Радиоастрономы Европы и США продемонстрировали новый способ наблюдения за Вселенной - через Интернет!
Используя передовые технологии, исследователи смогли наблюдать далекую звезду, используя мировые исследовательские сети для создания гигантского виртуального телескопа. Процесс позволил им изобразить объект с беспрецедентной детализацией в режиме реального времени; то, что всего несколько лет назад было бы невозможно. Звезда, выбранная для этой замечательной демонстрации под названием IRC + 10420, является одной из самых необычных в небе. Окруженный облаками пыльного газа и сильно излучающий радиоволны, объект находится в конце своей жизни, направляясь к катастрофическому взрыву, известному как «сверхновая».
Эти новые наблюдения дают захватывающее представление о будущем радиоастрономии. Используя исследовательские сети, радиоастрономы смогут не только глубже заглянуть в далекую Вселенную, они смогут фиксировать непредсказуемые переходные события, когда они происходят, надежно и быстро.
Астрономы всегда стремятся максимизировать разрешение своих телескопов. Разрешение - это мера количества деталей, которые оно может выбрать. Чем больше телескоп, тем лучше разрешение. VLBI (или очень длинная базовая интерферометрия) - это метод, используемый радиоастрономами для изображения неба в мельчайших деталях. Вместо того, чтобы использовать одну радиоприемник, массивы телескопов связаны между собой по целым странам или даже континентам. Когда сигналы объединяются в специализированном компьютере, полученное изображение имеет разрешение, равное разрешению телескопа, равному максимальному разнесению антенн.
В прошлом технология VLBI была сильно затруднена, потому что данные должны были быть записаны на ленту, а затем отправлены в центральный процессор для анализа. Следовательно, радиоастрономы не могли судить об успехе своих попыток в течение многих недель, даже месяцев, после того, как были сделаны наблюдения. Решение для электронной связи телескопов в режиме реального времени позволяет астрономам анализировать данные, как это происходит. Техника, естественно называемая e-VLBI, возможна только сейчас, когда высокоскоростное сетевое подключение является реальностью.
Недавние 20-часовые наблюдения, проведенные 22 сентября с использованием европейской сети VLBI (EVN), охватывали радиотелескопы в Великобритании, Швеции, Нидерландах, Польше и Пуэрто-Рико. Максимальное расстояние между антеннами составляло 8200 км, что дает разрешение не менее 20 миллисекунд (мас); это примерно в 5 раз лучше, чем космический телескоп Хаббла (HST). Этот уровень детализации эквивалентен выбору небольшого здания на поверхности Луны! Включение антенны в Аресибо, Пуэрто-Рико, также увеличило чувствительность массива телескопов в 10 раз. Несмотря на это, при наблюдении на частоте 1612 МГц сигнал от далекой звезды был более чем в миллиард миллиардов раз слабее, чем обычные мобильные телефоны!
Каждый телескоп был подключен к Национальной исследовательской и образовательной сети (NREN) своей страны, и данные передавались со скоростью 32 Мбит / с на телескоп через общеевропейскую исследовательскую сеть GEANT в голландскую сеть SURFnet. Затем эти данные были переданы в Объединенный институт VLBI в Европе (JIVE), центральный центр обработки данных EVN в Нидерландах. Там 9 терабит данных передавались в режиме реального времени в специализированный суперкомпьютер, называемый «коррелятором», и объединялись. Затем те же исследовательские сети использовались для доставки конечного продукта данных непосредственно астрономам, которые сформировали изображение. Пока сетевая инфраструктура не обеспечила доступность GEANT, астрономы не могли передавать через Интернет огромные объемы данных, необходимых для e-VLBI. В самом прямом смысле Интернет сам по себе действует как телескоп, выполняя ту же работу, что и криволинейные поверхности отдельных радиоприемников. Дай Дэвис, генеральный директор DANTE, который управляет GEANT, сказал: «e-VLBI, успешно выполненная на межконтинентальной основе, в наиболее ясной форме демонстрирует важность сетей передачи данных для современной науки. Научно-исследовательская сеть является основополагающей для этой новой радиоастрономической техники, и очень приятно видеть преимущества, которые она дает в настоящее время ».
Хотя научные цели эксперимента были скромными, эти наблюдения IRC + 10420 с использованием электронного VLBI открывают возможность наблюдения за структурами астрофизических объектов по мере их изменения. IRC + 10420 - сверхгигантская звезда в созвездии Акилы. Его масса примерно в 10 раз превышает массу нашего Солнца и находится на расстоянии около 15 000 световых лет от Земли. Один из самых ярких инфракрасных источников в небе, он окружен толстой оболочкой из пыли и газа, выбрасываемой с поверхности звезды со скоростью, примерно в 200 раз превышающей массу Земли каждый год. Радиоастрономы способны визуализировать пыль и газ, окружающие IRC + 10420, потому что одна из составляющих молекул, гидроксил (ОН), проявляет себя посредством сильного «мазерного» излучения. По сути, астрономы видят скопления газа, где радиоизлучение сильно усиливается особыми условиями. С помощью зум-объектива, предоставляемого e-VLBI, астрономы могут создавать изображения с большой детализацией и наблюдать за скоплениями газа, наблюдать за появлением и смертью мазеров в масштабах от нескольких недель до месяцев, а также изучать изменяющиеся магнитные поля, которые пронизывают оболочку. Результаты показывают, что газ движется со скоростью около 40 км / с и был изгнан из звезды около 900 лет назад. Как объяснил профессор Фил Даймонд, один из исследователей в Обсерватории Джодрелл Бэнк (Великобритания), «материал, который мы видим на этом изображении, покинул поверхность звезды примерно во время нормандского завоевания Англии».
Считается, что IRC + 10420 быстро развивается к концу своей жизни. В какой-то момент, может быть, через тысячи лет, а может быть, завтра звезда взорвется в одном из самых энергичных явлений, известных во Вселенной, - «сверхновая». Получающееся облако материала в конечном счете сформирует новое поколение звезд и планетных систем. Радиоастрономы теперь с невероятной мощью e-VLBI готовы улавливать детали по мере их возникновения и изучать физические процессы, которые так важны для структуры нашей Галактики и для самой жизни.
Новая технология e-VLBI призвана революционизировать радиоастрономию. По мере увеличения пропускной способности сети увеличивается и чувствительность массивов e-VLBI, что позволяет получать более четкие изображения самых дальних и слабых областей пространства. Доктор Майк Гарретт, директор JIVE, прокомментировал: «Эти результаты дают представление об огромном потенциале e-VLBI. Быстрый прогресс в глобальных сетях связи должен позволить нам соединить вместе самые большие радиотелескопы в мире на скоростях, превышающих десятки гигабит в секунду в течение следующих нескольких лет. Смертельные муки первых массивных звезд во Вселенной, возникающих струй материи из центральных черных дыр первых галактик, будут раскрыты в мельчайших деталях ».
Первоначальный источник: пресс-релиз банка Jodrell
