Astronomi su početkom 2021. godine stvorili dosad najdetaljniju kartu crnih rupa na niskim radijskim frekvencijama.
Priložena slika se može činiti kao prilično normalna slika noćnog neba, ali ono što gledate puno je posebnije od običnih blistavih zvijezda. Svaka od tih bijelih tačaka je aktivna supermasivna crna rupa. A svaka od tih crnih rupa proždire materijal u srcu galaksije udaljene milionima svjetlosnih godina, piše Science Alert.
S ukupno 25.000 takvih tačaka, astronomi su početkom 2021. godine stvorili dosad najdetaljniju kartu crnih rupa na niskim radijskim frekvencijama, što je postignuće za koje su bile potrebne godine i sastavljanje radio teleskopa veličine Europe. "Ovo je rezultat dugogodišnjeg rada na nevjerojatno teškim podacima", objasnio je astronom Francesco de Gasperin sa Univerziteta u Hamburgu u Njemačkoj. "Morali smo izmisliti nove metode za pretvaranje radio signala u slike neba."
Kada miruju i ne rade puno, crne rupe ne ispuštaju nikakvo detektirano zračenje, zbog čega ih je mnogo teže pronaći. Kada crna rupa aktivno nakuplja materijal – izvlačeći ga iz diska prašine i plina koji kruži oko nje kao što voda kruži oko odvoda – intenzivne sile stvaraju zračenje na više valnih duljina koje možemo otkriti u prostranstvu svemira.
Zašto je slika posebna?
Ono što gornju sliku čini toliko posebnom je to što pokriva ultraniske radio valne dužine, što je detektirano pomoću LOw Frequency ARray (LOFAR) u Europi. Ova interferometrijska mreža sastoji se od oko 20.000 radio antena koje su raspoređene na 52 lokacije diljem Europe.
Trenutačno, LOFAR je jedina mreža radioteleskopa sposobna za duboke slike visoke rezolucije na frekvencijama ispod 100 megaherca, nudeći pogled u nebo kao ništa drugo. Ovo objavljivanje podataka, koje pokriva četiri posto sjevernog neba, bilo je prvo u kontekstu ambicioznog plana mreže za snimanje cijelog sjevernog neba na ultraniskim frekvencijama, LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Budući da se nalazi na Zemlji, LOFAR mora prevladati značajnu prepreku koja ne stvara probleme svemirskim teleskopima: ionosferu. To je posebno problematično za ultraniskofrekventne radio-valove, koji se mogu reflektirati natrag u svemir. Na frekvencijama ispod pet megaherca, ionosfera je iz tog razloga neprozirna.
Frekvencije koje prodiru u ionosferu mogu varirati ovisno o atmosferskim uvjetima. Kako bi prevladao ovaj problem, tim je koristio superračunala koja su pokretala algoritme za ispravljanje ionosferskih smetnji svake četiri sekunde. Tokom 256 sati koliko je LOFAR promatrao nebo bilo je očigledno puno ispravaka.
To je ono što nam je dalo tako jasan pogled na ultra-niskofrekventno nebo. "Nakon mnogo godina razvoja softvera, tako je divno vidjeti da je to sada stvarno uspjelo", rekao je astronom Huub Röttgering iz Leidenskog opservatorija u Nizozemskoj.
Koje su još koristi?
Korekcija za ionosferu također ima još jednu korist: omogućit će astronomima da koriste LoLSS podatke za proučavanje same ionosfere. Ionosferski putujući valovi, scintilacije i odnos ionosfere sa solarnim ciklusima mogli bi se opisati mnogo detaljnije s LoLSS-om. To će omogućiti naučnicima da bolje ograniče ionosferske modele.
A istraživanje će pružiti nove podatke o svim vrstama astronomskih objekata i fenomena, kao i o eventualno neotkrivenim ili neistraženim objektima u regiji ispod 50 megaherca. "Konačna objava istraživanja olakšat će napredak u nizu područja astronomskih istraživanja", napisali su istraživači u svom radu.
"Ovo će omogućiti proučavanje više od milion niskofrekventnih radio-spektra, pružajući jedinstven uvid u fizičke modele za galaktike, aktivne jezgre, jata galaktika i druga područja istraživanja. Ovaj eksperiment predstavlja jedinstven pokušaj istraživanja ultraniskofrekventnog neba s visokom kutnom rezolucijom i dubinom."
