Астрономы получили самое четкое и чувствительное радиоизображение неба на низких частотах
Международная команда под руководством ученых Лейденского университета получила с помощью радиотелескопа LOFAR изображение почти 63 тысяч радиоисточников — среди них галактики, где рождаются звезды, и активные ядра галактик со сверхмассивными черными дырами. Участок неба на снимке примерно в 25 раз больше полной Луны по площади. По сочетанию четкости и чувствительности это самое подробное изображение неба, которое астрономы получили на низких радиочастотах.
Ученые изучили область северного неба ELAIS-N1, где находится множество тусклых и далеких галактик. Новый снимок в 20 раз четче предыдущего наиболее чувствительного изображения этого участка, которое получил LOFAR. Его разрешение позволяет различить детали под таким же углом, под каким мы видели бы монету с расстояния около десяти километров. Полное изображение содержит восемь миллиардов пикселей.
Такая четкость помогает понять, что излучает радиоволны в далеких галактиках. На менее подробных снимках галактики и струи вещества, которые выбрасывают их активные ядра, выглядят как бесформенные пятна. Астрономам бывает трудно определить, видят ли они одну галактику или несколько, а также отличить излучение струи от излучения областей, где рождаются звезды. Новый снимок позволяет разделить эти источники и рассмотреть строение протяженных струй.
Многие объекты на изображении — активные ядра галактик. В их центрах вещество движется по спирали к сверхмассивной черной дыре, а часть вещества покидает окрестности ядра в виде мощных струй — джетов. LOFAR хорошо улавливает слабое радиоизлучение таких протяженных структур. Теперь ученые смогут подробнее изучить, как джеты взаимодействуют с окружающим веществом и как меняются на протяжении истории Вселенной.
Другая многочисленная группа источников — небольшие галактики, где активно рождаются звезды. Пыль может скрывать эти области от оптических телескопов, но радиоволны проходят сквозь нее. Поэтому радионаблюдения помогают изучать процессы, которые трудно увидеть в видимом свете, и проследить, как менялись галактики в разные эпохи.
LOFAR собирал данные в течение 200 часов. Их общий объем составил 400 терабайт. Еще несколько лет назад обработать такой массив и собрать из него изображение с высоким разрешением было невозможно. Команда и ее коллеги усовершенствовали методы калибровки и обработки данных: за последние годы затраты на эту работу сократились более чем в десять раз. Весь массив обработали за несколько месяцев на высокопроизводительной платформе Spider, которую обслуживает нидерландская организация SURF.
Ученые открыли данные для астрономического сообщества. Исследователи смогут сопоставить их с оптическими, инфракрасными и рентгеновскими снимками того же участка неба. Вместе эти наблюдения помогут оценить расстояния до обнаруженных объектов, их массы и другие свойства. Статью с результатами приняли к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics; препринт доступен на arXiv.
По мнению авторов, работа также показывает возможности будущей версии телескопа — LOFAR2.0. Нидерландский институт радиоастрономии ASTRON и европейские партнеры сейчас модернизируют систему. После этого она сможет получать более чувствительные изображения больших участков неба с высоким разрешением. Руководитель исследования Юрьен де Йонг считает, что LOFAR2.0 сохранит конкурентоспособность и после начала работы радиообсерватории Square Kilometre Array, которую строят в Южной Африке и Австралии.
Фото De Jong et al.
Самое популярное
