Ponad 13 mln potężnych źródeł. To największy radiowy przegląd kosmosu

Międzynarodowy zespół astronomów przeprowadził ostatnio wyjątkowy przegląd nieba przy użyciu sieci radioteleskopów LOFAR. W ramach projektu obserwacyjnego naukowcy badali szeroki zakres niskich częstotliwości radiowych. Dzięki tej technologii udało się zarejestrować aż 13,7 mln potężnych zjawisk, takich jak wybuchy supernowych, kolizje galaktyk i strumienie materii emitowane przez supermasywne czarne dziury. To najobszerniejszy taki katalog w historii badań radiowych Wszechświata.

W ramach przeglądu LOFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS-DR3) udało się zaobserwować dynamiczne procesy zachodzące zarówno na obrzeżach, jak i w centrum odległych galaktyk. Jednym z przełomowych osiągnięć jest szczegółowe zobrazowanie strumieni wyrzucanych przez aktywne supermasywne czarne dziury. Martin Hardcastle z Uniwersytetu Hertfordshire podkreślił, że nowe dane pozwalają śledzić ewolucję tych obiektów na różnych etapach ich istnienia oraz analizować zależność między właściwościami czarnych dziur, galaktyk i ich otoczenia.

Supermasywne czarne dziury zwykle znajdują się w sercach dużych galaktyk, jednak nie wszystkie są aktywne. Kiedy materia opada na czarną dziurę, tworzy najpierw tzw. dysk akrecyjny, który świeci bardzo jasno w wielu zakresach widma elektromagnetycznego. Część tej materii opada za horyzont zdarzeń, a część jest wyrzucana z otoczenia czarnej dziury z ogromną prędkością w postaci dżetów i to właśnie te strumienie są źródłem emisji radiowej pozwalającej odczytać aktywność i ewolucję galaktyk.

LOFAR uchwycił nie tylko zjawiska związane z czarnymi dziurami. Przegląd dostarczył także obserwacji połączeń galaktyk, wybuchów supernowych oraz innych ekstremalnych wydarzeń przyspieszających cząstki do prędkości bliskich prędkości światła. Dzięki temu możliwa stała się również analiza procesów narodzin gwiazd w milionach galaktyk. Andrea Botteon z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki zwraca uwagę na fakt, że wewnątrz gromad galaktyk gigantyczne fale uderzeniowe i turbulencje rozciągają się na całe miliony lat świetlnych, napędzając przy tym wzmacnianie pól magnetycznych.

Nowy przegląd radiowy umożliwił także szczegółową analizę nieco bliższego otoczenia Ziemi. Marijke Haverkorn z Uniwersytetu Radboud wskazuje, że zbiory danych LOFAR zapewniają unikatowy wgląd w strukturę pól magnetycznych Drogi Mlecznej. Tak szeroko zakrojone obserwacje pozwalają lepiej zmapować te nieuchwytne zjawiska, a zastosowanie unikatowej częstotliwości instrumentu zapewnia niespotykaną wcześniej precyzję zbieranych danych.

Naukowcy już teraz zapowiadają dalsze udoskonalanie obserwacji dzięki unowocześnionej wersji instrumentu LOFAR 2.0, która umożliwi dwukrotnie szybsze badania i jeszcze bardziej podniesie rozdzielczość danych. Wendy Williams z Square Kilometer Array Observatory podkreśla, że LoTSS-DR3 to istotny krok do przodu w naszej wiedzy o wszechświecie, a planowany już teraz rozwój narzędzi i instrumentów obserwacyjnych sprawia, że jeszcze długo astronomów będą zaskakiwały szczegóły dotyczące bliższego i dalszego wszechświata.