Poniżej znajdują się prawdziwe zdjęcia odległych galaktyk o niespotykanym dotąd poziomie szczegółowości

Radioastronomia czyni postępy dzięki sieci LOFAR, składającej się z dziesiątek tysięcy anten w Europie.

Wydanie specjalne magazynu Astronomia i astrofizyka W sierpniu 2021 roku opublikowałem serię badań, które dostarczają bezprecedensowych obrazów, równie oszałamiających, co naukowo znaczących: są to najbardziej szczegółowe obrazy odległych galaktyk w historii.

To wynik dziesięciu lat badań od LOFAR – The Low Frequency Array, sieć tysięcy anten rozsianych po całej Europie, tworząca razem największy teleskop na świecie.

Niespotykany poziom szczegółowości

Anteny te są interferometrami: odbierają częstotliwości radiowe. Jednak obrazy, które docierają do nas z kosmosu, są wynikiem różnego promieniowania elektromagnetycznego, którego długości fal są różne. Światło „widzialne” nie jest najdokładniejsze, gdy jest oglądane z odległości lat świetlnych, jego długość fali jest krótka i dostarcza mało szczegółów, zwłaszcza że fale te mogą być blokowane i zakłócane na swojej drodze. Śledź na przykład chmury gazu lub pyłu. Odbierając fale radiowe, interferometry mogą dostarczać obrazy obszarów, które naszym oczom i soczewkom teleskopów optycznych wydają się ciemne lub nie do odróżnienia. Pozwala to zobaczyć niewidzialne i niskoenergetyczne światło.

Co więcej, połączenie tych tysięcy teleskopów tworzy w praktyce soczewkę o średnicy 2000 kilometrów. Wynik: obrazy opublikowane w tej serii badań, które łączą obserwacje z 70 000 interferometrów, zapewniają niespotykany poziom szczegółowości w tym widmie.

Na poniższej animacji widać przejście między standardową rozdzielczością, w której galaktyki odbijają się w bardzo jasnych punktach, a rozdzielczością uzyskaną dzięki tej międzynarodowej współpracy z 70 000 anten, gdzie możemy wyraźnie rozróżnić kształty. Różnica jest niesamowita.

To nie tylko kwestia „robienia zdjęcia” przestrzeni. Sieć Teleskopowa LOFAR to coś więcej niż tylko fotografowanie galaktyk. Przechwytywanie fal radiowych jest tłumaczone na dane z tych tysięcy anten, a następnie konieczne jest zebranie tych danych w celu utworzenia obrazu. Oprócz samej technologii teleskopowej LOFAR istnieje zatem wyzwanie komputerowe: sam pojedynczy obraz reprezentuje 13 TB/s surowych danych (odpowiednik 300 płyt DVD). Aby przetworzyć te obrazy, naukowcy zmobilizowali „superkomputery”, aby zredukować dane do użytecznego limitu kilku gigabajtów.

W ten sposób po przetworzeniu tych dużych zbiorów danych można uzyskać całą serię obrazów, z różnych odległości i różnych poziomów szczegółowości:

Mechanizmy jeszcze niewidoczne

Ten poziom precyzji jest nie tylko niesamowity: dostarcza również cennego narzędzia do szczegółowej analizy konkretnych mechanizmów w jądrach galaktyk. Rzeczywiście, wiele artykułów naukowych z tej serii badań skupia się na supermasywnych czarnych dziurach w jądrze galaktyk.

Umożliwia to w szczególności zobaczenie emitowanych przez nie „dżetów” i sposobu, w jaki się rozchodzą, ponieważ w normalnych czasach, przy długich falach światła widzialnego, są one niewidoczne. ” Te obrazy o wysokiej rozdzielczości pozwalają nam przybliżyć, aby zobaczyć, co naprawdę dzieje się, gdy supermasywne czarne dziury uwalniają „dżety radiowe”, co wcześniej nie było możliwe. »

Niektóre artykuły skupiają się na innych aspektach galaktyk. Wszystko to pokazuje, że tego typu technologia jest krokiem naprzód dla radioastronomii, umożliwiającą zagłębienie się w przestrzeń kosmiczną, zbadanie i, jeśli to możliwe, zrozumienie jej mechanizmów.

Kontynuacja wideo