(LOFAR/LOL-Umfrage) Das Bild oben sieht vielleicht wie ein ganz normales Bild des Nachthimmels aus, aber was Sie sehen, ist viel mehr als nur glitzernde Sterne. Jeder dieser weißen Punkte ist ein aktiver Supermassivstoff schwarzes Loch .
Und jedes davon Schwarze Löcher verschlingt Material im Herzen einer Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie – so ließen sie sich überhaupt lokalisieren.
Mit insgesamt 25.000 solchen Punkten haben Astronomen die bisher detaillierteste Karte von Schwarzen Löchern bei niedrigen Radiofrequenzen erstellt, eine Leistung, die Jahre und ein Radioteleskop der Größe Europas erforderte.
„Dies ist das Ergebnis langjähriger Arbeit an unglaublich schwierigen Daten“, erklärte der Astronom Francesco de Gasperin der Universität Hamburg in Deutschland. „Wir mussten neue Methoden erfinden, um die Radiosignale in Bilder des Himmels umzuwandeln.“
(LOFAR/LOL-Umfrage)
Wenn sie einfach nur herumhängen und nicht viel tun, geben Schwarze Löcher keine erkennbare Strahlung ab, was es viel schwieriger macht, sie zu finden. Wenn ein Schwarzes Loch aktiv Material ansammelt – indem es es aus einer Staub- und Gasscheibe aufspult, die es umkreist Wasser umläuft einen Abfluss - Die starken Kräfte erzeugen Strahlung mit mehreren Wellenlängen, die wir in den Weiten des Weltraums wahrnehmen können.
Das Besondere an dem obigen Bild ist, dass es die ultraniedrigen Radiowellenlängen abdeckt, die vom LOw Frequency ARray erfasst werden ( VERSPRECHEN ) in Europa. Dieses interferometrische Netzwerk besteht aus rund 20.000 Funkantennen, verteilt auf 52 Standorte in ganz Europa.
Derzeit ist LOFAR das einzige Radioteleskopnetzwerk, das tiefe, hochauflösende Bilder bei Frequenzen unter 100 Megahertz liefern kann und einen unvergleichlichen Blick auf den Himmel bietet. Diese Datenveröffentlichung, die vier Prozent des nördlichen Himmels abdeckt, ist die erste für den ehrgeizigen Plan des Netzwerks, den gesamten nördlichen Himmel in extrem niedrigen Frequenzen abzubilden, den LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Da LOFAR auf der Erde basiert, muss es eine erhebliche Hürde überwinden, die weltraumgestützte Teleskope nicht betrifft: die Ionosphäre. Das ist besonders problematisch für ultraniederfrequente Radiowellen , die in den Raum zurückreflektiert werden kann. Bei Frequenzen unter 5 Megahertz ist die Ionosphäre aus diesem Grund undurchsichtig.
Die Frequenzen, die die Ionosphäre durchdringen, können je nach atmosphärischen Bedingungen variieren. Um dieses Problem zu lösen, nutzte das Team Supercomputer, die alle vier Sekunden Algorithmen zur Korrektur ionosphärischer Interferenzen ausführten. In den 256 Stunden, in denen LOFAR in den Himmel gestarrt hat, sind das viele Korrekturen.
Dies hat uns eine so klare Sicht auf den Ultra-Niederfrequenz-Himmel ermöglicht.
„Nach vielen Jahren der Softwareentwicklung ist es so schön zu sehen, dass das nun wirklich geklappt hat“, said astronomer Huub Röttgering der Sternwarte Leiden in den Niederlanden.
Die Korrektur der Ionosphäre hat noch einen weiteren Vorteil: Dadurch können Astronomen LoLSS-Daten verwenden, um die Ionosphäre selbst zu untersuchen. Ionosphärische Wanderwellen, Szintillationen , und die Beziehung der Ionosphäre zu Sonnenzyklen könnte mit dem LoLSS viel detaillierter charakterisiert werden. Dies wird es Wissenschaftlern ermöglichen, ionosphärische Modelle besser einzuschränken.
Und die Durchmusterung wird neue Daten zu allen möglichen astronomischen Objekten und Phänomenen sowie möglicherweise unentdeckten oder unerforschten Objekten in der Region unter 50 Megahertz liefern.
„Die endgültige Veröffentlichung der Umfrage wird Fortschritte in einer Reihe astronomischer Forschungsbereiche ermöglichen“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„[Dies] wird die Untersuchung von mehr als einer Million niederfrequenter Radiospektren ermöglichen und einzigartige Einblicke in physikalische Modelle für Galaxien, aktive Kerne, Galaxienhaufen und andere Forschungsbereiche liefern.“ „Dieses Experiment stellt einen einzigartigen Versuch dar, den Ultra-Niederfrequenz-Himmel mit hoher Winkelauflösung und Tiefe zu erkunden.“
Die Ergebnisse sollen in veröffentlicht werden Astronomie und Astrophysik .