Ученые, используя сеть радиотелескопов LOFAR, создали первую детализированную карту северной части неба в низкочастотном диапазоне.
Они зафиксировали более десяти миллионов экстремальных космических объектов, что позволило изучить процессы, практически невидимые для оптических телескопов.
Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах большинства массивных галактик. Когда на них попадает вещество, часть энергии выбрасывается в виде джетов — струй плазмы, разгоняемых до околосветовых скоростей. Эти струи могут влиять на эволюцию галактик и их окружение. Джеты особенно ярко светятся в радиодиапазоне, что позволяет астрономам изучать энергетические процессы, формирующие структуру Вселенной.
Третий релиз обзора LOFAR Two-metre Sky Survey охватил 88 процентов северной части неба. Наблюдения велись более десяти лет с помощью сети из десятков антенн в Нидерландах и Европе. LOFAR работающие как единая система . Астрономы собрали около 18,6 петабайт данных, обработка которых заняла более 20 миллионов часов.
Одной из сложностей было искажение сигнала при прохождении радиоволн через ионосферу Земли. Ученые разработали новые алгоритмы калибровки и автоматизированные системы обработки, что позволило создать самые чувствительные на сегодня широкоугольные радиокарты неба. Каталог содержит 13,7 миллиона источников.
Новая карта изменила представления о разнообразии активных ядер галактик. Исследователи выяснили, что свойства джетов зависят не только от массы черной дыры, но и от характеристик самой галактики и её окружения. Обзор также позволил измерить темпы звездообразования в миллионах галактик и изучить влияние магнитных полей, простирающихся на миллионы световых лет.
Карта выявила редкие и необычные объекты: новые остатки сверхновых, одни из самых протяженных и древних радиогалактик, переменные радиоисточники и, возможно, сигналы, связанные с взаимодействием звезд и экзопланет.
Результаты исследования, опубликованные на сайте Astronomy & Astrophysics, стали основой для сотен будущих работ и еще одним шагом к созданию полной карты Вселенной в радиодиапазоне. В этой картине ключевую роль играют магнитные поля, экстремальные ускорения частиц и мощные джеты.