Международная группа астрономов опубликовала карту неба, на которой изображено более 25 000 сверхмассивных черных дыр. Изображение выше может выглядеть как довольно обычное изображение ночного неба, но то, что вы видите, гораздо более особенное, чем просто сверкающие звезды. Каждая из этих белых точек - активная сверхмассивная черная дыра.
И каждая из этих черных дыр пожирает материал в сердце галактики в миллионах световых лет от нас - вот как их вообще можно определить.
Всего из 25000 таких точек астрономы создали самую подробную на сегодняшний день карту черных дыр на низких радиочастотах. На создание этого достижения потребовались годы и радиотелескоп европейского размера, чтобы собрать данные.
«Это результат многолетней работы над невероятно сложными данными», - пояснил астроном Франческо де Гасперин из Гамбургского университета в Германии. «Нам пришлось изобрести новые методы преобразования радиосигналов в изображения неба».
Карта звездного неба с изображением 25 000 сверхмассивных черных дыр. Каждая белая точка - это сверхмассивная черная дыра в своей галактике. Фото: LOFAR/LOL Survey
Когда они просто болтаются, не делая почти ничего, черные дыры не испускают никакого заметного излучения, что затрудняет их поиск. Когда черная дыра активно накапливает материал - выматывает его из диска пыли и газа, который вращается вокруг нее так же, как вода вращается вокруг водостока, - задействованные интенсивные силы генерируют излучение с множеством длин волн, которое мы можем обнаружить на просторах космоса.
Что делает изображение выше таким особенным, так это то, что оно охватывает сверхмалые радиоволны, обнаруженные с помощью радиоинтерферометра LOFAR (от англ. LOw Frequency ARray — «низкочастотная [антенная] решётка») в Европе. Эта интерферометрическая сеть состоит из около 20 000 радиоантенн, расположенных в 52 точках Европы.
В настоящее время LOFAR - единственная сеть радиотелескопов, способная получать глубокие изображения с высоким разрешением на частотах ниже 100 мегагерц, предлагая вид неба, как никто другой. Этот выпуск данных, охватывающий четыре процента северного неба, является первым в рамках амбициозного плана этой сети по изображению всего северного неба в сверхнизких частотах - обзор неба LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Поскольку он базируется на Земле, LOFAR действительно должен преодолеть серьезное препятствие, которое не затрагивает космические телескопы: ионосферу. Это особенно проблематично для сверхнизкочастотных радиоволн, которые могут отражаться обратно в космос. По этой причине на частотах ниже 5 мегагерц ионосфера непрозрачна.
Частоты, которые проникают в ионосферу, могут варьироваться в зависимости от атмосферных условий. Чтобы решить эту проблему, команда использовала суперкомпьютеры, работающие с алгоритмами для коррекции ионосферных помех каждые четыре секунды. За те 256 часов, что LOFAR смотрел в небо, было сделано очень много исправлений.
Это то, что дало нам такое четкое изображение сверхнизкочастотного неба.
«После многих лет разработки программного обеспечения так приятно видеть, что теперь это действительно работает», - сказал астроном Хуб Рёттгеринг из Лейденской обсерватории в Нидерландах.
Ядро LOFAR. Это часть расширенного телескопа, расположенная недалеко от Экслоо, Нидерланды. Фото: LOFAR / ASTRON
Необходимость делать поправку на ионосферу имеет еще одно преимущество: это позволит астрономам использовать данные LoLSS для изучения самой ионосферы. Ионосферные бегущие волны, мерцания и взаимосвязь ионосферы с солнечными циклами могут быть описаны более подробно с помощью LoLSS. Это позволит ученым лучше ограничивать модели ионосферы.
А обзор предоставит новые данные о всевозможных астрономических объектах и явлениях, а также, возможно, неоткрытых или неизученных объектах в области ниже 50 мегагерц.
«Окончательный выпуск обзора будет способствовать продвижению вперед в целом ряде областей астрономических исследований», - написали исследователи в своей статье.
«[Это] позволит изучить более 1 миллиона низкочастотных радиоспектров, предоставив уникальные сведения о физических моделях галактик, активных ядер, скоплений галактик и знаний в других областях исследований. Этот эксперимент представляет собой уникальную попытку изучить небо в сверхнизкочастотном диапазоне, с высоким угловым разрешением и глубиной».
Результаты должны быть опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Источник: Science Alert
