Międzynarodowy zespół złożony z ponad 200 astronomów z 18 krajów opublikował dane pochodzące z pierwszej fazy nowego, realizowanego przy pomocy interferometru LOFAR, wielkiego radiowego przeglądu nieba o niespotykanej dotychczas czułości. Opublikowane mapy radiowego nieba ukazują setki tysięcy dotychczas nieznanych galaktyk i rzucają nowe światło na wiele problemów współczesnej astrofizyki, takich jak fizyka czarnych dziur czy ewolucja gromad galaktyk.

Radioteleskop LOFAR jest unikalny pod względem możliwości wysoce szczegółowego mapowania nieba na falach metrowych. Jego operatorem jest Holenderski Instytut Radioastronomii ASTRON, a sam teleskop uważany jest za wiodący instrument tego rodzaju na świecie.

Radioastronomia pozwala dojrzeć niedostępne dla instrumentów optycznych procesy zachodzące we Wszechświecie. W ramach pierwszej części nowego przeglądu nieba LOFAR obserwował czwartą część północnej półkuli niebieskiej na niskich częstotliwościach radiowych. Do tej pory opublikowano ok. 10 proc. zebranych danych. Zawierają one ok. 300 tys. radioźródeł, które w przeważającej większości są odległymi galaktykami. Pochodzące z nich sygnały radiowe potrzebowały miliardów lat, aby dotrzeć do Ziemi.

Czarne dziury

- Jeśli skierujemy radioteleskop na niebo, ujrzymy głównie emisję pochodzącą z najbliższego otoczenia masywnych czarnych dziur. Mamy nadzieję, że LOFAR pozwoli na znalezienie odpowiedzi na fascynujące nas pytanie: skąd biorą się takie czarne dziury? Wiemy, że pożywiają się one raczej niechlujnie. Gdy opada na nie gaz, emitują strugi materii, którą można dostrzec w zakresie radiowym - wyjaśnia Huub Röttgering z Uniwersytetu w Lejdzie.

Gromady galaktyk

- Gromady zawierają od setek do tysięcy galaktyk. Dzięki obserwacjom radiowym możemy dostrzec promieniowanie powstające w bardzo rzadkim ośrodku międzygalaktycznym. Jego źródłem są fronty uderzeniowe i turbulencje. LOFAR pozwala na wykrycie wielu takich obiektów i zrozumienie, co je zasila - mówi Amanda Wilber z Uniwersytetu w Hamburgu.

Pola magnetyczne

- Cały kosmos przesiąknięty jest przez pola magnetyczne, a my chcemy zrozumieć, jak to możliwe. Badanie pól magnetycznych w przestrzeni międzygalaktycznej może być trudne, ponieważ są one bardzo słabe. Niemniej jednak niespotykana wcześniej dokładność pomiarów dokonywanych przy pomocy LOFAR pozwoliła na zbadanie, jaki był efekt takich pól na fale radiowe wyemitowane z gigantycznej radiogalaktyki o rozmiarach około 11 milionów lat świetlnych. Badania te pokazują, jak możemy wykorzystać LOFAR, by zrozumieć pochodzenie kosmicznych pól magnetycznych - tłumaczy Shane O'Sullivan z Uniwersytetu w Hamburgu.

Obrazy wysokiej jakości

Tworzenie niskoczęstotliwościowych map nieba wymaga dużych ilości czasu zarówno obserwacyjnego, jak i obliczeniowego oraz pracy dużych zespołów analizujących dane. Jak przekonuje Cyril Tasse ze stacji radioastronomicznej Nançay, interferometr generuje olbrzymie ilości danych, dlatego naukowcy muszą przeprocesować równowartość 10 mln płyt DVD z danymi. Przeglądy wykonywane przy pomocy LOFAR stały się możliwe dopiero niedawno, dzięki matematycznemu przełomowi w sposobie, w jaki rozumiemy zagadnienie interferometrii.

- Pracowaliśmy wspólnie z holenderskim konsorcjum SURF (Samenwerkende Universitaire Rekenfaciliteiten), by efektywnie przetwarzać potężne ilości danych w obrazy wysokiej jakości. Obrazy te stały się właśnie dostępne publicznie i pozwolą astronomom na badanie ewolucji galaktyk tak szczegółowo, jak nigdy dotąd - dodaje Timothy Shimwell z ASTRON.

Udział polskich uczelni

W pracach nad nowym przeglądem uczestniczyły dwie polskie uczelnie: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie i Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Ich udział był możliwy dzięki wsparciu finansowemu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego i Narodowego Centrum Nauki. Zespół krakowskich naukowców składał się z sześciu osób, których zadaniem było zidentyfikowanie i sklasyfikowanie morfologiczne tysięcy radioźródeł w przeglądzie.

- Poszukiwaliśmy przyczyn zależności emisji radiowej od aktywności gwiazdotwórczej galaktyk spiralnych. Analizowaliśmy procesy ucieczki z galaktyk cząstek promieniowania kosmicznego i poszukiwaliśmy międzygalaktycznych pól magnetycznych. Dodatkowo jedna z prac - dotycząca powszechności występowania rozciągłej emisji radiowej w grupach galaktyk, zagadnienia dotychczas bardzo słabo poznanego - była własnym projektem jednego z naukowców zatrudnionych w Obserwatorium Astronomicznym UJ - mówi dr hab. Krzysztof Chyży z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ.

Następny krok

26 artykułów, które ukazały się właśnie w Astronomy & Astrophysics, opartych było o zaledwie 2 proc. danych z nowego przeglądu. Celem zespołu badawczego jest stworzenie wysokorozdzielczościowych map całego północnego nieba, co powinno pozwolić na ukazanie 15 milionów radioźródeł.

Zdjęcia można obejrzeć także na stronie: www.lofar-surveys.org/gallery_preview.html.