Didascalia: impressione dell'artista del quasar 3C 279. Kornmesser
Un team internazionale di astronomi ha osservato il cuore di un lontano quasar con una nitidezza senza precedenti, due milioni di volte più fine della visione umana. Le osservazioni, fatte collegando per la prima volta il telescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ad altri due in diversi continenti, è un passo cruciale verso il drammatico obiettivo scientifico del progetto "Event Horizon Telescope": l'imaging dei buchi neri supermassicci sul centro della nostra galassia e altri.
Gli astronomi hanno collegato APEX, in Cile, al Submillimeter Array (SMA) nelle Hawaii, negli Stati Uniti e al Submillimeter Telescope (SMT) in Arizona, negli Stati Uniti. Sono stati in grado di effettuare l'osservazione diretta più nitida di sempre del centro di una galassia lontana, il luminoso quasar 3C 279, che contiene un buco nero supermassiccio con una massa circa un miliardo di volte quella del Sole, ed è così lontano dalla Terra che il suo la luce ha impiegato più di 5 miliardi di anni per raggiungerci. APEX è una collaborazione tra l'Istituto Max Planck per la radioastronomia (MPIfR), l'Osservatorio spaziale Onsala (OSO) e l'ESO. APEX è gestito dall'ESO.
I telescopi sono stati collegati usando una tecnica nota come Very Long Baseline Interferometry (VLBI). I telescopi più grandi possono fare osservazioni più nitide e l'interferometria consente a più telescopi di agire come un singolo telescopio grande quanto la separazione - o "linea di base" - tra di loro. Usando VLBI, le osservazioni più nitide possono essere ottenute allargando il più possibile la distanza tra i telescopi. Per le loro osservazioni quasar, il team ha utilizzato i tre telescopi per creare un interferometro con lunghezze di base transcontinentali di 9447 km dal Cile alle Hawaii, 7174 km dal Cile all'Arizona e 4627 km dall'Arizona alle Hawaii. Il collegamento di APEX in Cile alla rete è stato fondamentale, in quanto ha contribuito alle basi più lunghe.
Le osservazioni sono state fatte in onde radio con una lunghezza d'onda di 1,3 millimetri. Questa è la prima volta che le osservazioni a una lunghezza d'onda breve come questa sono state fatte usando linee di base così lunghe. Le osservazioni hanno raggiunto una nitidezza o una risoluzione angolare di soli 28 microarcsecondi - circa 8 miliardesimi di grado. Ciò rappresenta la capacità di distinguere i dettagli due volte più nitidi della visione umana. Osservazioni così precise possono sondare scale di meno di un anno luce attraverso il quasar - un risultato notevole per un obiettivo che si trova a miliardi di anni luce di distanza.
Le osservazioni rappresentano una nuova pietra miliare verso l'imaging dei buchi neri supermassicci e delle regioni circostanti. In futuro si prevede di collegare ancora più telescopi in questo modo per creare il cosiddetto Event Horizon Telescope. Event Horizon Telescope sarà in grado di immaginare l'ombra del buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia della Via Lattea, così come altri nelle galassie vicine. L'ombra - una regione oscura vista su uno sfondo più luminoso - è causata dalla flessione della luce da parte del buco nero e sarebbe la prima prova osservativa diretta dell'esistenza di un orizzonte degli eventi di un buco nero, il confine da cui nemmeno la luce può scappare.
L'esperimento segna la prima volta che APEX ha preso parte alle osservazioni VLBI ed è il culmine di tre anni di duro lavoro nel sito ad alta quota APEX sull'altopiano di Chajnantor, che si estende su 5000 metri, nelle Ande cilene, dove la pressione atmosferica è solo circa la metà quello a livello del mare. Per preparare APEX a VLBI, scienziati tedeschi e svedesi hanno installato nuovi sistemi di acquisizione dati digitali, un orologio atomico molto preciso e registratori di dati in pressione in grado di registrare 4 gigabit al secondo per molte ore in condizioni ambientali difficili. I dati - 4 terabyte per ciascun telescopio - sono stati spediti in Germania su hard disk ed elaborati presso il Max Planck Institute for Radio Astronomy di Bonn.
L'aggiunta di successo di APEX è importante anche per un'altra ragione. Condivide la sua posizione e molti aspetti della sua tecnologia con il nuovo telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). ALMA è attualmente in costruzione e consisterà infine di 54 piatti con lo stesso diametro di 12 metri di APEX, più 12 piatti più piccoli con un diametro di 7 metri. La possibilità di connettere ALMA alla rete è attualmente allo studio. Con la vastissima area di raccolta dei piatti di ALMA, le osservazioni potrebbero raggiungere una sensibilità 10 volte migliore rispetto a questi test iniziali. Ciò metterebbe a portata di mano l'ombra del buco nero supermassiccio della Via Lattea per future osservazioni.
