Setki tysięcy nowych galaktyk

Międzynarodowy zespół składający się z ponad 200 astronomów z 18 krajów (w tym z Polski) opublikował pierwszą fazę nowego radiowego przeglądu nieba o niespotykanej czułości wykonanego za pomocą teleskopu LOFAR (Low Frequency Array). Przegląd pokazuje setki tysięcy niewykrytych wcześniej galaktyk, rzucając nowe światło na wiele obszarów badawczych, w tym fizykę czarnych dziur i ewolucję gromad galaktyk.

Astronomia radiowa pokazuje procesy zachodzące we Wszechświecie, których nie widzimy za pomocą instrumentów optycznych. W pierwszej części badania nieba LOFAR obserwował ¼ półkuli północnej na niskich częstotliwościach radiowych. W tej chwili około 10% tych danych jest upublicznionych. Mapuje trzysta tysięcy źródeł, z których prawie wszystkie są galaktykami odległego Wszechświata; ich sygnały radiowe podróżowały miliardy lat świetlnych, zanim dotarły do Ziemi.

Czarne dziury
Huub Röttgering, Leiden University (Holandia): „Jeżeli weźmiemy radioteleskop i spojrzymy w niebo, widzimy głównie emisję z najbliższego otoczenia masywnych czarnych dziur. Dzięki LOFAR mamy nadzieję odpowiedzieć na fascynujące pytanie: skąd się biorą te czarne dziury?” Wiemy, że czarne dziury są dość niechlujnymi zjadaczami. Kiedy opada na nie gaz, emitują strumienie materii, które można obserwować na falach radiowych.

Philip Best, University of Edinburgh (Wielka Brytania) dodaje: „LOFAR posiada niezwykłą czułość i pozwala nam zobaczyć, że strumienie te są obecne we wszystkich masywnych galaktykach, co oznacza, że ich czarne dziury nigdy nie przestają jeść.”

Gromady galaktyk
Gromady galaktyk są skupiskami setek lub tysięcy galaktyk, a od dziesięcioleci wiadomo, że kiedy łączą się dwie gromady, mogą wytwarzać fale radiowe o długości milionów lat świetlnych. Uważa się, że emisja ta pochodzi z cząstek przyspieszonych podczas procesu łączenia. Amanda Wilber, Uniwersytet w Hamburgu (Niemcy), wyjaśnia: „Dzięki obserwacjom radiowym możemy wykryć promieniowanie ze słabego medium, które istnieje pomiędzy galaktykami. Promieniowanie to jest generowane przez energiczne wstrząsy i turbulencje. LOFAR pozwala nam wykryć znacznie więcej tych źródeł i zrozumieć, co dostarcza im energii.”

Annalisa Bonafede, Uniwersytet Boloński i INAF (Włochy) dodaje: „To, co zaczynamy widzieć dzięki LOFAR, to to, że w niektórych przypadkach gromady galaktyk, które się nie łączą, również mogą ujawniać tę emisję, chociaż na bardzo niskim poziomie, który wcześniej był niewykrywalny. Odkrycie to mówi nam, że poza wydarzeniami związanymi z połączeniem istnieją inne zjawiska, które mogą powodować przyspieszenie cząstek w ogromnych skalach.”

Pola magnetyczne
Bezprecedensowa dokładność pomiarów LOFAR pozwala zmierzyć wpływ kosmicznych pól magnetycznych na fale radiowe. Naukowcy z Niemiec zbadali pola magnetyczne w halo galaktycznym. Mogli pokazać istnienie ogromnych struktur magnetycznych również między galaktykami. „Dane LOFAR dostarczają wskazówek na to, że przestrzeń między galaktykami może być całkowicie magnetyczna” – mówi Rainer Beck z MPIfR Bonn, Niemcy.

Obrazy wysokiej jakości
Tworzenie radiowej mapy nieba na niskiej częstotliwości wymaga dużych zespołów do analizowania danych. „LOFAR tworzy ogromne ilości danych – musimy przetworzyć odpowiednik dziesięciu milionów płyt DVD danych. Badania LOFAR były ostatnio możliwe dzięki matematycznemu przełomowi w rozumieniu interferometrii” – mówi Cyril Tasse, Observatoire de Paris – Station de radioastronomie à Nançay (Francja).

„Współpracujemy z SURF w Holandii, aby skutecznie przekształcić ogromne ilości danych w obrazy o wysokiej jakości. Obrazy te są teraz publiczne i pozwalają astronomom badać ewolucję galaktyk z niespotykaną dotąd drobiazgowością” – mówi Timothy Shimwell, Holenderski Instytut Radia Astronomii (ASTRON) i Uniwersytet w Lejdzie.

Centrum obliczeniowe SURF i centrum danych znajdujące się w SURFsara w Amsterdamie wykorzystuje 100% energii odnawialnej i obsługuje ponad 20 petabajtów danych LOFAR. „To więcej, niż połowa wszystkich danych zebranych przez teleskop LOFAR do tej pory. Jest to największy zbiór danych astronomicznych na świecie. Przetwarzanie ogromnych zbiorów danych stanowi ogromne wyzwanie dla naukowców. To, co normalnie zajęłoby stulecia na zwykłym komputerze, zostało przetworzone w czasie krótszym, niż jeden rok przy użyciu wysokowydajnego klastra obliczeniowego (Grid) i ekspertyzy” – mówi Raymond Oonk (SURFsara).

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
hInstytut Maxa Plancka

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.