Színes képek készítése fekete lyukakról? Bármilyen abszurdnak hangzik, lehetséges!

Színes képek készítése fekete lyukakról? Bármilyen abszurdnak hangzik, lehetséges!

2025 június 18
| Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
A csillagászok egy olyan új módszert fejlesztettek ki, amelynek segítségével a korábbi évek nagy szenzációjává vált fekete lyuk-felvételt elkészítő

Eseményhorizont Távcső (Event Horizon Telescope, EHT) képes lesz a rádióégboltot több frekvencián is mintavételezni, és ennek következtében színes képet tud majd alkotni a vizsgált szupernagy tömegű fekete lyukakról.

Az égitestek színének az asztrofizikában érdekes jelentése van, amely összefüggésben van az adott objektumból kibocsátott fény hullámhosszával, illetve frekvenciájával: minél nagyobb hullámhosszú, avagy minél kisebb frekvenciájú fényt bocsát ki egy adott fényforrás, annál vörösebb színre esik az elektromágneses spektrum maximuma. Ehhez hasonlóan minél kisebb a kibocsátott fény hullámhossza, avagy minél nagyobb a frekvenciája, a spektrum annál kékebb színt mutat. Ilyen módon tehát a csillagászatban minden frekvencia, illetve hullámhossz megfeleltethető egy-egy színnek.

Az emberi látás azonban nem teljesen így működik: a színeket a retinánkban lévő csapok segítségével érzékeljük, amelyek a vörös, a zöld, illetve a kék hullámhosszakon érzékenyek. Az ebből származó adatokat alakítja át az agyunk színes képpé. Ez hasonló a digitális kamerák működéséhez, amelyeknek szenzorai szintén a vörös, zöld, illetve kék tartományban érzékenyek.

Az M87 galaxis közepén lévő szupernagy tömegű fekete lyukról készített, szimulált színes kép. (Forrás: EHT, D. Pesce, A. Chael.)
Az M87 galaxis közepén lévő szupernagy tömegű fekete lyukról készített, szimulált színes kép. (Forrás: EHT, D. Pesce, A. Chael.)

Míg az emberi szem nem képes érzékelni a rádiótartományból érkező sugárzást, a rádiótávcsöveink igen: a bennük elhelyezett detektor szűk frekvenciatartományokat (sávokat) érzékel ahhoz hasonlóan, mint ahogy a látható tartományban működő távcsövek is teszik, majd minden sávot megfeleltetnek egy adott színnek. Ilyen módon tehát lehetségessé válik színes képet alkotni rádiótartományon is. 

Ám mindez nem olyan egyszerű: a legtöbb rádiótávcső egyszerre egy adott frekvenciatartományon tud mérést készíteni, így ha színes képet szeretnénk egy adott égitestről, akkor azt több különböző tartományon le kell mérnünk. Ilyen módon a színes kép készítése több időt vesz igénybe, mintha csak egy adott sávban készítenénk mérést. Vannak olyan célpontok, amelyek esetében nem jelent problémát az, hogy több időn keresztül kell mérni őket a színes kép elkészítése érdekében, a gyorsan változó, avagy túl kicsi látszó méretű objektumok esetén azonban nehézségekbe ütközik a színes képalkotás.

Itt jön képbe az újonnan kialakított módszer, amelynek segítségével a 3 mm-es hullámhosszon készített mérésekből nyomon követhetővé válnak a légkör torzító hatásai a rádiótartományban. Ilyen módon pedig a más hullámhosszakon, például 1 mm-en készült méréseket korrigálhatjuk a légköri hatásokra, és így egyszerre készíthetünk képeket több hullámhossztartományon is a rádióégboltról, majd alakíthatunk ki belőlük nagy felbontású, színes képeket.

Bár a módszer még gyerekcipőben jár, az újonnan, az Astronomical Journalban megjelent tanulmány megmutatja, hogy működőképes, és hogy a jövőben igen hasznosnak bizonyulhat a fekete lyukakról képet alkotó Eseményhorizont Távcső számára is.

 

A cikk forrása: https://www.universetoday.com/articles/the-event-horizon-telescopes-next-feat-multi-color-pictures-of-black-holes

Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet