Астрономы измерили диаметр отдаленных звезд с помощью гамма-телескопов

Группа астрономов из Гарвардского центра астрофизики и из Университета Юты сообщила, что им удалось измерить диаметр отдаленных звезд новым методом. Для этого они объединили мощности нескольких наземных телескопов, работающих в гамма-диапазоне. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Cистема VERITAS

В космосе множество звезд, которые удалены от нас на невероятные расстояния. Подавляющее большинство из них мы видим не благодаря их размеру, а благодаря той колоссальной энергии, которую они излучают. Поэтому разглядеть диск звезды чрезвычайно сложно. Даже в самых мощных телескопах абсолютное большинство звезд выглядят точечными источниками излучения.

При таких условиях размер большинства звезд исследователи устанавливают со значительным приближением. Цифры устанавливают, исходя скорее из астрофизических представлений о том, какими эти звезды должны быть, чем с прямых измерений. Однако американским исследователям из проекта VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) похоже это удалось сделать. Вообще проект VERITAS предназначен совсем не для этого. Его цель – поиск чрезвычайно слабых вспышек черенковского излучения, возникающих в земной атмосфере, когда к ней попадают космические гамма-лучи.

С этой целью и были объединены в одну большую систему несколько гамма-телескопов, расположенных в Аризоне(США). Когда группа приемников (например телескопов) принимает сигнал на большом расстоянии с разницей во времени его получения, возникает более широкая картина – такой метод называется интерферометрией. В этом случае речь идет о гамма-интерферометрии. Сам комплекс VERITAS может выполнять свою основную миссию только в очень темные ночи, когда в небе нет света Луны.

Что делают гамма-астрономы лунными ночами?

Но такие ночи приходятся лишь на четверть всего времени, поэтому в остальное время массив гамма-телескопов было решено использовать для других задач. В том числе и для оценки размера отдаленных звезд. Исследователи обратили свое внимание на пару горячих ярких гигантов – Бету Большого Пса, которая находится в 500 световых годах от нас и Эпсилон Ориона (Альнилам, средняя звезда пояса Ориона), что в 2000 световых лет от нас.

С помощью виртуальной гамма-интерферометрии было достигнуто невероятное разрешение и был измерен размер дисков этих двух звезд. Конечно, были получены только угловые значения. Для Беты Большого Пса это значение оказалось равным 0,523 угловой миллисекунды, а для Эпсилон Ориона – 0,631 угловой миллисекунды. Зная расстояние до объекта, нетрудно посчитать его реальные размеры.

Интерферометрия будущего

Данное исследование интересно тем, что в перспективе с помощью этого метода можно не только измерять диаметры объектов, но и получать изображения их поверхности. Собственно, интерферометрия используется уже более 50 лет, однако именно сейчас ее возможности раскрываются в полной мере. Ранее данные из большого количества антенн было достаточно трудно загрузить из-за преимущественного применение аналоговых технологий.

Сейчас же компьютерные программы позволяют качественно «складывать» сигналы как в пространстве, так и во времени даже для очень удаленных телескопов. Похоже, что подобные проекты станут мейнстримом в астрономии в ближайшее десятилетие. 

DOI: 10.1038 / s41550-020-1143-y