Телескоп LOFAR створив найглибше радіозображення Всесвіту

15 листопада 2026 р. 15:34

15 листопада 2026 р. 15:34

Міжнародна команда астрономів під керівництвом дослідників Лейденського університету отримала найглибший і найдетальніший на сьогодні огляд неба в діапазоні низьких радіочастот. Використовуючи радіотелескоп LOw Frequency ARray (LOFAR), вони дослідили ділянку північного неба ELAIS-N1, відому тим, що майже не містить міжзоряного пилу, газу та зір. Це робить її ідеальною мішенню для глибоких багатохвильових спостережень віддаленого Всесвіту, повідомляє Universe Today .

63 тисячі радіоджерел в одному зображенні

Астрономи вже багато років спостерігають поле ELAIS-N1 за допомогою LOFAR, щоб скласти карту слабких радіоджерел на низьких частотах. Нова робота суттєво просунула ці спостереження: отримане зображення має у двадцять разів вищу роздільну здатність, ніж попередня карта тієї ж ділянки неба, створена LOFAR.

Такий прорив став можливим завдяки розвитку сучасної інтерферометрії — методу, коли сигнал від багатьох антен поєднують, щоб сформувати одне, значно чіткіше зображення. У підсумку в кадр потрапило 63 000 радіоджерел , серед яких яскраво виділяються квазари та галактики з активним зореутворенням.

Щоб отримати це зображення, LOFAR працював упродовж близько 200 годин. Обсяг зібраної інформації вражає: це 400 терабайтів даних, з яких сформували зображення на 8 мільярдів пікселів . Ще кілька років тому обробити настільки великий масив даних із такою роздільною здатністю було б практично неможливо.

Платформа Spider і стрибок у обробці даних

Ключову роль у проєкті відіграла платформа обробки даних Spider, створена дослідниками з Нідерландського інституту радіоастрономії (ASTRON) та їхніми колегами. Разом з іншими удосконаленнями в методах калібрування й зменшення даних це дозволило прискорити обробку приблизно в десять разів порівняно з попередніми можливостями.

Як зазначає постдокторант Юр’єн де Йонг (Jurjen de Jong) з Лейденської обсерваторії та ASTRON, уся вибірка могла бути оброблена на високопродуктивній платформі Spider, розміщеній у нідерландському центрі SURF, всього за кілька місяців.

Детальні структури навколо активних ядер галактик

Висока чутливість LOFAR відкрила численні ниткоподібні структури навколо радіогалактик, особливо в околицях скупчень галактик. Вчені змогли роздивитися їхню форму та спектральні властивості, поєднавши високу кутову роздільну здатність із низькочастотними спостереженнями.

Найчисельнішу й найпомітнішу групу в зображенні складають активні галактичні ядра (AGN), або квазари — надяскраві центри галактик, які живляться надмасивними чорними дірами й дисками акреції навколо них. Такі ядра часто викидають релятивістські струмені (джети) перегрітого газу та пилу, що випромінюють потужне радіовипромінювання.

LOFAR особливо добре підходить для спостереження цих протяжних джетів завдяки чутливості до розширеного низькочастотного випромінювання. У попередніх оглядах із нижчою роздільною здатністю далекі галактики з джетами виглядали майже як безструктурні плями, і було важко розрізнити окремі галактики та їхні потоки.

Нове зображення, навпаки, дає змогу чітко відокремити окремі радіоджерела та простежити гігантські джети в деталях. Це відкриває можливість вивчати, як струмені, породжені чорними дірами, взаємодіють із навколишнім середовищем та змінюються з плином космічного часу.

Молоді галактики, де ще активно народжуються зорі

Другою великою групою об’єктів у цьому полі стали невеликі, відносно молоді галактики, у яких ще тривають інтенсивні процеси зореутворення. Радіохвилі здатні проходити крізь газ і пил, що закривають від нас видиме й інфрачервоне випромінювання таких регіонів.

Тому радіообсерваторії, зокрема LOFAR, дають астрономам «прозорий» погляд у глиб галактик, де формуються нові зорі. Це допомагає простежити, як галактики раннього Всесвіту з часом перетворилися на великі спіральні й еліптичні системи, подібні до тих, що ми бачимо в сучасному, локальному Всесвіті.

LOFAR2.0 і майбутні огляди неба

За словами дослідницької команди, отримані результати демонструють потенціал модернізованого телескопа LOFAR2.0, над яким ASTRON працює разом із європейськими партнерами. Оновлення мають забезпечити ще ширші й детальніші огляди неба, щоб LOFAR залишався конкурентним поряд із телескопами нового покоління, такими як Square Kilometer Array (SKA).

Особливо цінними ці дані стануть у поєднанні зі знімками тієї ж ділянки неба в інших діапазонах — оптичному, інфрачервоному та рентгенівському. Порівняння таких спостережень дозволяє визначати відстані до радіоджерел, оцінювати їхні маси й інші фізичні характеристики, а також повніше відтворювати еволюцію галактик і активних ядер упродовж історії Всесвіту.

Наука