To, co widzisz na tym zdjęciu, jest naprawdę przerażające i nie są to gwiazdy ani galaktyki – naucz mnie czegoś o nauce

Zdjęcie może wyglądać zupełnie zwyczajnie i wydawać się, że zawiera tysiące gwiazd, ale w rzeczywistości są to supermasywne czarne dziury. Co zaskakujące, jest to mapa nieba pokazująca ponad 25 000 supermasywnych czarnych dziur. Każda czarna dziura znajduje się w innej, odległej galaktyce.

Międzynarodowa grupa astronomów opublikowała na początku 2021 roku w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka, mapę nieba pokazującą 25 000 czarnych dziur, co czyni ją najbardziej szczegółową, jaką kiedykolwiek widziano w zakresie tak zwanych niskich częstotliwości radiowych. Mapa jest wynikiem 256 godzin obserwacji północnego nieba z wykorzystaniem danych z Obserwatorium Niskich Częstotliwości (LOFAR) w Europie. Ta sieć interferometryczna składa się z około 20 000 anten radiowych rozmieszczonych w 52 stacjach rozmieszczonych w dziewięciu krajach europejskich.

„To efekt wielu lat pracy z bardzo trudnymi danymi. „Musieliśmy wymyślić nowe sposoby przetwarzania sygnałów radiowych na obrazy nieba”. – stwierdził w oświadczeniuDyrektor śledztwa Francesco De Gasperin.

w tym momencie, Lofar Jest to największy radioteleskop pracujący w najniższych częstotliwościach, jakie można obserwować z Ziemi. W przeciwieństwie do teleskopów jednotarczowych, LOFAR to wielofunkcyjna sieć czujników z innowacyjną infrastrukturą obliczeniową i sieciową, która może obsługiwać bardzo duże ilości danych.

Ponieważ nie jest to teleskop kosmiczny, ale raczej prowadzi obserwacje z powierzchni, musi stawić czoła poważnym wyzwaniom. Głównym powodem jest jonosfera otaczająca Ziemię – warstwa wolnych elektronów zasłaniająca teleskopy – utrudniająca śledzenie czarnych dziur.

„To jakby próbować zobaczyć świat, gdy jesteś zanurzony w basenie. „Kiedy spojrzysz w górę, fale wody w basenie załamują promienie świetlne i zniekształcają twoje widzenie.” On tłumaczy Współautor Renaut van Wieren (Obserwatorium w Lejdzie).

Częstotliwości przenikające przez jonosferę mogą się różnić w zależności od warunków atmosferycznych. Aby pomyślnie ukończyć misję, zespół wykorzystał superkomputery, które co cztery sekundy uruchamiały algorytmy korygujące zakłócenia jonowe. W ciągu 256 godzin, które Lovar spędził na obserwacji nieba, pojawiło się wiele poprawek.

Kiedy słyszysz wyrażenie „25 000 supermasywnych czarnych dziur”, prawdopodobnie przychodzi ci na myśl duża liczba i duży obszar i właśnie to się dzieje. Mapa obejmuje jednak tylko 4% północnej połowy nieba. Astronomowie planują kontynuować obserwację do czasu sporządzenia mapy całego północnego nieba. Oprócz supermasywnych czarnych dziur mapa dostarcza także informacji m.in. o wielkoskalowej strukturze Wszechświata.

Bardziej szczegółowe badania mogłyby pozwolić na zbadanie ponad miliona widm radiowych o niskiej częstotliwości, zapewniając unikalny wgląd w fizyczne modele galaktyk, aktywnych jąder, gromad galaktyk i inne obszary badań. „Ten eksperyment stanowi wyjątkową próbę zbadania nieba o bardzo niskiej częstotliwości z dużą rozdzielczością kątową i głębokością”. Oni napisali Autorzy artykułu.

Szczegółowy opis badania znajduje się w artykule opublikowanym w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.