De ce vor oamenii de știință să instaleze radiotelescoape direct pe Lună?

În prezent, avem imagini directe ale a două găuri negre supermasive: M87* și Sgr A*. Faptul că am reușit să le observăm este remarcabil, însă este posibil ca acestea să fie singurele găuri negre pe care le putem vedea în acest mod, cu excepția cazului în care ducem radioastronomia la un nivel cu totul nou, amplasând radiotelescoape pe Lună.

Obținerea unor imagini de înaltă rezoluție în radioastronomie este extrem de dificilă. Lungimile de undă radio sunt de ordinul milimetrilor sau chiar mai mari, în comparație cu nanometrii luminii vizibile. Cum rezoluția unui telescop depinde de lungimea de undă, radiotelescoapele ar trebui să fie uriașe.

• Telescopul ALMA a dezvăluit cele mai clare imagini obținute vreodată cu discuri circumstelare
• Spațiul nu este deloc așa cum ne-am imaginat până acum, susține o teorie bizară

Pentru a obține rezoluția unui telescop optic mare, ar fi necesară o antenă radio cu un diametru de aproape 10 kilometri. De aceea, radiotelescoapele moderne sunt construite ca rețele de antene mai mici, care folosesc interferometria pentru a crea un „telescop virtual” de dimensiunea întregului ansamblu, explică Phys.org.

Cât de greu este să observi o gaură neagră?

Atât M87*, cât și Sgr A* au o dimensiune aparentă de aproximativ 40 de microsecunde de arc, echivalentul vizual al unei mingi de baseball de pe suprafața Lunii văzută de pe Pământ. Pentru a observa un obiect atât de mic, astronomii au fost nevoiți să creeze un telescop virtual de mărimea Pământului. A fost nevoie de o rețea globală de telescoape, iar chiar și așa, rezoluția Telescopului Event Horizon a fost de doar aproximativ 20 de microsecunde de arc, ceea ce explică aspectul neclar al imaginilor. Îmbunătățirile viitoare ar putea duce rezoluția la circa 10 microsecunde de arc, dar nu mult mai departe.

Din păcate, M87* și Sgr A* sunt găurile negre supermasive cu cea mai mare dimensiune aparentă dintre cele aflate relativ aproape. În plus, M87* este deosebit de strălucitoare, ceea ce o face ușor de observat. Există zeci de alte găuri negre de interes, însă ele se află dincolo de limitele Telescopului Event Horizon. Așadar, de ce nu am construi un telescop virtual și mai mare?

Aceasta este ideea unui nou studiu disponibil pe arXiv. Radiotelescoapele selenare nu sunt o idee nouă; acestea sunt propuse de obicei pe fața îndepărtată a Lunii, ferită de zgomotul radio al Pământului. În acest nou studiu, autorii analizează cinci locații posibile: două pe fața îndepărtată, două pe fața vizibilă și una la polul sud selenar. Amplasarea în mai multe puncte ar permite observarea continuă a obiectelor, pe măsură ce Luna orbitează Pământul și Soarele.

Am putea în prezent să amplasăm radiotelescoape pe Lună?

Sensibilitatea acestor telescoape ar depinde de dimensiunea lor totală, dar dacă presupunem o sensibilitate comparabilă cu cea a observatoarelor terestre actuale, cheia devine rezoluția rețelei Pământ-Lună. Aceasta depinde de poziția relativă a celor două corpuri față de obiectul observat. Dacă Pământul și Luna sunt aliniate pe aceeași direcție de observație, avantajul este minim. Însă dacă baza de observație ajunge la raza completă a orbitei selenare, rezoluția ar putea coborî sub 1 microsecundă de arc.

Autorii analizează orientarea sistemului Pământ-Lună față de găurile negre din vecinătatea cosmică și identifică aproape 30 de obiecte care ar putea fi observate, de la gaura neagră supermasivă din galaxia Andromeda până la Cyg A*, aflată în centrul unei galaxii radio la aproximativ 760 de milioane de ani-lumină.

Suntem la zeci de ani distanță de operarea unor radiotelescoape pe Lună și există numeroase provocări inginerești care trebuie rezolvate până atunci. Totuși, studii precum acesta arată de ce merită să acceptăm această provocare. Observatoarele selenare nu ar surprinde doar unele dintre cele mai slabe surse radio din Univers, ci ar dezvălui, cu un nivel de detaliu fără precedent, lumina din jurul găurilor negre.

Vă recomandăm să citiți și:

Atac cibernetic masiv la Agenția Spațială Europeană! Ce au transmis oficialii ESA?

„Fantomele” energetice care apar în Univers ar putea dezvălui o nouă fizică

O formă ciudată de apă ar putea alimenta câmpurile magnetice ale planetelor

Cum ne-ar putea ajuta albinele să vorbim cu extratereștrii?