Các hội nghị chuẩn bị

Đầu năm 2012, các nhà thiên văn từ khắp nơi trên thế giới lần đầu tiên đã tổ chức một hội nghị về EHT tại Tucson, Arizona, và quyết định thành lập thành một đội để lập kế hoạch liên lạc với các đài quan sát vô tuyến trên toàn cầu để quan sát chân trời sự kiện của hố đen và họ đã đặt tên dự án là Kính thiên văn Chân trời sự kiện. Phần lớn đại diện của các đài quan sát liên quan đã có mặt tại hội nghị này, nhưng chi tiết về nhân sự và nguồn lực tài chính vẫn chưa được xác định cụ thể. Tại thời điểm này, ba kính thiên văn ở California, Arizona, và Hawaii đã được kết nối với nhau thành cặp và thực hiện quan sát các thiên thể trong vài năm ở bước sóng 1,3 mm. Những hình ảnh mờ nhạt về vùng trung tâm của Ngân Hà đã được chụp để nghiên cứu các tính chất của lỗ đen. Các nhà thiên văn hi vọng giảm bước sóng quan sát xuống 0,83 mm và có thêm nhiều kính thiên văn được kết nối để mở rộng đường cơ sở và cải thiện công suất phân giải góc. Ở thời điểm đó, khoảng một chục kính thiên văn đã có khả năng quan sát ở bước sóng tương tự hoặc có thể chỉnh sửa để quan sát ở bước sóng này một cách dễ dàng. Ước tính cần vài triệu đô la Mỹ để thực hiện nâng cấp và điều chỉnh thiết bị đo ở một số kính thiên văn vô tuyến. Hệ thống 66 ăng ten của ALMA được coi là một trong những đài quan sát quan trọng đối với dự án, và với sự tham gia của ALMA sẽ giúp tăng đáng kể độ dài của đường cơ sở. Các nhà nghiên cứu EHT ở đài quan sát Haystack nhận được tài trợ 4 triệu US$ từ Quỹ Khoa học Quốc gia (National Science Foundation) để giúp ALMA trang bị các thiết bị phù hợp với VLBI và đài quan sát này đã bắt đầu tham gia vào dự án từ năm 2015. Sau đó dự án dần dần mở rộng thêm các kính thiên văn khác, ví dụ như kính thiên văn Nam Cực (SPT) được nâng cấp hoặc kính thiên văn Greenland được xây mới. Tại hội nghị năm 2012 đội EHT đã soạn thảo biên bản ghi nhớ (MOU) được các bên ký kết vào mùa hè 2012, nhưng các thử nghiệm và công việc trước đó vẫn được thực hiện dưới các điều khoản sắp xếp mang tính hình thức.[4][26][27][28]

Các hoạt động trước đó

Các hoạt động trước bao gồm quá trình phát triển và triển khai các thiết bị thu tín hiệu lưỡng phân cực dưới milimét (submillimeter dual-polarization receivers), chuẩn tần số ổn định cao cho phép VLBI hoạt động ở 230 – 450 GHz (bước sóng 3,5 mm[chú thích 4]), thiết bị thu phía sau ở dải tần số rộng higher bandwidth VLBI backends and recorders, cũng như chạy thử những trạm quan sát VLBI dưới milimét mới.[29] Đối với các thành viên tham gia vào dự án, EHT sẽ phải gửi các nhà nghiên cứu đến các trạm quan sát, chỉnh sửa phần cứng thiết bị, lắp đặt bộ xử lý tính hiệu số và bộ ghi dữ liệu mới.[22] Từ khi dữ liệu đầu tiên thu nhận được vào năm 2006, đã có thêm nhiều nhà thiên văn tham gia vào dự án trên toàn thế giới.[7] Qua các năm, EHT đã mở rộng từ một đội nhỏ các nhà nghiên cứu không được tài trợ chi phí trở thành một tổ chức quốc tế bao gồm hơn 30 trường đại học, trung tâm quan sát và các viện nghiên cứu, cơ quan chính phủ từ 12 nước.[22][30] EHT sử dụng nền tảng hệ thống wiki để thiết lập trang web nội bộ làm nơi trao đổi thông tin giữa các nhà nghiên cứu.

Việc tham gia của ALMA là yếu tố quan trọng đối với dự án EHT. Năm 2014, các nhà khoa học đã lắp đặt một đồng hồ nguyên tử được thiết kế đặc biệt hoạt động dựa trên maser hiđrô ở ALMA để thay thế đồng hồ nguyên tử cũ chạy bằng khí rubidium mang lại việc đếm thời gian chính xác hơn. Khi hoàn thành, không những ALMA đáp ứng được tiêu chuẩn đối với các kính thiên văn của dự án EHT, nó cũng là một trong những thiết bị đo lường chính xác nhất. Việc bổ sung của nó đã làm tăng độ nhạy của toàn dự án lên 10 lần (2000 lần lớn hơn kính thiên văn Hubble).[7][31] Số lần quan sát của EHT sẽ tăng lên đáng kể, và các kính thiên văn vô tuyến sẽ bao phủ trên phạm vi rộng giữa bắc bán cầu và nam bán cầu cùng đội ngũ các nhà nghiên cứu được cử tới mỗi trạm quan sát.[19] Năm 2015, ALMA thực hiện thử nghiệm kỹ thuật VLBI lần đầu tiên khi tham gia vào dự án EHT. Trong thử nghiệm, ALMA kết nối với kính thiên văn Atacama Pathfinder Experiment (APEX) tạo thành đường cơ sở dài 2 km và mục tiêu quan sát là quasar 0522-364 mà thường được sử dụng làm đối tượng hiệu chuẩn trong quan sát thiên văn vô tuyến. Hai trạm thực hiện quan sát trong 5 giây và gửi dữ liệu qua đường truyền internet về đài quan sát Haystack để các nhà nghiên cứu có thể xác nhận hệ thống hoạt động một cách bình thường. Do lượng dữ liệu ở mỗi lần quan sát là rất lớn, cách tốt nhất để gửi dữ liệu về các trung tâm xử lý là gửi các ổ cứng dữ liệu qua đường chuyển phát nhanh. Đội nghiên cứu đã xác nhận cuộc thử nghiệm đã kết thúc thành công.[32][33]

Kính thiên văn Nam Cực (SPT) tham gia vào dự án EHT năm 2015. Do vị trí của nó nằm gần trục quay Trái Đất và trên độ cao lớn, không khí quanh trạm rất khô và phù hợp cho quan sát trong thời gian dài.[16] Cho tới năm 2015, kính thiên văn Chân trời sự kiện đã có 9 năm quan sát. Tuy nhiên, dữ liệu thu được ở thời điểm đó chỉ đến từ ba ăng ten tham gia từ đầu dự án, và độ phân giải không đủ để tính toán ra hình ảnh của biên giới lỗ đen. Sau đó, đã có thêm nhiều đài quan sát vô tuyến tham gia vào dự án mạng lưới kính thiên văn toàn cầu của EHT. Các trạm tham gia vào nằm ở Chile, Pháp, Tây Ban Nha, Greenland, Mexico và Hoa Kỳ.[2] Tháng Tư năm 2017 lần đầu tiên kính thiên văn tổng hợp có đường kính tương đương Trái Đất của EHT đã thực hiện quan sát Sagittarius A*.[34]