Ученые составили первую радиокарту северного полушария неба

Новости МирТесен

За счет использования сети радиотелескопов LOFAR и регистрации более чем десяти миллионов космических объектов, находящихся в экстремальных условиях, ученые создали первую подробную карту северного полушария неба в низкочастотном диапазоне. Полученные данные предоставили обширную выборку активно излучающих сверхмассивных черных дыр и открыли возможность исследовать процессы, которые сложно наблюдать с помощью оптических методов.

Сверхмассивные черные дыры, или СМЧД, располагаются в центрах большинства крупных галактик. При поглощении вещества ими часть энергии выбрасывается в виде гигантских джетов — струй плазмы, разогнанной до околосветовых скоростей. Эти структуры могут влиять на эволюцию галактик и их окружение. Особенно ярко джеты и связанные с ними магнитные поля светятся в радиодиапазоне, позволяя астрономам прослеживать энергетические процессы, формирующие крупномасштабную структуру Вселенной.

Третий выпуск каталога LOFAR Two-metre Sky Survey охватывает 88 процентов северного полушария неба. Наблюдения проводились на протяжении более чем десяти лет при помощи распределенной сети антенн, расположенных в Нидерландах и других странах Европы. Благодаря работе этого астрономического инструмента в качестве единого интерферометра, удалось достичь разрешения в несколько угловых секунд и высокой чувствительности в диапазоне частот от 120 до 168 мегагерц. В общей сложности астрономы получили приблизительно 18,6 петабайт данных, обработка которых потребовала более 20 миллионов часов вычислительных ресурсов.

Значительные трудности вызвано деформация сигнала, которую испытывают радиоволны при прохождении через ионосферу Земли. Для устранения этих искажений специалисты разработали усовершенствованные алгоритмы калибровки и автоматизированные системы обработки данных. Это позволило создать наиболее точные на данный момент широкоугольные радиокарты небесной сферы и каталог, содержащий 13,7 миллиона источников.

Новая карта кардинально пересматривает наше понимание многообразия активных ядер галактик. По мнению ученых, формирование джетов определяется не исключительно массой черной дыры, но и особенностями галактики и окружающей ее среды. Кроме того, анализ предоставил возможность оценить скорость звездообразования в миллионах галактик, что оказывает влияние на магнитные поля, охватывающие миллионы световых лет.

Кроме того, исследование показало наличие редких и необычных объектов: новые остатки сверхновых, одни из самых протяженных и древних радиогалактик, радиоисточники с переменной интенсивностью и сигналы, которые, возможно, указывают на взаимодействие звёзд и экзопланет.

Таким образом, итоги проведенного исследования, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, эти открытия послужили основой для множества последующих исследований и приблизили нас к более глубокому пониманию радиовселенной, в которой значительную роль играют магнитные поля, экстремальные ускорения частиц и мощные струи.