Bardzo czułe obrazy radiowe ukazują tysiące galaktyk gwiazdotwórczych we wczesnym Wszechświecie
Międzynarodowy zespół astronomów opublikował najczulsze zdjęcia Wszechświata, jakie wykonano kiedykolwiek na niskich częstotliwościach radiowych, przy użyciu International Low Frequency Array (LOFAR). Obserwując wielokrotnie te same obszary nieba i łącząc dane w jeden obraz o bardzo długiej ekspozycji, zespół naukowców wykrył słabą poświatę radiową gwiazd eksplodujących jako supernowe w dziesiątkach tysięcy galaktyk, aż do najdalszych zakątków Wszechświata.
Philip Best z Uniwersytetu w Edynburgu, który kierował głębokimi przeglądami, wyjaśnił: Kiedy obserwujemy niebo korzystając z radioteleskopu, najjaśniejsze obiekty, które widzimy, są wytwarzane przez masywne czarne dziury w centrach galaktyk. Jednak nasze obrazy są tak głębokie, że większość obiektów na nim to galaktyki, takie jak nasza własna Droga Mleczna, emitujące słabe fale radiowe, które wskazują ich trwające procesy gwiazdotwórcze.
Połączenie wysokiej czułości LOFAR i szerokiego obszaru nieba objętego naszym badaniem – około 300 razy większego od Księżyca w pełni – pozwoliło nam wykryć dziesiątki tysięcy galaktyk, takich jak Droga Mleczna, daleko w odległym Wszechświecie. Światło z tych galaktyk podróżowało przez miliardy lat, aby dotrzeć do Ziemi; oznacza to, że widzimy galaktyki takimi, jakimi były miliardy lat temu, kiedy tworzyły większość swoich gwiazd.
Isabella Prandoni, INAF Bologna, dodała: Formujące się gwiazdy zwykle osłonięte są pyłem, który zasłania nam widok, gdy obserwujemy za pomocą teleskopów optycznych. Ale fale radiowe przenikają przez pył, więc dzięki LOFAR uzyskujemy pełny obraz procesów gwiazdotwórczych. Głębokie obrazy LOFAR doprowadziły do nowej relacji pomiędzy emisją radiową galaktyki a tempem, w jakim tworzy ona gwiazdy, oraz do dokładniejszego pomiaru liczby nowych gwiazd powstających w młodym Wszechświecie.
Ten niezwykły zbiór danych umożliwił przeprowadzenie wielu dodatkowych badań naukowych, począwszy od natury spektakularnych dżetów emisji radiowej produkowanej przez masywne czarne dziury, aż po emisję powstającą w wyniku zderzeń ogromnych gromad galaktyk. Przyniosło to również nieoczekiwane rezultaty. Na przykład, porównując powtarzane obserwacje, badacze szukali obiektów, które zmieniają radiową jasność. Dzięki temu udało się wykryć czerwonego karła CR Draconis. Joe Callingham z Uniwersytetu w Leiden i ASTRON (NL) zauważył, że: CR Draconis wykazuje wybuchy emisji radiowej, które bardzo przypominają te pochodzące od Jowisza i mogą być napędzane przez interakcję gwiazdy z nieznaną wcześniej planetą, lub dlatego, że gwiazda rotuje niezwykle szybko.
LOFAR nie tworzy bezpośrednio map nieba; zamiast tego sygnały z 70 000 anten muszą zostać połączone. Aby stworzyć te głębokie obrazy, pobrano i przetworzono ponad 4 petabajty surowych danych – odpowiednik około miliona płyt DVD.
Równie ważne było porównanie tych radiowych obrazów z danymi uzyskanymi na innych długościach fal. Wybrana przez nas część nieba jest najlepiej zbadaną na półkuli północnej – wyjaśnia Philip Best. Pozwoliło to zespołowi na zebranie danych optycznych, bliskiej podczerwieni, dalekiej podczerwieni i submilimetrowych dla galaktyk wykrytych przez LOFAR, co było kluczowe w interpretacji wyników LOFAR.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
