Kosmiczna synergia: Przełomowe odkrycia dzięki współpracy MeerKAT i Europejskiej Sieci VLBI
Przełomowa współpraca globalnych sieci radioteleskopów umożliwiła astrofizykom uzyskanie najdokładniejszych w historii obrazów ekstremalnych zjawisk we Wszechświecie, otwierając nowe perspektywy dla badań nad czarnymi dziurami i ewolucją galaktyk.
 |
| Obrazy supermasywnej czarnej dziury wyrzucającej strumienie energetycznych cząstek, widoczne w zakresie fal radiowych, uzyskane za pomocą sieci EVN bez (po lewej) i z (po prawej) udziałem MeerKAT. Źródło: JIVE, SARAO |
Najostrzejsze obrazy Wszechświata powstają wtedy, gdy radioteleskopy na całym świecie współpracują ze sobą. Szczytem takiej globalnej kooperacji stała się pierwsza regularna współpraca południowoafrykańskiego radioteleskopu MeerKAT, uznawanego za najpotężniejszy radioteleskop półkuli południowej, z największą i najczulszą na świecie siecią interferometryczną Europejskiej Sieci VLBI (EVN). Ich połączone siły ustanawiają nowy standard globalnych obserwacji oraz otwierają całkiem nowe możliwości badań naukowych i międzynarodowej współpracy.
Przełomowe wyniki: Co zobaczyli naukowcy?
Najważniejszym efektem tej synergii jest uzyskanie obrazów strumienia energetycznej plazmy, czyli dżetu, wyrzucanego przez supermasywną czarną dziurę w odległej galaktyce J0123+3044. Obserwacje te, przeprowadzone w ramach 12-godzinnej kampanii, w której MeerKAT uczestniczył przez 4 godziny, umożliwiły zespołowi uzyskanie najostrzejszych obrazów tych zjawisk w historii radiowej astronomii.
Te rekordowe obrazy są nie tylko technologicznym majstersztykiem, ale przede wszystkim nowym źródłem wiedzy o fizyce najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie. Nigdy wcześniej nie udało się tak szczegółowo rozdzielić struktury dżetu oraz prześledzić, w jaki sposób czarna dziura oddziałuje ze swoim otoczeniem na skalach galaktycznych.
Wyniki naukowe obejmują:
• Wyjątkową rozdzielczość i czułość: Wkład MeerKAT sprawił, że czułość całej macierzy odpowiada pracy pojedynczego radioteleskopu o średnicy aż 100 metrów. Pozwoliło to na detekcję subtelnych szczegółów w strukturze strumienia, których dotąd nie można było wyodrębnić, nawet przy użyciu najbardziej zaawansowanych instrumentów EVN;
• Głębsze zrozumienie fizyki strumieni czarnych dziur: Analiza danych umożliwiła zbadanie procesów powstawania, kształtowania i oddziaływania dżetów z materią galaktyczną, co pozwala lepiej zrozumieć ewolucję galaktyk i samych czarnych dziur;
• Stworzenie nowego modelu globalnej współpracy: Projekt potwierdził, że efektywny udział nowoczesnych, południowoafrykańskich i europejskich instrumentów pozwala pokryć całe niebo, szczególnie w kierunku południowym, co dotychczas było ograniczone.
Dalekosiężne znaczenie i przyszłość badań
Partnerstwo MeerKAT i EVN to kluczowy krok na drodze do tworzenia jeszcze większych, globalnych macierzy interferometrycznych — takich jak planowana Square Kilometre Array Observatory (SKAO), która stanie się największym radioastronomicznym przedsięwzięciem w historii ludzkości. Już teraz doświadczenia z integracją MeerKAT stanowią bazę dla przyszłych metod obserwacji wyjątkowych obrazów, a współpraca ta toruje drogę do odkrywania nowych, zaskakujących zjawisk — od szybkich błysków radiowych, przez tajemnicze pierścienie radiowe, aż po badania powstawania i ewolucji największych struktur we Wszechświecie.
Projekt nie doszedłby do skutku bez zaangażowania instytucji koordynujących współpracę i zarządzających danymi, takich jak SARAO w RPA oraz JIVE w Holandii, która obsługuje europejską infrastrukturę badawczą (ERIC) i przetwarza dane z sieci EVN.
Jak podkreśliła dyrektor JIVE, Agnieszka Słowikowska:
Dostęp do danych z teleskopów nowej generacji jest kluczem do poszerzenia granic badań. Dzięki zaawansowanym metodom kalibracji udaje się osiągać najwyższą precyzję VLBI, wspierając badanie większej liczby źródeł jednocześnie i zapewniając najdokładniejsze pomiary egzotycznych zjawisk.
Równolegle dyrektor zarządzająca SARAO, Pontsho Maruping, zaznaczyła:
MeerKAT odniósł duży sukces w swojej misji badania nieba radiowego z niespotykaną dotąd szczegółowością. Współpraca z JIVE i innymi partnerami pozwala nam zagłębiać się w najbardziej zwarte i tajemnicze obiekty kosmosu.
Realizacja projektu wymagała zaawansowanej kalibracji sygnałów i korekcji fazy kształtowania wiązki, co było możliwe dzięki ścisłej koordynacji zespołów z Europy, Afryki, Europy Wschodniej i Azji. Wspólne wysiłki otworzyły nowe perspektywy dla integrowania kolejnych radioteleskopów, m.in. Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory, w kolejne globalne układy VLBI.
Nowy rozdział w radioastronomii
Wyniki wspólnych obserwacji MeerKAT–EVN przekładają się na fundamentalny postęp w zrozumieniu Wszechświata — od fizyki czarnych dziur i dżetów, przez historię galaktyk, aż po przyszłość globalnej nauki. Pokazały one, że największe osiągnięcia stają się możliwe wtedy, gdy światowe naukowe społeczności łączą swoje możliwości w jednym, globalnym projekcie.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Czytaj też:
