Mūsų supratimas apie kosmosą priklauso nuo to, kokiu būdu jį stebime. Tai, kas regimojoje šviesoje atrodo kaip įprastas nakties dangus, radijo bangose gali atsiskleisti visiškai kitaip.
Astronomai paskelbė didžiausios iki šiol radijo bangų ruože atliktos dangaus apžvalgos duomenis. Jie atskleidė beveik 13,7 mln. dangaus objektų, kurių žmogaus akis be specialios įrangos nepajėgtų pamatyti.
Tai trečiasis „LOFAR“ dviejų metrų dangaus apžvalgos projekto duomenų rinkinys, žinomas kaip „LoTSS-DR3“. Jame pateikiama itin gausi kosminių šaltinių kolekcija, skleidžianti radijo bangas – nuo įvairių galaktikų iki ekstremalių Visatos reiškinių.
Apžvalgoje matomi ir vieni dramatiškiausių procesų: galaktikos, deformuojamos galingų srautų, sklindančių iš supermasyvių juodųjų skylių aplinkos. Tokie reiškiniai padeda geriau suprasti, kaip kinta ir evoliucionuoja galaktikos.
Apžvalga apima 88 proc. šiaurinio dangaus. Duomenys rinkti metų metus, o bendra stebėjimų trukmė siekia apie 13 tūkst. valandų.
„Šis duomenų rinkinys sujungia daugiau nei dešimtmetį trukusius stebėjimus, didelio masto duomenų apdorojimą ir tarptautinės tyrėjų komandos mokslinę analizę“, – teigė pagrindinis tyrimo autorius, astronomas Timothy Shimwellas iš „ASTRON“ ir Leideno universiteto Nyderlanduose.
Kaip aprašoma žurnale Astronomy & Astrophysics publikuotame straipsnyje, apžvalga atlikta naudojant „LOFAR“ – žemų dažnių radijo antenų masyvą. Ši sistema mažai primena klasikinius didžiulius lėkštės formos radioteleskopus.
„LOFAR“ yra interferometras, sudarytas maždaug iš 20 tūkst. antenų, išdėstytų 52 stotyse: 38 Nyderlanduose ir 14 kitose Europos šalyse. Antenų tinklas driekiasi daugiau kaip 1 tūkst. kilometrų ir gali veikti tiek kaip atskirų jutiklių masė, tiek kaip vienas bendras, itin didelės skiriamosios gebos radioteleskopas.
Duomenų apimtis buvo milžiniška. „Mūsų apdorotų duomenų kiekis – iš viso 18,6 petabaito – buvo milžiniškas ir reikalavo nuolatinio apdorojimo bei stebėsenos daugelį metų, pasitelkiant daugiau nei 20 mln. branduolių valandų skaičiavimo laiko“, – aiškino astronomas Alexanderis Drabentas, Tiuringijos valstybinės observatorijos tyrėjas ir „LOFAR“ programinės įrangos kūrėjas, taip pat vienas iš darbo bendraautorių.
Surinktai informacijai analizuoti mokslininkai naudojo vieną iš galingiausių Europos superkompiuterių, esantį Vokietijoje, „Jülich“ superkompiuterių centre.
„Šiai dangaus apžvalgai pirmą kartą prireikė tokio masto duomenis kaupti, apdoroti ir padaryti prieinamus kaip astronominio stebėjimo projekto dalį. Todėl „LOFAR“ taip pat atvėrė kelią būsimiems didelio masto projektams“, – sakė „Jülich“ superkompiuterių centro techninių paslaugų vadovė Cristina Manzano, viena iš bendraautorių.
Radijo astronomijos duomenys renkami kitaip nei įprastos „nuotraukos“. Norint suformuoti vieną vaizdą, tenka sujungti dešimčių tūkstančių antenų signalus. Tam reikia skaitmeninti, perduoti ir apdoroti milžinišką žalių duomenų srautą – apie 13 terabitų per sekundę.
Šios pastangos atsiperka: gauti vaizdai pateikia neįprastą Visatos vaizdą. Pavyzdžiui, „LOFAR“ apžvalgoje Andromedos galaktika matoma tarsi vaiduokliška kosminė akis – priminimas apie jos būsimą susidūrimą su Paukščių Taku.
Radijo spinduliuotė gali atskleisti ir kitus reiškinius: egzoplanetas, galaktikų spiečių susidūrimus, supernovų suformuotus magnetinius laukus, kurie spartina daleles iki energijų, tūkstančius kartų viršijančių Žemės supergreitintuvų pasiekiamas reikšmes.
Žemų dažnių spinduliuotė taip pat geriau prasiskverbia pro tankias sritis, todėl leidžia „pažvelgti“ į dulkėmis užtemdytas Paukščių Tako ir kitų galaktikų šerdis. Dėl to astronomai gali tiksliau tirti, kaip juodosios skylės veikia kosminę evoliuciją ir kaip gimsta bei kinta jaunos žvaigždės.
Duomenų rinkinys yra viešai prieinamas, todėl, kaip rodo ankstesni „LOFAR“ leidimai, jis gali paskatinti daugybę naujų tyrimų. Ankstesnėse apžvalgose mokslininkai jau demonstravo, kiek informacijos galima išspausti iš vieno vaizdo – kai kuriuose jų aptinkama net dešimtys tūkstančių supermasyvių juodųjų skylių.
Galiausiai „LOFAR“ laikomas svarbiu pirmtaku kitam dideliam projektui – „Square Kilometre Array Observatory“. Šis tarptautinis bendradarbiavimas siekia Pietų Afrikoje ir Australijoje pastatyti du didžiausius pasaulyje radioteleskopų masyvus.
Tyrimas publikuotas žurnale Astronomy & Astrophysics.
