Hieronder staan ​​echte foto’s van verre sterrenstelsels met een ongekend detailniveau

Radioastronomie boekt vooruitgang met het LOFAR-netwerk, bestaande uit tienduizenden antennes in Europa.

Een speciale uitgave van het tijdschrift Astronomie en astrofysica In augustus 2021 publiceerde ik een reeks onderzoeken met ongekende beelden, even verbluffend als wetenschappelijk significant: dit zijn de meest gedetailleerde beelden ooit van verre sterrenstelsels.

Het is het resultaat van tien jaar onderzoek van LOFAR – De Low Frequency Array, een netwerk van duizenden antennes verspreid over Europa, die samen de grootste telescoop ter wereld vormen.

Ongekend detailniveau

Deze antennes zijn interferometers: ze pikken radiofrequenties op. De beelden die vanuit het heelal tot ons komen, zijn echter het resultaat van verschillende elektromagnetische straling, waarvan de golflengte varieert. “Zichtbaar” licht is niet het meest nauwkeurig wanneer het wordt bekeken vanaf lichtjaren afstand, de golflengte is kort en geeft weinig details, vooral omdat deze golven op hun pad kunnen worden geblokkeerd en verstoord. Volg bijvoorbeeld door gas- of stofwolken. Door radiogolven op te vangen, kunnen interferometers beelden leveren van gebieden die voor onze ogen en optische telescopen donker of niet te onderscheiden lijken. Hierdoor kun je onzichtbaar en energiezuinig licht zien.

Bovendien vormt de combinatie van deze duizenden telescopen in de praktijk een lens met een diameter van 2.000 kilometer. Het resultaat: de afbeeldingen die zijn gepubliceerd in deze reeks onderzoeken, die waarnemingen van 70.000 interferometers combineren, bieden een ongekend detailniveau op dit spectrum.

In de onderstaande animatie zie je de overgang tussen standaardresolutie, waar sterrenstelsels worden weerspiegeld in zeer heldere punten, en de resolutie die is verkregen door deze internationale samenwerking met 70.000 antennes, waarbij we de vormen duidelijk kunnen onderscheiden. Het verschil is verbluffend.

Dit is niet alleen een kwestie van “een foto maken” van de ruimte. Het LOFAR Telescope Network doet meer dan alleen sterrenstelsels fotograferen. De vangst van radiogolven wordt vertaald in data van deze duizenden antennes, en het is dan nodig om deze data te verzamelen om een ​​beeld te vormen. Naast de LOFAR-telescooptechnologie zelf, is er dus een computeruitdaging: een enkel beeld zelf vertegenwoordigt 13 TB/s aan ruwe data (het equivalent van 300 dvd’s). Om deze beelden te verwerken, mobiliseerden de wetenschappers ‘supercomputers’ om de gegevens terug te brengen tot een bruikbare limiet van enkele gigabytes.

Zo kan na het verwerken van deze big data een hele reeks beelden, op verschillende afstanden en met verschillende detailniveaus, worden verkregen:

Mechanismen nog niet zichtbaar

Dit precisieniveau is niet alleen verbazingwekkend, maar het biedt ook een waardevol hulpmiddel om bepaalde mechanismen in de kernen van sterrenstelsels in detail te analyseren. Veel van de onderzoekspapers in deze reeks onderzoeken richten zich inderdaad op superzware zwarte gaten in de kern van sterrenstelsels.

Dit maakt het met name mogelijk om te zien welke “straal” ze uitzenden en hoe ze zich voortplanten, omdat ze in normale tijden, bij lange golflengten van zichtbaar licht, onzichtbaar zijn. ” Deze hoge resolutie beelden stellen ons in staat om in te zoomen om te zien wat er werkelijk gebeurt als superzware zwarte gaten ‘radiojets’ vrijgeven, wat voorheen niet mogelijk was. »

Sommige artikelen richten zich op andere aspecten van sterrenstelsels. Dit alles toont aan dat dit soort technologie een stap voorwaarts is voor de radioastronomie, die het mogelijk maakt om iets verder de diepe ruimte in te gaan, de mechanismen ervan te verkennen en zo mogelijk te begrijpen.

Vervolg van de video