Nasza dzienna gwiazda jak czarna dziura? Zobaczcie te zdjęcia zaćmienia Słońca

Niedawno, 14 października 2023 roku miało miejsce obrączkowe zaćmienie Słońca. Niestety niewidoczne z Polski, ale nie w tym rzecz. Bo choć to zjawisko obserwowane już niezliczoną ilość razy przez profesjonalistów jak i amatorów, to w falach radiowych obserwacji tego zjawiska nie mamy tak wiele, a szczególnie takich jakie wykonał radioteleskop OVRO-LWA (Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array). To dokładnie sieć 352 anten, która pracuje w zakresie fal radiowych o częstotliwości od 20 MHz do 88 MHz. Powstała z myślą o badaniu odległego Wszechświata, ale tym razem użyto ją do obserwacji zaćmienia obrączkowego.

Spora część częstotliwości w jakich obserwuje OVRO-LWA jest zarezerwowana dla radioastronomii, ale na przykład górną część tego zakresu kiedyś wykorzystywano do transmisji programów radiowych w Polsce, a niektóre częstotliwości tego zakresu wciąż są używane przez krótkofalowców.

Radiowy obraz Słońca przypomina zdjęcia czarnej dziury

Gdy przyjrzycie się zdjęciom Słońca wykonanym przez radioteleskop OVRO-LWA, które są pierwszymi w swoim rodzaju, od razu powinniście dostrzec podobieństwo do pewnych zdjęć, które wykonano za pomocą tak zwanego EHT (Teleskop Horyzontu Zdarzeń).

Zdjęcia czarnych dziur, w galaktyce M87 (po lewej) i w centrum Drogi Mlecznej (fot: ESO)

Pokazują one centrum ogromnej galaktyki eliptycznej M87 w gwiazdozbiorze Panny, w której znajduje się supermasywna czarna dziura. Są też podobne zdjęcia, ale ukazujące podobną, choć mniej masywną, czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej.

Zdjęcia czarnych dziur wykonano również w falach radiowych, ale na innych częstotliwościach (dużo większych). Poza tym pokazują one obiekty o znacznie większym rozmiarze niż Słońce, choć w znacznie większej odległości.

Czego tutaj dowodzimy? Ano tego, że w astronomii nie wystarczy sam obraz, by coś od razu powiedzieć o obiekcie, który obserwujemy. Potrzebny jest kontekst, czasem dodatkowe obserwacje, na przykład spektroskopowe lub astrometryczne, by z pozornie nieciekawej plamy na zdjęciu wyłonił się konkretny obiekt.

Zdjęcia zaćmienia Słońca w obserwacjach radiowych i wizualnie. (fot: OVRO-LWA)

W przypadku obserwacji zaćmienia Słońca, ugięcie światła na krawędzi Księżyca pomogło zwiększyć dodatkowo rozdzielczość obserwacji korony słonecznej w promieniowaniu radiowym. Same obserwacje nie obejmowały fazy obrączkowej, gdyż obserwatoria nie były zlokalizowane w pasie zaćmienia, ale nie umniejsza to ich wartości.

Dlaczego astronomowie cieszą się ze zdjęcia tak słabej rozdzielczości?

Pokazywaliśmy wam już zdjęcia Słońca, które są niesamowitymi zbliżeniami jego powierzchni. I to nie wykonywane tylko przez duże teleskopy, w tym te umieszczone w przestrzeni kosmicznej, na pokładzie sond zbliżających się do Słońca na jedynie kilka milionów kilometrów. Lecz również fotografie, które wykonywali entuzjaści astrofotografii.

Obejrzyj w

Dlaczego więc zdjęcia radiowe (powyżej porównanie obrazów radiowych i zdjęć w świetle widzialnym), choć tak małej rozdzielczości są ekscytujące dla astronomów? Otóż im większa długość fali promieniowania elektromagnetycznego tym większy instrument jest potrzebny, by uzyskać podobną rozdzielczość obserwacji.

To wiedza dość powszechna, ale warta przypomnienia. Zakres częstotliwości w jakich pracuje wspomniana sieć radioteleskopów OVRO-LWA odpowiada długościom fal od 15 m do 3,75 m. Dla porównania w świetle widzialnym, falom światła zielonego, czyli 550 nm (1 nm to jedna milionowa metra), odpowiada częstotliwość aż 545 THz. To dlatego teleskop optyczny o średnicy 30 metrów jest uznawany za gigantyczną konstrukcję, podczas, gdy 30 metrowy radioteleskop nie jest sensacją.

Dlatego pomimo pozornie niewielkiej rozdzielczości pokazanych zdjęć radiowych zaćmienia obrączkowego, są to najlepsze obrazy jakie udało się uzyskać w danym zakresie promieniowania.

Źródło: inf. własna, OVRO-LWA