Mokslo ir technologijų pasaulis

Žemiau pateiktas paveikslėlis gali atrodyti kaip gana įprastas naktinio dangaus vaizdas, tačiau tai, į ką žiūrite, yra daug įdomiau nei tik spindinčios žvaigždės.

Kiekvienas iš šių baltų taškų yra aktyvi supermasyvi juodoji skylė.

Ir kiekviena iš tų juodųjų skylių ryja medžiagą galaktikos, esančios už milijonų šviesmečių – taip jas apskritai būtų galima tiksliai nustatyti.

Iš 25 000 tokių taškų astronomai sudarė iki šiol išsamiausią žemų radijo dažnių juodųjų skylių žemėlapį.

„Tai daugelio metų darbo su nepaprastai sudėtingais duomenimis rezultatas“, – paaiškino Hamburgo universiteto astronomas Francesco de Gasperinas.

„Turėjome išrasti naujus metodus, kaip radijo signalus paversti dangaus vaizdais“.

Įprastai juodosios skylės neskleidžia pastebimos spinduliuotės, todėl jas rasti yra daug sunkiau. Kai juodoji skylė aktyviai kaupia medžiagą – suka ją iš dulkių ir dujų disko, kuris ją apjuosia taip, kaip vanduo kriauklę, – intensyvios susijusios jėgos generuoja spinduliavimą keliais bangos ilgiais, kuriuos galime aptikti kosmoso platybėse.

Aukščiau pateiktas vaizdas yra ypatingas, nes apima ypač mažus radijo bangų ilgius, kuriuos Europoje nustatė „LOw Frequency ARray“ (LOFAR). Šį interferometrinį tinklą sudaro apie 20 000 radijo antenų, paskirstytų 52 vietose visoje Europoje.

Šiuo metu „LOFAR“ yra vienintelis radijo teleskopų tinklas, galintis didelės skiriamosios gebos vaizdą atkurti žemesniais nei 100 megahercų dažniais. Šie mokslininkų duomenys aprėpia 4 proc. šiaurinio pusrutulio dangaus. Tai yra pirmoji dalis ambicingo plano – sudaryti viso šiaurinio pusrutulio dangaus žemo dažnio vaizdą. Viso šio projekto pavadinimas yra „LOFAR LBA Sky Survey“ arba LoLSS.

Tačiau LOFAR turi nemažą kliūtį įveikti jonosferą, kuri netrikdo kosminių teleskopų. Jonosfera problematiška ypač žemo dažnio radijo bangoms, kurios gali atsispindėti atgal į kosmosą. Dėl šios priežasties žemesniame nei 5 megahercų dažnyje jonosfera yra neskaidri.

Į jonosferą prasiskverbiantys dažniai gali skirtis priklausomai nuo atmosferos sąlygų. Norėdama įveikti šią problemą, komanda naudojo superkompiuterius, veikiančius algoritmais, kas keturias sekundes koreguojančiais jonosferos trukdžius. Per 256 valandas, kurias LOFAR stebėjo dangų, padaryta daugybė pataisymų. Tai suteikė tokį aiškų vaizdą į itin žemų dažnių dangų.

„Po daugelio metų programinės įrangos kūrimo yra labai nuostabu matyti, kad tai iš tikrųjų pasiteisino“, – sakė Leideno observatorijos Nyderlanduose astronomas Huubas Röttgeringas.

Koreguoti jonosferą taip pat yra dar viena nauda: tai leis astronomams naudoti LoLSS duomenis pačiai jonosferai tirti. Jonosfera keliaujančios bangos, scintiliacijos ir jonosferos santykis su saulės ciklais galėtų būti apibūdinamas daug išsamiau su LoLSS. Tai leis mokslininkams geriau sudaryti jonosferos modelius.

Tai suteiks ir naujų duomenų apie įvairiausius astronominius objektus ir reiškinius, taip pat apie galimai neatrastus ar neištirtus objektus regione, esančiame žemiau 50 megahercų.

„Galutinė versija palengvins pažangą įvairiose astronominių tyrimų srityse“, – rašė mokslininkai savo darbe.

„Tai leis ištirti daugiau nei 1 milijoną žemų radijo dažnių spektrų, suteikiant unikalių įžvalgų apie galaktikų, aktyvių branduolių, galaktikų grupių ir kitų tyrimų sričių fizinius modelius. Šis eksperimentas yra unikalus bandymas ištirti ypač žemo dažnio bangų dangų, su aukšta skiriamaja geba ir gyliu“.

Rezultatus ketinama paskelbti leidinyje „Astronomy & Astrophysics“.