Галактическое скопление Abell 1314 с измеренным телескопом Lofar радиоизлучением (красное и розовое) быстрых космических электронов. Рентгеновское излучение горячего газа отражается серым цветом. Фото: Amanda Wilber/LOFAR Surveys Team
Интернациональная команда из более чем 200 астрономов из 18 стран представила новую радиокарту неба беспрецедентной чувствительности. Картирование проводилось с использованием сети низкочастотных радиотелескопов (Lofar) и позволило, наряду с прочим, обнаружить сотни тысяч ранее неизвестных галактик. Кроме того, наблюдения, результаты которых опубликованы в специальном выпуске журнала Astronomy & Astrophysics, проливают новый свет на черные дыры, межзвездные магнитные поля и скопления галактик.
Антенна с тарелкой диаметром 1900 километров
Lofar - это гигантская европейская сеть радиотелескопов, соединенных высокоскоростной волоконно-оптической сетью, которая объединяет получаемые ими сигналы в один комплексный сигнал. Мощные суперкомпьютеры превращают 100 000 отдельных антенн в виртуальную приемную антенну диаметром 1900 километров. Lofar работает в значительной степени неисследованных до сих пор частотных диапазонах от 10 до 80 мегагерц и от 110 до 240 мегагерц. Он управляется исследовательским центром Astron в Нидерландах и считается ведущим в мире телескопом такого рода.
Радиоизображение галактики NGC 3556 (вверху), и для сравнения с ним - снимок, сделанный в видимом свете. Наложенные контурные линии показывают силу радиоизлучения. Как и во многих спиральных галактиках с перемычкой, вертикальная ее протяженность в радиодиапазоне намного больше, чем на оптических изображениях. Фото: Miskolczi, Dettmar, AIRUB
Важнейшие результаты
С помощью телескопа Lofar ученые создали новую карту неба, на которой проявились сотни тысяч галактик, неизвестных прежде астрономам. Большинство из этих звездных островов находится на чрезвычайно отдаленных расстояниях, их радиосигналы должны были преодолеть миллиарды световых лет, чтобы достичь Земли. Кроме того, радиоволны позволяют исследовать космические явления, которые нельзя наблюдать в видимом для человека диапазоне волн.
Черные дыры
Так, радиотелескоп способен также обнаруживать излучение вблизи черных дыр. При этом речь идет в основном о сверхмассивных черных дырах, масса которых в миллионы раз больше, чем у Солнца. Когда газ попадает на черные дыры, они выталкивают струи материала, которые становятся видимыми в радиодиапазоне. А благодаря замечательной чувствительности системы Lofar, команды ученых смогли показать, что такие струи присутствуют в каждой гигантской галактике, и что черные дыры постоянно растут.
«С помощью Lofar мы хотим выяснить, какое влияние оказывают черные дыры на галактики, в которых они находятся», - говорит Маркус Брюгген, астрофизик из Гамбургского университета. Кроме того, исследователи надеются получить информацию и о том, откуда же берутся эти гигантские гравитационные монстры.
Космические магнитные поля
С помощью радиоизлучения, которое принимает Lofar, можно также измерять и космические магнитные поля. Так, к примеру, исследователи из Германии измерили магнитные поля в гало (оболочках) галактик. Им удалось показать, что между галактиками тоже имеются гигантские магнитные структуры. И этим они подтвердили прежние теоретические предположения. «Lofar предоставляет доказательства того, что все пространство между галактиками может быть магнитным», - заявляет Райнер Бек из Института радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне.
Сливающиеся галактические скопления
Вследствие объединения двух галактических скоплений, образуются радиоизлучения, известные как радиогало, размерами в миллионы световых лет, объясняет Аманда Уилбер из обсерватории Гамбургского университета: «Радиогало создаются чрезвычайно быстрыми элементарными частицами. А с помощью Lofar мы можем исследовать, какие космические ускорители производят эти частицы, и что ими движет".
Спиральная галактика M 51, также известная как галактика Водоворот, находится на расстоянии около 30 миллионов световых лет от нас. Данные радиотелескопа Lofar, здесь - желтым и красным, показывают, что галактика взаимодействует с меньшим спутником через «мост». Фото: Sean Mooney/LOFAR Surveys Team/Digitized Sky Survey
«Когда скопления галактик сливаются, создаются огромные ударные волны. С помощью Lofar мы можем обнаруживать их радиоизлучение и, таким образом, узнать много нового о газе на границе гигантских галактических скоплений», - добавляет Матиас Хефт из Тюрингской государственной обсерватории Таутенбург.
Гигантские массивы данных для высококачественных изображений
«Создание низкочастотных радиокарт звездного неба требует значительного времени для наблюдений в телескопы и проведения необходимых вычислений, а также требует большого количества ученых для анализа данных. Lofar производит огромное количество данных - это примерно эквивалент десяти миллионов DVD. Это предъявляет самые высокие требования к программному и аппаратному обеспечению и возможно только при участии международной команды исследователей самых различных специальностей», - говорит Доминик Шварц из Билефельдского университета и представитель Германии в руководящем комитете Lofar.
Видео: Подробный взгляд на вселенную с помощью радиотелескопа Lofar. © Bielefeld University
В 26 работах, опубликованных в специальном издании Astronomy & Astrophysics, использованы пока что лишь около 2 процентов наблюдений радиокомплекса Lofar. И теперь ученые хотят составить карту всей северной небесной сферы. Для этого они собираются обнаружить в общей сложности около 15 миллионов радиоисточников.
