(Sondaj LOFAR/LOL) Imaginea de mai sus poate arăta ca o imagine destul de normală a cerului nopții, dar ceea ce privești este mult mai special decât doar stelele strălucitoare. Fiecare dintre acele puncte albe este un supermasiv activ gaură neagră .
Și fiecare dintre acestea găuri negre devorează material din inima unei galaxii aflate la milioane de ani lumină distanță – așa ar putea fi identificate.
Cu un total de 25.000 de astfel de puncte, astronomii au creat cea mai detaliată hartă până în prezent a găurilor negre la frecvențe radio joase la începutul anului 2021, o realizare care a durat ani de zile și un radiotelescop de dimensiune europeană pentru a compila.
„Acesta este rezultatul multor ani de muncă pe date incredibil de dificile”, a explicat astronomul Francesco de Gasperin de la Universitatea din Hamburg din Germania. „A trebuit să inventăm noi metode de a converti semnalele radio în imagini ale cerului”.
(Sondaj LOFAR/LOL)
Când doar stau fără să facă mare lucru, găurile negre nu emit nicio radiație detectabilă, ceea ce le face mult mai greu de găsit. Când o gaură neagră acumulează în mod activ material - învârtindu-l dintr-un disc de praf și gaz care îl înconjoară la fel de multapa înconjoară o scurgere– forțele intense implicate generează radiații pe mai multe lungimi de undă pe care le putem detecta în vastitatea spațiului.
Ceea ce face ca imaginea de mai sus să fie atât de specială este că acoperă lungimile de undă radio ultra joase, așa cum sunt detectate de LOw Frequency ARray ( PROMISII ) in Europa. Această rețea interferometrică constă din aproximativ 20.000 de antene radio, distribuite în 52 de locații din Europa.
În prezent, LOFAR este singura rețea de radiotelescoape capabilă de imagini profunde, de înaltă rezoluție, la frecvențe sub 100 megaherți, oferind o vedere a cerului ca nimeni altul. Această eliberare de date, care acoperă patru procente din cerul nordic, a fost prima pentru planul ambițios al rețelei de a imagini întregul cer nordic în frecvențe ultra joase, LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Deoarece se bazează pe Pământ, LOFAR are de depășit un obstacol semnificativ care nu afectează telescoapele spațiale: ionosfera. Aceasta este deosebit de problematică pentru undele radio cu frecvență ultra joasă , care poate fi reflectat înapoi în spațiu. La frecvențe sub 5 megaherți, ionosfera este opac din acest motiv.
Frecvențele care pătrund în ionosferă pot varia în funcție de condițiile atmosferice. Pentru a depăși această problemă, echipa a folosit supercalculatoare care rulează algoritmi pentru a corecta interferența ionosferică la fiecare patru secunde. În cele 256 de ore în care LOFAR s-a uitat la cer, sunt multe corecturi.
Acesta este ceea ce ne-a oferit o vedere atât de clară a cerului cu frecvență ultra-joasă.
„După mulți ani de dezvoltare a software-ului, este atât de minunat să vezi că acest lucru a funcționat cu adevărat,” a spus astronomul Huub Röttgering al Observatorului Leiden din Olanda.
Trebuie să corectați ionosfera are și un alt beneficiu: le va permite astronomilor să folosească datele LoLSS pentru a studia ionosfera în sine. undele ionosferice care călătoresc, scintilaţii , iar relația ionosferei cu ciclurile solare ar putea fi caracterizată mult mai în detaliu cu LoLSS. Acest lucru va permite oamenilor de știință să limiteze mai bine modelele ionosferice.
Și sondajul va oferi date noi despre tot felul de obiecte și fenomene astronomice, precum și eventual obiecte nedescoperite sau neexplorate în regiunea sub 50 de megaherți.
„Versiunea finală a sondajului va facilita progresele într-o serie de domenii de cercetare astronomică”, au scris cercetătorii în lucrarea lor .
„[Acest lucru] va permite studiul a peste 1 milion de spectre radio de joasă frecvență, oferind perspective unice asupra modelelor fizice pentru galaxii, nuclee active, clustere de galaxii și alte domenii de cercetare. Acest experiment reprezintă o încercare unică de a explora cerul cu frecvență ultra joasă la o rezoluție unghiulară și adâncime ridicate.
Rezultatele au fost publicate în Astronomie și astrofizică .
O versiune a acestui articol a fost publicată pentru prima dată în februarie 2021.