Astronomer udgiver himmelkort over tusindvis af nyopdagede galakser

Et internationalt hold på mere end 200 astronomer fra 18 lande har offentliggjort den første fase af en stor ny radiohimmelundersøgelse med hidtil uset følsomhed ved hjælp af Low Frequency Array (LOFAR) teleskopet. Undersøgelsen afslører hundredtusindvis af tidligere uopdagede galakser, kaster nyt lys over mange forskningsområder, herunder de sorte hullers fysik og hvordan galaksehobe udvikler sig. Et særnummer af Astronomi og astrofysik er dedikeret til de første seksogtyve forskningsartikler, der beskriver undersøgelsen og dens første resultater.

Radioastronomi afslører processer i universet, som ikke kan ses med optiske instrumenter. I denne første del af himmelundersøgelsen, LOFAR observerede en fjerdedel af den nordlige halvkugle ved lave radiofrekvenser. På dette tidspunkt, cirka 10 procent af disse data er blevet frigivet til offentligheden. Det kortlægger 300, 000 kilder, næsten alle er galakser i det fjerne univers; deres radiosignaler har rejst milliarder af lysår for at nå Jorden.

Sorte huller

Huub Röttgering, Leiden University (Holland) siger, "Hvis vi tager et radioteleskop og ser op mod himlen, vi ser hovedsageligt emission fra det umiddelbare miljø af massive sorte huller. med LOFAR, vi håber at kunne besvare det fascinerende spørgsmål:Hvor kommer de sorte huller fra?" Forskere ved, at sorte huller er rodede spisende. Når der falder gas på dem, de udsender stråler af materiale, der kan ses ved radiobølgelængder.

Philip Best, University of Edinburgh (U.K.), siger, "LOFAR har en bemærkelsesværdig følsomhed, og det giver os mulighed for at se, at disse jetfly er til stede i alle de mest massive galakser, hvilket betyder, at deres sorte huller aldrig holder op med at spise."

Klynger af galakser

Galaksehobe er ensembler af hundreder til tusindvis af galakser. Det har været kendt i årtier, at når to galaksehobe smelter sammen, de kan producere radioemissioner, der spænder over millioner af lysår. Denne emission menes at komme fra partikler, der accelereres under fusionsprocessen. Amanda Wilber, Universitetet i Hamborg (Tyskland), siger, "Med radioobservationer kan vi detektere stråling fra det spinkle medium, der eksisterer mellem galakser. Denne stråling genereres af energiske stød og turbulens. LOFAR giver os mulighed for at opdage mange flere af disse kilder og forstå, hvad der driver dem."

Annalisa Bonafede, Universitetet i Bologna og INAF (Italien), siger, "Det, vi begynder at se med LOFAR, er, at i nogle tilfælde, galaksehobe, der ikke smelter sammen, kan også vise denne emission, omend på et meget lavt niveau, som tidligere ikke kunne spores. Denne opdagelse fortæller os, at udover fusionsbegivenheder, der er andre fænomener, der kan udløse partikelacceleration over store skalaer."

Magnetiske felter

"Magnetiske felter gennemtrænger kosmos, og vi vil gerne forstå, hvordan dette skete. Det kan være svært at måle magnetiske felter i det intergalaktiske rum. fordi de er meget svage. Imidlertid, den hidtil usete nøjagtighed af LOFAR-målingerne har givet os mulighed for at måle effekten af ​​kosmiske magnetiske felter på radiobølger fra en gigantisk radiogalakse, der er 11 millioner lysår i størrelse. Dette arbejde viser, hvordan vi kan bruge LOFAR til at hjælpe os med at forstå oprindelsen af ​​kosmiske magnetfelter, " forklarer Shane O"Sullivan, Universitetet i Hamborg.

Billeder i høj kvalitet

At skabe lavfrekvente radiohimmelkort tager både betydelig teleskop- og beregningstid og kræver store teams til at analysere dataene. "LOFAR producerer enorme mængder data – vi skal behandle hvad der svarer til 10 millioner dvd'er med data. LOFAR-undersøgelserne blev for nylig muliggjort af et matematisk gennembrud i den måde, vi forstår interferometri på, " siger Cyril Tasse, Observatoire de Paris—Station de radio astronomie à Nançay (Frankrig).

"Vi har arbejdet sammen med SURF i Holland for effektivt at omdanne de enorme mængder data til billeder af høj kvalitet. Disse billeder er nu offentlige og vil give astronomer mulighed for at studere udviklingen af ​​galakser i hidtil uset detaljer, " siger Timothy Shimwell, Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON) og Leiden University.

SURFs computer- og datacenter placeret ved SURFsara i Amsterdam kører på 100 procent vedvarende energi og huser over 20 petabyte LOFAR-data. "Dette er mere end halvdelen af ​​alle data indsamlet af LOFAR-teleskopet til dato. Det er den største astronomiske dataindsamling i verden. At behandle de enorme datasæt er en kæmpe udfordring for videnskabsmænd. Hvad der normalt ville have taget århundreder på en almindelig computer blev behandlet på mindre end et år ved hjælp af high throughput compute cluster (Grid) og ekspertise, " siger Raymond Oonk (SURFsara).

LOFAR

LOFAR-teleskopet, lavfrekvensarrayet, er unik i sine evner til at kortlægge himlen i fine detaljer ved meter bølgelængder. LOFAR drives af ASTRON i Holland og anses for at være verdens førende teleskop af sin type. "Dette himmelkort vil være en vidunderlig videnskabelig arv for fremtiden. Det er et vidnesbyrd for designerne af LOFAR, at dette teleskop præsterer så godt, " siger Carole Jackson, Generaldirektør for ASTRON.

Det næste skridt

De 26 forskningsartikler i særnummeret af Astronomi og astrofysik blev udført med kun de første to procent af himmelundersøgelsen. Holdet sigter på at lave følsomme billeder i høj opløsning af hele den nordlige himmel, som vil afsløre 15 millioner radiokilder i alt. "Forestil dig nogle af de opdagelser, vi kan gøre undervejs. Jeg ser bestemt frem til det, " siger Jackson. "Og blandt disse vil der være de første massive sorte huller, der blev dannet, da universet kun var en 'baby', "med en alder på et par procent af sin nuværende alder, " tilføjer Röttgering.