Международная группа исследователей под руководством Лейденского университета создала самое детальное и глубокое изображение низкочастотных радиогалактик во Вселенной. Для этого использовался массив LOw Frequency ARray (LOFAR), который наблюдал за областью северного неба ELAIS-N1. Этот участок был выбран из-за минимального содержания звезд, газа и галактической пыли, что делает его идеальным для глубоких многоволновых исследований далекого космоса.
Новый снимок обладает разрешением в 20 раз выше, чем предыдущие изображения LOFAR. Это стало возможным благодаря развитию методов интерферометрии, при которых данные с нескольких телескопов объединяются в один четкий кадр. На итоговом изображении зафиксировано 63 тысячи радиоисточников, среди которых выделяются квазары и галактики с активным звездообразованием.
Технологический прорыв
Для создания снимка потребовалось 200 часов наблюдений, в результате чего был получен массив данных объемом 400 терабайт. Изображение состоит из 8 миллиардов пикселей. Обработка такого объема информации на высоком разрешении была невозможна еще несколько лет назад, однако теперь время вычислений сократилось в десять раз. Это произошло благодаря платформе Spider, разработанной специалистами Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON) и их партнерами.
Юрьен де Йонг, исследователь из Лейденской обсерватории и ASTRON, возглавивший работу, отметил, что весь набор данных был обработан на платформе Spider в течение всего нескольких месяцев. Высокая чувствительность LOFAR позволила обнаружить морфологию и спектральные характеристики радиогалактик, а также многочисленные нити, окружающие их, особенно вблизи галактических скоплений.
Объекты исследования
Особое место на снимке занимают активные ядра галактик (AGN), или квазары. Это яркие центры галактик, энергию для которых обеспечивают сверхмассивные черные дыры с аккреционными дисками. Они генерируют релятивистские струи (джеты) из перегретого газа и пыли, которые излучают сильное радиоизлучение. Если в обзорах с низким разрешением такие объекты выглядели как бесформенные пятна, то теперь ученые могут детально проследить структуру массивных джетов и их взаимодействие с окружающей средой.
Также на изображении представлена большая популяция молодых галактик с интенсивным звездообразованием. Поскольку радиоволны проходят сквозь газ и пыль, которые блокируют видимый и инфракрасный свет, радиоастрономия позволяет изучать эволюцию ранних галактик в современные спиральные и эллиптические системы.
Будущие перспективы
Данная работа демонстрирует возможности обновленного телескопа LOFAR 2.0, над которым сейчас работают ASTRON и европейские партнеры. Модернизация позволит получать более широкие изображения с еще более высоким разрешением, что поможет инструменту конкурировать с телескопами следующего поколения, такими как Square Kilometer Array (SKA).
Полученные данные будут особенно ценны при совмещении с изображениями того же участка неба в оптическом, инфракрасном и рентгеновском диапазонах. Это позволит астрономам определить массу и расстояние до каждого обнаруженного радиоисточника.
