Síť 52 anténních stanic rozmístěných v osmi evropských zemích právě dosáhla toho, co se dosud žádnému přístroji nepodařilo: vytvořila největší a nejpodrobnější rádiovou mapu oblohy v historii, která obsahuje 13,7 milionu vesmírných zdrojů, jež byly dříve neviditelné.
Zjištění, publikované v časopise Astronomy & Astrophysics, je součástí ambiciózního projektu LOFAR Two-metre Sky Survey, jehož hnací silou je evropský nízkofrekvenční radioteleskop European Low-Frequency Array.
Vesmír, který skrývá téměř vše, co obsahuje
Po tisíciletí se lidstvo dívalo na nebeskou klenbu v domnění, že to, co je vidět, vystihuje to podstatné: nejprve tisíce hvězd pouhým okem, pak miliony galaxií díky dalekohledům. Skutečnost je však mnohem nepolapitelnější. Přibližně 95 % vesmíru tvoří temná hmota a temná energie, dvě složky, které nevyzařují ani neodrážejí světlo, a proto jsou pro jakýkoli optický přístroj zcela neviditelné. Kromě toho mnoho nejbouřlivějších jevů ve vesmíru neprodukuje viditelné světlo, ale záření jiných vlnových délek, například rádiové vlny.
Proč rádiové vlny odhalují to, co světlo odhalit nemůže
Běžné teleskopy zachycují stejné světlo, jaké vnímají naše oči, ale nejenergetičtější procesy ve vesmíru vytvářejí záření na rádiových frekvencích, které jsou pro lidské oko zcela neviditelné. Když se nabité částice pohybují obrovskou rychlostí v silných magnetických polích, což je běžný scénář v blízkosti černých děr nebo v aktivně se tvořících galaxiích, vytvářejí silné rádiové signály. Zachycení těchto signálů otevírá zcela jiné okno do vesmíru.
Tam, kde optický dalekohled ukazuje zdánlivě klidnou galaxii, může radioteleskop objevit obrovské proudy částic, které se promítají do vzdálenosti milionů světelných let – vzdálenosti daleko přesahující viditelnou velikost samotné galaxie – poháněné supermasivní černou dírou v jejím středu.
LOFAR: virtuální přístroj o velikosti kontinentu
Architektem této bezprecedentní mapy je LOFAR, jeden z největších a nejcitlivějších radioteleskopů, které existují. Nejedná se o jedinou anténu, ale o rozsáhlou síť 52 stanic v osmi evropských zemích, které pracují koordinovaně pomocí techniky zvané interferometrie. Díky této technice fungují všechny stanice jako jediný virtuální přístroj o průměru odpovídajícím tisícům kilometrů, který je schopen zachytit mimořádně slabé rádiové signály ze vzdálených galaxií.
Odborníci projektu upozorňují, že sestavení mapy bylo obrovskou technologickou výzvou. Vyžadovalo zpracování více než 13 000 hodin pozorování, korekci zkreslení, která do rádiových signálů vnáší zemská ionosféra, elektrifikovaná horní vrstva naší atmosféry, a správu obrovských objemů dat pomocí superpočítačů.
Srážky galaxií, supernovy a kolosální struktury
Mezi 13,7 milionu katalogizovaných objektů patří některé z nejpůsobivějších známých jevů: srážející se galaxie, pozůstatky výbuchů supernov a obrovské rádiové struktury poháněné supermasivními černými dírami. Mnohé z nich nebyly dosud nikdy tak podrobně pozorovány. Některé jsou tak hmotné, že jejich záření sahá miliony světelných let za viditelné hranice jejich hostitelských galaxií.
Mapa se však neomezuje pouze na nejnápadnější objekty. Bude použita také ke zkoumání subtilnějších jevů, jako jsou magnetická pole, která probíhají naší Mléčnou dráhou, rázové vlny šířící se v kupách galaxií nebo interakce mezi hvězdami a planetami ve vzdálených soustavách.
Zlatý důl pro vědu a ještě slibnější budoucnost
Astronomové se shodují, že tento katalog představuje neocenitelný zdroj informací. Díky milionům zaznamenaných zdrojů budou vědci moci sledovat vzácné nebo dosud neznámé jevy, studovat vývoj galaxií v průběhu kosmického času a hlouběji prozkoumat roli černých děr v historii vesmíru. A to nejlepší teprve přijde: mezinárodní tým již vyvíjí vylepšenou verzi systému nazvanou LOFAR 2.0, která slibuje mapovat oblohu ještě rychleji a s ještě vyšším rozlišením.