Получены самые подробные изображения галактик

После почти десятилетней работы международная группа астрономов опубликовала подробные снимки галактик, которые раскрывают их внутреннюю работу в беспрецедентных деталях.

Об этом https://www.astron.nl/most-detailed-ever-images-of-galaxies-revealed-using-lofar/рассказывают в Нидерландском институте радиоастрономии (ASTRON).

Изображения были созданы на основе данных, собранных с помощью Низкочастотного массива (LOFAR), радиотелескопа, построенного и поддерживаемого ASTRON. LOFAR – это сеть из более чем 70 000 небольших антенн, разбросанных по девяти европейских странах, ядро ​​которой расположено в Екслоо, Нидерланды.

Результаты получены из многолетней работы команды под руководством доктора Лии Морабито из Даремского университета. В Великобритании команда получила поддержку Совета по научно-техническим средствам (STFC). Кроме поддержки научных изысканий, STFC также финансирует подписку Великобритании в LOFAR, включая расходы на обновление и эксплуатацию своей станции LOFAR в Хэмпшире.

Раскрытие скрытой вселенной света в формате HD

Вселенная наполнена электромагнитным излучением, в котором видимый свет составляет лишь самую маленькую долю. От коротковолновых гамма-лучей и рентгеновских лучей до длинноволновых микроволн и радиоволн каждая часть светового спектра раскрывает что-то уникальное во Вселенной.

Сеть LOFAR снимает изображение на радиочастотах FM-диапазона, которые, в отличие от коротковолновых источников, таких как видимый свет, не блокируются облаками пыли и газа, которые могут закрывать астрономические объекты. Участки космоса, кажущиеся нашим глазам темными, на самом деле ярко горят в радиоволнах, позволяя астрономам заглянуть в области звездообразования или в сердца самих галактик.

Новые изображения, ставшие возможными благодаря международному характера сотрудничества, смещают пределы того, что мы знаем о галактиках и сверхмассивных черных дырах. Специальный выпуск научного журнала «Astronomy & Astrophysics» посвящен 11 научным статьям, описывающим эти изображения и научные результаты.

Компиляция научных работ. Слева направо, начиная сверху: N. Ramírez-Olivencia et el. [radio]; NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University), edited by R. Cumming [optical], C. Groeneveld, R. Timmerman; LOFAR & Hubble Space Telescope,. Kukreti; LOFAR & Sloan Digital Sky Survey, A. Kappes, F. Sweijen; LOFAR & DESI Legacy Imaging Survey, S. Badole; NASA, ESA & L. Calcada, Graphics: W.L. Williams.

Лучшее разрешение благодаря совместной работе

Изображения показывают внутренние механизмы близких и далеких галактик с разрешением в 20 раз выше, чем типичные изображения LOFAR. Это стало возможным благодаря уникальному способу использования командой массива.

Более 70 000 антенн LOFAR разбросаны по всей Европе, большинство из них расположены в Нидерландах. В стандартном режиме работы объединяются только сигналы с антенн, расположенных в Нидерландах, и создается "виртуальный" телескоп с собиральной "линзой" диаметром 120 км. Используя сигналы из всех европейских антенн, команда увеличила диаметр "линзы" почти до 2000 км, что обеспечивает двадцатикратное увеличения разрешения.

В отличие от обычных антенных решеток, которые объединяют несколько сигналов в режиме реального времени для создания изображений, LOFAR использует новую концепцию, где сигналы, собранные каждой антенной, оцифровываются, транспортируются к центральному процессору, а затем объединяются для создания изображения. Каждое изображение LOFAR является результатом объединения сигналов с более чем 70 000 антенн, и делает возможным их чрезвычайное разрешение.

Выявление джетов и оттоков из сверхмассивных черных дыр

Сверхмассивные черные дыры можно найти в центрах многих галактик, и многие из них являются «активными» черными дырами, которые пожирают падающее в них вещество и срыгивают его обратно в космос в виде мощных джетов и оттоков радиации. Эти джеты невидимы невооруженным глазом, но они ярко горят в радиоволнах, и именно на них сосредоточились новые изображения высокого разрешения.

Доктор Нил Джексон из Манчестерского университета Манчестера сказал: "Эти изображения высокого разрешения позволяют нам увеличить масштаб и увидеть, что происходит, когда сверхмассивные черные дыры запускают радио-джеты, чего раньше не было возможно на частотах, близких к FM-диапазону".

Работа команды легла в основу девяти научных исследований, открывающих новую информацию о внутреннем строении радио-джетов в различных галактиках.

Вызов продолжительностью в десятилетие

Еще до начала работы LOFAR в 2012 году европейская команда астрономов начала работать над решением колоссальной проблемы объединения сигналов с более чем 70 000 антенн, расположенных на расстоянии 2000 км друг от друга. В результате – общедоступный конвейер обработки данных, который подробно описан в одной из научных работ, позволит астрономам со всего мира использовать LOFAR для создания изображений с высоким разрешением с относительной легкостью.

Доктор Лия Морабито из Даремского университета сказала: "Наша цель заключается в том, чтобы это позволило научному сообществу использовать всю европейскую сеть телескопов LOFAR для собственной науки, не тратя годы на квалификацию".

Суперизображения требуют суперкомпьютеров

Относительная легкость опыта для конечного пользователя скрывает сложность вычислительной задачи, которая делает возможным получение каждого изображения. Поскольку LOFAR не просто «фотографирует» ночное небо, он должен соединить данные, собранные с более чем 70 000 антенн, что является огромным вычислительным заданием. Для создания единого изображения нужно оцифровать более 13 терабит необработанных данных в секунду – эквивалент более чем трехсот DVD-дисков – транспортировать их к центральному процессору, а затем объединить.

Фриц Свейен из Лейденского университета сказал: "Для обработки таких огромных объемов данных нам приходится использовать суперкомпьютеры. Они позволяют нам в считанные дни превратить терабайты информации из этих антенн в только несколько гигабайт научно-готовых данных".

Изображение в большом разрешении, касающиеся этого пресс-релиза, доступны на сайте LOFAR.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.