Международная группа астрономов представила результаты самого масштабного на текущий момент обзора неба, выполненного в радиодиапазоне. В рамках третьего релиза данных обзора LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS-DR3) было зафиксировано почти 13,7 миллиона небесных объектов, излучающих в области спектра, невидимой для человеческого глаза без использования специализированного оборудования. Подробное описание исследования, опубликованное недавно в журнале Astronomy & Astrophysics, содержит уникальный сборник космических источников радиоволн, в том числе некоторые из наиболее экстремальных явлений, наблюдаемых во Вселенной.
В поле зрения обзора находится 88 процентов северного полушария неба, и он является продуктом обработки около 13 тысяч часов наблюдений, сделанных в течение нескольких лет. « В настоящем выпуске данных собраны результаты наблюдений, охватывающих более десяти лет, а также выполнены масштабная обработка информации и научный анализ международной командой исследователей », — отмечает Тимоти Шимвелл, ведущий автор исследования и астроном из ASTRON и Лейденского университета, расположенного в Нидерландах.
Исследования осуществлялись с помощью радиотелескопа LOFAR (LOw Frequency ARray), который представляет собой уникальное технологическое достижение. Вместо традиционных крупных параболических антенн, LOFAR – это интерферометр, объединяющий около 20 тысяч антенн, расположенных на 52 станциях (38 из которых находятся в Нидерландах, а 14 – в других странах Европы). Расположенные на расстоянии более тысячи километров, эти антенны способны функционировать как множество независимых датчиков или как единый радиотелескоп, охватывающий всю Европу.
Работа с полученными данными превратилась в масштабную проблему. « Итоговый объем обрабатываемых данных достиг 18,6 петабайт, что потребовало многолетней непрерывной обработки и мониторинга, а также использования более чем 20 миллионов машино-часов вычислительных ресурсов », — поясняет Александр Драбент, астроном Тюрингенской государственной обсерватории и один из авторов исследования. Для обработки обширного массива данных ученые использовали один из самых мощных суперкомпьютеров Европы, находящийся в Исследовательском центре Юлиха в Германии. Как отметила Кристина Мансано, руководитель технических служб Исследовательского центра Юлиха и соавтор работы, для реализации этого проекта впервые потребовалось обеспечить хранение, обработку и доступность столь значительных объемов информации в рамках астрономического проекта, что открывает возможности для будущих масштабных исследований.
Получение изображений с помощью LOFAR – это непростая задача, поскольку телескоп не осуществляет непосредственную «съемку» ночного неба. Чтобы создать один снимок, ученым необходимо объединять информацию, поступающую с 70 тысяч антенн, что сопряжено с оцифровкой, передачей и объединением 13 терабит необработанных данных ежесекундно. Полученный результат оправдывает затраченные усилия, поскольку итоговые изображения демонстрируют необычный вид Вселенной. Так, снимок галактики Андромеды, сделанный LOFAR, представляет ее в виде некоего таинственного космического глаза.
Радиоволны способны выявлять экзопланеты, столкновения галактических скоплений и магнитные поля сверхновых, которые разгоняют частицы до энергий, во много тысяч раз больших, чем те, что создаются на Земле. Низкочастотное излучение, обладая свойством проникать сквозь плотные среды, достигает нас из пыльных облаков в Млечном Пути и других галактиках. Это даёт возможность астрономам изучать влияние чёрных дыр на развитие Вселенной и процессы формирования молодых звёзд.
Благодаря тому, что эти сведения стали доступны широкой публике, появляется возможность проведения множества новых научных изысканий, что уже подтвердилось предыдущими двумя версиями LOFAR. Помимо этого, LOFAR является значимым предшественником для глобальной обсерватории Square Kilometre Array (SKAO), находящейся в стадии строительства и которая станет крупнейшей в мире системой телескопов, расположенной в Южной Африке и Австралии.
Исследование было в журнале Astronomy & Astrophysics.