O wynikach pracy astronomów poinformował w przesłanej PAP informacji prasowej Uniwersytet Jagielloński.

Nowe mapy nieba radiowego ukazują setki tysięcy dotychczas nieznanych galaktyk. Pozwalają na nowo spojrzeć na wiele problemów współczesnej astrofizyki, takich jak m.in. fizyka czarnych dziur czy ewolucja gromad galaktyk. Dane, w oparciu o które stworzono nowe mapy nieba, pochodzą z pierwszej fazy wielkiego radiowego przeglądu nieba o niespotykanej dotychczas czułości. Realizowany on jest przy pomocy interferometru LOFAR (The LOw Frequency ARray).

Jak informuje UJ, nowym rezultatom poświęcone zostanie specjalne wydanie czasopisma naukowego "Astronomy & Astrophysics", w którym znajdzie się aż dwadzieścia sześć artykułów opisujących przegląd i jego pierwsze rezultaty.

Ta ilustracja ukazuje, w jaki sposób LOFAR otwiera nowe okno na Wszechświat. Optyczny obraz oddalonej o około 460 milionów lat świetlnych od Ziemi gromady Abell 1314 (kolor szary) został połączony z radiowym z LOFAR-a (pomarańczowy). Wyraźnie widać, że obrazy te są diametralnie różne, co zmienia nasze wyobrażenie o tym, w jaki sposób galaktyki powstają i ewoluują. W środku każdej z nich znajduje się czarna dziura: gdy materia opada na nią, zostają uwolnione niewyobrażalne ilości energii: elektrony wyrzucone są niczym woda w fontannie. Te przyspieszone elektrony są źródłem emisji radiowej, która może rozciągać się na ogromnych odległościach i nie posiada odpowiednika w zakresie optycznym. Źródło: Rafaël Mostert/LOFAR Surveys Team/Sloan Digital Sky Survey DR13.

Radioastronomia pozwala dojrzeć niedostępne dla instrumentów optycznych procesy zachodzące we Wszechświecie. W ramach pierwszej części nowego przeglądu nieba LOFAR obserwował czwartą część północnej półkuli niebieskiej – na niskich częstotliwościach radiowych (poniżej 250 MHz; fale o długości ponad metra). Dotychczas opublikowano ok. 10 proc. wszystkich zebranych danych. Zawierają one ok. 300 tys. radioźródeł - w przeważającej większości są to odległe galaktyki, z których sygnały radiowe podróżowały do Ziemi przez miliardy lat.

W opracowywaniu danych brali udział polscy naukowcy z Krakowa i Torunia.

"Dokonaliśmy identyfikacji i klasyfikacji morfologicznej tysięcy radioźródeł w przeglądzie" - tłumaczy Krzysztof Chyży z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego (OAUJ). "Poszukiwaliśmy przyczyn zależności emisji radiowej od aktywności gwiazdotwórczej galaktyk spiralnych, analizowaliśmy procesy ucieczki z galaktyk cząstek promieniowania kosmicznego i poszukiwaliśmy międzygalaktycznych pól magnetycznych. Dodatkowo, jedna z prac – dotycząca powszechności występowania rozciągłej emisji radiowej w grupach galaktyk, zagadnienia dotychczas bardzo słabo poznanego – była własnym projektem jednego z naukowców zatrudnionych w OAUJ" - mówi.

"Również toruńscy naukowcy brali czynny udział w tworzeniu tego ogromnego katalogu radioźródeł. Analizowaliśmy też pochodzenie emisji radiowej w bardzo rzadkich kwazarach, które charakteryzują się bardzo silnymi wypływami materii z dysku akrecyjnego otaczającego supermasywną czarną dziurę (tzw. kwazary typu BAL – o szerokich liniach absorpcyjnych)" - dodaje Magdalena Kunert-Bajraszewska z UMK w Toruniu.

Międzynarodowy Teleskop LOFAR składa się z europejskiej sieci anten radiowych, połączonych siecią optyczną wysokich prędkości, rozciągająca się przez siedem krajów. LOFAR został zaprojektowany, zbudowany i jest zarządzany przez Holenderski Instytut Radioastronomii – ASTRON, a jego centralna część znajduje się w Exloo w Holandii.

Celem pracującego przy LOFAR zespołu badawczego jest stworzenie wysokorozdzielczościowych map całego północnego nieba - powinno to pozwolić na ukazanie 15 mln radioźródeł, wśród których mogłyby się znaleźć np. najstarsze znane nam czarne dziury.

Wiemy bowiem - jak tłumaczą naukowcy cytowani w informacji prasowej - że czarne dziury pożywiają się raczej niechlujnie: gdy opada na nie gaz, emitują strugi (dżety) materii, które można dostrzec w zakresie radiowym. "Jeśli skierujemy radioteleskop na niebo, ujrzymy głównie emisję pochodzącą z najbliższego otoczenia masywnych czarnych dziur. Mamy nadzieję, że LOFAR pozwoli na znalezienie odpowiedzi na fascynujące nas pytanie: skąd biorą się takie czarne dziury?" - opowiada Huub Röttgering z Uniwersytetu w Lejdzie.

"LOFAR ma znakomitą czułość i to pozwala nam dojrzeć, że takie dżety znajdują się we wszystkich najmasywniejszych galaktykach, co oznacza, że ich czarne dziury nigdy nie przestają jeść" - dodaje Philip Best z Uniwersytetu w Edynburgu.

Astronomowie zwracają również uwagę na to, że LOFAR daje możliwość wykrywania większej ilości galaktyk, niż dotychczas. Od dziesięcioleci wiadomo bowiem, że gdy dwie gromady galaktyk (zawierające od setek do tysięcy galaktyk) zlewają się ze sobą, to nierzadko powstają obszary emitujące promieniowanie radiowe, rozciągające się na miliony lat świetlnych. Uważa się, że to promieniowanie powstaje, gdy cząstki ulegają przyspieszaniu w czasie kolizji. Tymczasem LOFAR pozwolił dostrzec, że w niektórych przypadkach źródłem takiej emisji są również gromady nieulegające zlewaniu.

Gromada galaktyk Abell 1314 znajduje się około 460 milionów lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Wielkoskalowa emisja radiowa widoczna na ilustracji powstała w wyniku zderzenia z inną gromadą. Kolory czerwony i różowy ilustrują nietermiczną emisję radiową wykrytą przez LOFAR-a, a szare – termiczne promieniowanie rentgenowskie, zarejestrowane przez Kosmiczne Obserwatorium Chandra; struktury te naniesione zostały na mapę optyczną. Źródło: Amanda Wilber/LOFAR Surveys Team/NASA/CXC;

"Jest to sygnał na tak niskim poziomie, że nie był on dotychczas wykrywalny" - zaznacza Analisa Bonafede z Uniwersytetu w Bolonii. "Odkrycie to mówi nam, że poza kolizjami gromad istnieją też inne mechanizmy pozwalające na przyspieszanie cząstek w wielkich skalach przestrzennych" - dodaje badaczka. 

PAP - Nauka w Polsce

kflo/ zan/