Mamy najdokładniejszą w historii mapę wszechświata. Międzynarodowy zespół astronomów, wśród których są również Polacy, opublikował wyniki swoich badań, czyli mapę wszechświata w zakresie niskich częstotliwości radiowych. Dzięki niej udało się zbadać dziesiątki tysięcy galaktyk, w tym te znajdujące się w najdalszych rejonach obserwowalnego wszechświata. Do obserwacji użyto europejskiej sieci radioteleskopów LOFAR, z których trzy znajdują się na terenie Polski.
Do tej pory obserwacje radiowe skupiały się przede wszystkim na najjaśniejszych emisjach odbieranych z kosmosu. Należą do nich na przykład masywne czarne dziury, które znajdują się w centrach galaktyk. O tych fascynujących obiektach pisaliśmy już na naszym blogu m.in. w materiale „Czy czarne dziury promieniują?”
Tym razem jest inaczej – obraz uzyskany z sieci radioteleskopów LOFAR na niskich częstotliwościach radiowych jest na tyle głęboki, że większość widocznych na nim obiektów to bardzo odległe galaktyki, które możemy obserwować w momencie, gdy się jeszcze tworzyły.
Narodziny gwiazd na mapie wszechświata
Dzięki użyciu fal radiowych można zajrzeć w głąb obszarów, w których znajduje się duża ilość pyłu. Takie chmury znajdują się w miejscach narodzin gwiazd i uniemożliwiają obserwację w zakresie widzialnym. Za sprawą nowej mapy naukowcom udało się wyznaczyć związek pomiędzy jasnością galaktyk w zakresie radiowym a tempem formowania się gwiazd. Lepiej oszacowano też liczbę nowych gwiazd, które tworzyły się w młodym wszechświecie, zbadano emisje z okolic masywnych czarnych dziur oraz zderzenia galaktyk.
W trakcie opracowywania radiowych obrazów nieba wykorzystuje się olbrzymie ilości danych. W tym przypadku połączono sygnały od 70 tysięcy anten wchodzących w skład sieci LOFAR. Ostateczny wynik to ponad 4 petabajty surowych danych. Gdybyśmy chcieli umieścić je na płytach DVD, potrzebowalibyśmy ich około miliona.
Źródło: PAP / Philip Best & Jose Sabater, University of Edinburgh.
Dr hab. Katarzyna Małek z Narodowego Centrum Badań Jądrowych opowiada, że „mapa obejmuje część nieba północnego. Obszary obserwacji zostały wybrane w ten sposób, aby można je było jak najpełniej wykorzystać: wyselekcjonowano tak zwane głębokie pola, które są bardzo dobrze znane astronomom i były obserwowane w wielu różnych zakresach widma – głównie od ultrafioletu po daleką podczerwień”. Według niej mapa pozwala również na bardziej precyzyjne opracowanie modeli ewolucyjnych i dzięki temu opisanie młodego wszechświata. Przyda się też w poszukiwaniu nowych, nieznanych jeszcze obiektów w kosmosie.
Mapa wszechświata została stworzona dzięki LOFAR
LOFAR, czyli International Low Frequency Array, to europejska sieć anten radiowych. Centrum projektu znajduje się w miejscowości Exloo w Holandii. Krajami partnerskimi, w tym projekcie są Francja, Irlandia, Łotwa, Holandia, Niemcy, Polska, Szwecja, Wielka Brytania i Włochy. Za polską część odpowiada grupa POLFARO, w skład której wchodzą Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie oraz Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe w Poznaniu. Polskie stacje LOFAR utrzymuje Ministerstwo Edukacji i Nauki.
Prof. Krzysztof Chyży z Uniwersytetu Jagiellońskiego tłumaczy, że LOFAR pracuje jako interferometr radiowy. Sygnał z pojedynczej stacji jest zamieniany na dane cyfrowe, które przesyłane są online do superkomputera w Groningen. Tam są łączone z innymi sygnałami z pozostałych stacji. Naukowiec wyjaśnia, że „ciekawostką w pracy LOFAR-a jest to, że jego anteny są nieruchome, nie jest możliwe ich obracanie czy przesuwanie, jak w standardowych radioteleskopach. Wybór kierunku, w jakim ma patrzeć teleskop, odbywa się softwarowo, poprzez odpowiednie korekty cyfrowego sygnału. Z tych danych przez tzw. transformatę Fouriera tworzy się radiową mapę (obraz) nieba. Tak wygląda cały proces w skrócie, ale jest też cały szereg czasochłonnych kroków pośrednich, od których zależy jakość uzyskiwanych na końcu map”.
W naszym kraju są trzy z 52 stacji LOFAR. Zostały one wybudowane w 2015 roku i znajdują się w Łazach koło Bochni, Bałdach koło Olsztyna i Borówcu koło Poznania. Wszystkich zainteresowanych podobną tematyką zapraszamy na naszego bloga, na przykład do artykułu „Eksploracja kosmosu falami elektromagnetycznymi”.
Źródło: Nauka w Polsce PAP