مقراب أفق الحدث

نظرة عامة

يتكون تلسكوب أفق الحدث من العديد من المراصد الراديوية ومنشآت التلسكوب الراديوي في جميع أنحاء العالم لإنتاج ما يكافئ تلسكوب واحد عالي الدقة وعالي الحساسية. من خلال تقنية التداخل ذي خط الأساس الطويل جداً (VLBI)، يمكن استخدام العديد من هوائيات الراديو المستقلة والتي تبعد عن بعضها البعض مئات أو آلاف الأميال في تناغم لإنشاء تلسكوب افتراضي مع قطر فعال مقارب لقطر كوكب الأرض. يركز المشروع على تطوير ونشر لواقط ما دون المليميتر المزدوجة الاستقطاب، تطوير معاير الترددات بدرجة عالية من الاستقرار لتمكين التداخل ضمن تردادت 230-450 غيغاهرتز، وتطوير وحدات VLBI ذات النطاق الترددي العالي، المسجلات، بالإضافة إلى تشغيل مواقع VLBI فرعية جديدة. 
كل عام منذ التقاط البيانات لأول مرة في عام 2006، ومجموعة التلسكوب تضيف المزيد من المراصد إلى شبكتها العالمية من التلسكوبات اللاسلكية. كان من المفترض أن يتم إنتاج الصورة الأولى للثقب الأسود الهائل في درب التبانة، القوس A *، في أبريل 2017،   ولكن بسبب إغلاق تلسكوب القطب الجنوبي خلال فصل الشتاء (من أبريل إلى أكتوبر)، أدى تأخير شحن البيانات إلى تأخير معالجتها إلى ديسمبر 2017وذلك عندما وصول شحنة البيانات. 
يتم نقل البيانات التي تم جمعها على الأقراص الصلبة بالطائرة وذلك من التلسكوبات المختلفة إلى مرصد هايستاك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية، ومعهد ماكس بلانك لراديو الفلك، في بون، ألمانيا، حيث يتم ربط البيانات وتحليلها على شبكة حواسيب مكونة من قرابة 800 وحدة معالجة مركزية متصلة من خلال شبكة بسعة 40 Gbit/s.

النتائج العلمية

أعلن المرصد عن نتائجه الأولى ضمن مؤتمرات صحفية متزامنة في جميع أنحاء العالم في 10 أبريل 2019.  عرضت المؤتمرات الصحفية أول صورة مباشرة لثقب أسود، حيث ظهر الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة ميسييه 87، وهي تبعد عنا 55 مليون سنة ضوئية. تم تقديم النتائج العلمية في سلسلة من ستة أوراق بحثية نشرت في المجلة الفيزيائية الفلكية.
اشتركت في تصوير تلك الصورة عدد هائل من التلسكوبات الرايوية متوزعة في جميع انحاء العالم، من ضمنها تلسكوب EHT، ومرصد ألما في تشيلي وبه 66 هوائ لالتقاط الموجات الراديوية الآتية من الثقب الأسود، والمرصد الأوروبي الجنوبي أيضا في تشيلي وتلسكوب IRAM ذو هوائي بقطر 30 متر في سييرا نيفادا بالقرب من غرناطة باسبانيا، وتلسكوب راديوي في القارة المتجمدة الجنوبية. استمرت القياسات في عامي 2017 - 2018 حيث كانت تلك التلسكوبات مزودة بساعات ذرية، ضرورية لتزامنية المشاهدات. 
يرصد تلسكوب Event Horizon Telescope طول الموجات 3و1 مليمتر و 5و3 مليمتر، وانضم إليه في عام 2017 مرصد ألما وهو يرصد الموجات الراديوية لطول الموجة 5و3 مليمتر، مما رفع تباين تلسكوب EHT في الاتجاه الشمالي الجنوبي. هاذان المرصدان متشابكان ة مع المراصد الأخري المتوزعة في أربعة قارات، تعادل دقتها دقة تلسكوب واحد قطره 8000 كيلومتر. جمعت القياسات خلال عامي 2018/2017، حيث جمعت عدة بيتا بايت (10¹⁵ بايت) من البيانات وأرسلت إلى مركز البحوث بوسطن بالولايات المتحدة وإلى معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي ببون، ألمانيا، لتجميعها وتحليلها.  
توفر الصورة اختبارًا لنظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين في ظل ظروف متطرفة.  سبق أن اختبرت الدراسات نظرية النسبية العامة من خلال متابعة حركات النجوم وسحب الغاز بالقرب من حافة الثقب الأسود. ومع ذلك، فإن صورة الثقب الأسود تعطي رؤية أوضح للأحداث ضمن مجال أقرب لأفق الحدث.  تتنبأ النسبية بمنطقة تشبه الظل الداكن، بسبب انحناء الجاذبية وسقوط الضوء في الثقب، الأمر الذي يطابق الصورة المرصودة. قال باول تي بي هو، عضو مجلس إدارة المرصد: "بمجرد أن نكون متأكدين من أننا قمنا بتصوير الظل، يمكننا مقارنة ملاحظاتنا بنماذج الكمبيوتر الشاملة التي تشمل فيزياء الفضاء المشوه، والمواد المفرطة الإحماء والحقول المغناطيسية القوية. تتطابق العديد من ميزات الصورة الملتقطة مع فهمنا النظري بشكل مدهش".