Billedtekst: Kunstnerens indtryk af kvasaren 3C 279. Kornmesser
Et internationalt team af astronomer har observeret hjertet af en fjern kvasar med en hidtil uset skarphed, to millioner gange finere end menneskets vision. Observationer, der blev foretaget ved at forbinde Atacama Pathfinder Experiment (APEX) -teleskopet til to andre på forskellige kontinenter for første gang, er et afgørende skridt hen imod det dramatiske videnskabelige mål for projektet "Event Horizon Telescope": afbildning af de supermassive sorte huller ved centrum af vores egen galakse og andre.
Astronomer forbinder APEX i Chile med Submillimeter Array (SMA) i Hawaii, USA og Submillimeter Telescope (SMT) i Arizona, USA. De var i stand til at foretage den skarpeste direkte observation nogensinde af midten af en fjern galakse, den lyse kvasar 3C 279, der indeholder et supermassivt sort hul med en masse ca. en milliard gange solen og er så langt fra Jorden, at dens lys har taget mere end 5 milliarder år at nå os. APEX er et samarbejde mellem Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. APEX drives af ESO.
Teleskopene blev forbundet ved hjælp af en teknik kendt som Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Større teleskoper kan gøre skarpere observationer, og interferometri gør det muligt for flere teleskoper at fungere som et enkelt teleskop så stort som adskillelsen - eller "baseline" - mellem dem. Ved hjælp af VLBI kan de skarpeste observationer opnås ved at gøre adskillelsen mellem teleskoper så stor som muligt. Til deres kvasarobservationer brugte teamet de tre teleskoper til at skabe et interferometer med transkontinentale baselængder på 9447 km fra Chile til Hawaii, 7174 km fra Chile til Arizona og 4627 km fra Arizona til Hawaii. Forbindelsen af APEX i Chile til netværket var afgørende, da det bidrog med de længste baselinjer.
Observationer blev foretaget i radiobølger med en bølgelængde på 1,3 millimeter. Dette er første gang, observationer med en så kort bølgelængde, der er foretaget ved hjælp af så lange baselinjer. Observationerne opnåede en skarphed eller vinkelopløsning på kun 28 mikroarcsekunder - ca. 8 milliarddele af en grad. Dette repræsenterer evnen til at skelne detaljer utroligt to millioner gange skarpere end menneskets vision. Disse skarpe observationer kan undersøge skalaer på mindre end et lysår på tværs af kvasaren - en bemærkelsesværdig præstation for et mål, der er milliarder af lysår væk.
Observationerne repræsenterer en ny milepæl i retning af afbildning af supermassive sorte huller og regionerne omkring dem. I fremtiden er det planlagt at forbinde endnu flere teleskoper på denne måde for at skabe det såkaldte Event Horizon Telescope. Event Horizon Telescope vil være i stand til at afbilde skyggen af det supermassive sorte hul i midten af vores Melkevejs galakse såvel som andre i nærliggende galakser. Skyggen - en mørk region set mod en lysere baggrund - er forårsaget af bøjning af lys af det sorte hul, og ville være det første direkte observationsbevis for eksistensen af et sort huls begivenhedshorisont, grænsen fra hvilken ikke engang lys kan undslippe.
Eksperimentet markerer første gang, at APEX har deltaget i VLBI-observationer, og er kulminationen på tre års hårdt arbejde på APEX's højhøjde på 5000 meter højvandet i Chajnantor i de chilenske Andes, hvor det atmosfæriske tryk kun er omkring halvdelen det ved havoverfladen. For at gøre APEX klar til VLBI installerede videnskabsmænd fra Tyskland og Sverige nye digitale dataindsamlingssystemer, et meget præcist atomur og dataoptagere under tryk, der var i stand til at registrere 4 gigabits per sekund i mange timer under udfordrende miljøforhold. Dataene - 4 terabyte fra hvert teleskop - blev sendt til Tyskland på harddiske og behandlet på Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn.
En succesrig tilføjelse af APEX er også vigtig af en anden grund. Det deler sin placering og mange aspekter af sin teknologi med det nye Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) teleskop. ALMA er i øjeblikket under opførelse og vil til sidst bestå af 54 skåle med den samme 12-meters diameter som APEX, plus 12 mindre skåle med en diameter på 7 meter. Muligheden for at forbinde ALMA til netværket studeres i øjeblikket. Med det enormt øgede opsamlingsareal af ALMA's retter kunne observationer opnå 10 gange bedre følsomhed end disse indledende tests. Dette ville sætte skyggen af Mælkevejens supermassive sorte hul inden for rækkevidde for fremtidige observationer.
