные требования и о чем вообще игра? Escape from Tarkov: системные требования и о чем вообще игра?

Какие требования для ПК выдвигает Escape from Tarkov и стоит ли в нее сыграть?

CHIP
Какая наука стоит за модными БАДами Какая наука стоит за модными БАДами

Рынок биологически активных добавок растет в мире и в России

Эксперт
5 удивительных фактов о самой глубоководной части океана 5 удивительных фактов о самой глубоководной части океана

Учёные до сих пор очень мало знают об этих сложных для изучения регионах

Популярная механика
Цифровая среда в помощь: почему любому бизнесу нужно мобильное приложение Цифровая среда в помощь: почему любому бизнесу нужно мобильное приложение

Какую роль в бизнесе играют мобильные приложения?

Популярная механика
Дело Аркадия Нейланда: почему в СССР несовершеннолетнего подростка приговорили к смертной казни? Дело Аркадия Нейланда: почему в СССР несовершеннолетнего подростка приговорили к смертной казни?

За что несовершеннолетнего в СССР приговорили к высшей мере наказания?

Популярная механика
Открыть в приложении