La svolta nell’Event Horizon Telescope: precisione migliorata del 50%.

L’Event Horizon Telescope (EHT) ha raggiunto un record di risoluzione in radioastronomia: per la prima volta sono state effettuate osservazioni ad una lunghezza d’onda di soli 0,87 mm (corrispondente a una frequenza di 345 GHz), consentendo la più alta risoluzione angolare della Terra. Telescopi esistenti fino ad oggi. Ciò consentirebbe di produrre in futuro immagini più nitide dei buchi neri e dei loro immediati dintorni. La risoluzione angolare aumenta al diminuire della lunghezza d’onda di osservazione, consentendo osservazioni a lunghezze d’onda più corte per fornire una visione più chiara degli immediati dintorni dei buchi neri.

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Un team internazionale di circa 140 ricercatori guidati da Alexander Raymond e Shepherd Doleman Segnalato su “The Astronomical Journal” Informazioni sulle osservazioni di test interferometriche di successo già effettuate nell’ottobre 2018 utilizzando la costellazione di telescopi ALMA, APEX, GLT, IRAM-30m e NOEMA. È stato possibile rilevare sorgenti radio utilizzando radiotelescopi lunghi fino a 9.500 km, che corrisponde a una risoluzione angolare di circa 19 microarcosecondi. È simile alla dimensione del tappo di una bottiglia di succo di frutta sulla luna. Lo spiega una dichiarazione dell’Istituto Max Planck per la radioastronomia (MPIfR) di BonnPer chiarire la precisione. MPIfR gestisce la struttura coinvolta nelle misurazioni Esperimento del telescopio Atacama Pathfinder (APEX).

Le osservazioni alla lunghezza d’onda di 0,87 mm rappresentano un miglioramento nella risoluzione di circa il 50% rispetto alle precedenti osservazioni EHT a 1,3 mm, consentendo una visione più chiara degli immediati dintorni dei buchi neri supermassicci come Sagittarius A* al centro della nostra Via Lattea o della nostra stessa galassia . M87* nella galassia Messier 87.

Secondo il gruppo di ricerca, per poter utilizzare questa lunghezza d’onda estremamente corta, è stato necessario superare notevoli sfide tecniche. L’atmosfera è significativamente opaca a 0,87 mm rispetto a lunghezze d’onda maggiori, rendendo le osservazioni più difficili. Inoltre, i telescopi devono essere sincronizzati con la massima precisione per consentire misurazioni interferometriche a distanze così grandi.

L’EHT utilizza la tecnologia VLBI (Very Long Baseline Interferometry), in cui i radiotelescopi distribuiti in tutto il mondo sono collegati tra loro come un unico telescopio gigante. Nuove osservazioni a 0,87 mm promettono non solo immagini più nitide dei buchi neri, ma anche nuove conoscenze sulla fisica dei loro ambienti estremi. In futuro, potrebbe essere possibile ottenere immagini direttamente della cosiddetta palla fotonica, la regione in cui la luce viene catturata in un percorso circolare attorno al buco nero.

Apre anche nuove possibilità per studiare i getti provenienti da molti nuclei galattici attivi. “A lunghezze d’onda più corte, possiamo avvicinarci alla fonte dei getti e capire meglio come si formano e accelerano”, spiega Raymond.

I ricercatori stanno già pianificando ulteriori miglioramenti alla rete EHT per aumentare la sensibilità e attrezzare più telescopi per l’osservazione a 0,87 mm. L’obiettivo in futuro è quello di riuscire a scattare non solo immagini fisse, ma anche “filmati” dell’ambiente dinamico dei buchi neri. “La combinazione dei telescopi IRAM in Spagna (IRAM-30m) e Francia (NOEMA) con ALMA e APEX consentirà in futuro di rilevare emissioni più piccole e più deboli di prima a due lunghezze d’onda, 1,3 mm e 0,87 mm, riprese a nello stesso momento.” dice Thomas Krichbaum di MPiFRuno dei coautori dell’articolo.

EHT: Progettato per fotografare i buchi neri

L’EHT è stato sviluppato per acquisire per la prima volta immagini dirette dei buchi neri. Nell’aprile 2019 ha rilasciato la prima immagine del buco nero nella galassia M87, seguita nel maggio 2022 con un’immagine del Sagittario A* al centro della Via Lattea.

La rete è composta da diversi radiotelescopi distribuiti in tutto il mondo, dalla Groenlandia all’Antartide. Le distanze tra ciascuna coppia di radiotelescopi sono chiamate linee di base. Un’onda radio piana con un piccolo angolo rispetto alla linea di base arriva a un telescopio un po’ prima dell’altro. La differenza del tempo di transito indica l’angolo di incidenza rispetto alla verticale. Più lunga è la linea di base, maggiore è la differenza nel tempo di transito per un dato angolo e si possono distinguere differenze angolari più piccole.

Combinando i dati di questi telescopi, l’EHT raggiunge una risoluzione angolare estremamente elevata. Le osservazioni richiedono un enorme sforzo tecnico. I telescopi registrano enormi quantità di dati. Nella prima campagna di osservazione del 2017 si contavano complessivamente 3,6 petabyte. Questi dati vengono quindi ampiamente elaborati utilizzando supercomputer per creare le immagini.

L’EHT funziona tipicamente a una lunghezza d’onda di 1,3 mm. Ciò significa che può “vedere” 5.000 volte più chiaramente del telescopio spaziale Hubble. Con una lunghezza d’onda inferiore a 0,87 mm, la precisione può essere quasi raddoppiata, ma con un maggiore sforzo di elaborazione.

EHT prevede ulteriori miglioramenti per il futuro. È prevista l’integrazione di altri telescopi, il che consentirebbe di ottenere immagini più chiare e persino sequenze video dei buchi neri. A lungo termine, si potrebbero aggiungere anche telescopi spaziali per aumentare la risoluzione.

(Fazza)