Космическая обсерватория Миллиметрон в качестве составляющей части наземно-космического интерферометра, позволяет достичь очень высокого углового разрешения, необходимого для изучения удалённых от нас объектов, имеющих крайне малый угловой размер. По оценкам, угловое разрешение может достигать 3.7 10-8 угловых секунд. Это почти в тысячу раз превосходит возможности «Телескопа горизонта событий» (Event Horizon Telescope), продемонстрировавшего мировому сообществу первое изображение тени чёрной дыры в галактике М87 в апреле 2019 года. Такое угловое разрешение позволило бы разглядеть с Земли объект размером толщины человеческого волоса, находящийся на Луне.
Важность наблюдений в режиме Наземно-Космического обусловлена наблюдением вещества в непосредственной близости от горизонта событий сверхмассивных чёрных дыр, что позволяет проводить проверку общей теории относительности (ОТО) в экстремально сильном гравитационном поле, а также изучать процессы в активных галактических ядрах (AGN). Последнее позволит наблюдать физические процессы, проходящие в условиях, недоступных для современных ускорителей элементарных частиц.
Credit: NASA/JPL-Caltech
Ключевой научной задачей для режима РСДБ является Изучение сверхмассивных чёрных дыр в центрах нашей Галактики, галактики М31 и галактики M87. Наблюдения дадут возможность изучать поведение вещества в самых близких окрестностях сверхмассивных чёрных дыр в центрах нашей Галактики, галактики М31 и сверхмассивной галактики M87. Это даст возможность исследовать структуру пространства-времени в непосредственной близости от горизонта событий чёрной дыры, точно измерить её массу и момент вращения, исследовать свойства плазмы в сильном гравитационном поле, идентифицировать области, соответствующие теням вокруг сверхмассивных чёрных дыр и определенным частотным участкам спектра. Также по результатам наблюдений может быть выявлен механизм формирования релятивистского джета, с хорошим угловым разрешением изучены детальное распределение яркости и определена структура фотонного кольца в окрестности тени чёрной дыры.
NASA Visualization Shows a Black Hole. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman
Также в рамках миссии «Миллиметрон» будет осуществляться поиск гипотетических кротовых нор. Эта задача предполагает проверку гипотезы о том, что ядра некоторых галактик могут быть кротовыми норами, а не сверхмассивными черными дырами. используя характерные отличия наблюдательных свойств кротовых нор от черных дыр. Кротовая нора – это теоретически предсказанный общей теорией относительности объект, состоящий из двух входов – трехмерных отверстий в пространстве соединенных тоннелем, лежащем вне нашего пространства-времени.
Открытие кротовых нор означало бы переворот в современной астрофизике, доказывающее существование принципиально новых объектов, сложную топологическую структуру пространства, и даже существование других вселенных.
Wormhole visualization https://pixabay.com/photos/wormhole-time-travel-portal-vortex-2514312/
Важно подчеркнуть, что поиск кротовых нор не требует дополнительного наблюдательного времени. Эти исследования будут проводится в рамках исследования чёрных дыр.
Возможности проведения РСДБ наблюдений обсерваторией Миллиметрон определяются орбитой космического аппарата. В проекте предполагается использование орбиты вокруг точки либрации L2.
Данная орбита предоставляет возможности для интерферометрических наблюдений с беспрецедентно высоким угловым разрешением, за счёт длины базы, достигающей 2 млн км. Это позволит оценить яркостную температуры и параметры фотонного кольца для десятков ближайших сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик.
Также рассматривается переход космического аппарата на высоко эллиптичную околоземную орбиту (HEO) после решения ключевых научных задач в режиме одиночного зеркала. Эта орбита дает достаточное UV-заполнение и угловое разрешение для построения двумерных изображений источников в центре нашей Галактики, галактике M87 и галактике M31 с недоступным ранее качеством.
Чувствительность интерферометра Космос-Земля составит 1-20 mJy, в зависимости от частотного диапазона. Для более точной оценки чувствительности можно воспользоваться калькулятором чувствительности.
Помимо основных задач, в режиме космического радиоинтерферометра «Миллиметрон» сможет изучать физику джетов, двойных черных дыр и гравитационное линзирование.
