Astronomové z Leidenu zveřejnili nejostřejší radiový snímek oblohy z LOFARu

Astronomové z Leidenské univerzity představili dosud nejostřejší a nejcitlivější radiový snímek oblohy pořízený na nízkých radiových frekvencích. Tým, který projekt vedl, použil k jeho vytvoření radioteleskop Low Frequency Array, známý pod zkratkou LOFAR. Na snímku je zachyceno téměř 63 000 radiových zdrojů, což z něj činí mimořádně bohatý soubor dat o vzdáleném vesmíru.

Zachycená oblast oblohy je přibližně 25krát větší než plocha Měsíce v úplňku. Může se to zdát jako malý výřez, v radioastronomii je však právě kombinace velkého zorného pole, vysokého rozlišení a citlivosti vzácná. Čím citlivější snímek je, tím slabší zdroje dokáže odhalit, a právě slabé, nejvzdálenější objekty bývají pro pochopení vývoje vesmíru nejcennější.

Mezi zachycenými zdroji se nacházejí aktivní galaktická jádra a galaxie tvořící hvězdy. Aktivní galaktická jádra jsou oblasti ve středech galaxií, které září velmi intenzivně, protože na ně dopadá hmota. Galaxie tvořící hvězdy jsou naproti tomu soustavy, v nichž právě vzniká velké množství nových hvězd. Oba typy objektů jsou pro astronomy zásadní, protože umožňují studovat, jak galaxie v průběhu kosmické historie rostly a měnily se.

Radiové záření na nízkých frekvencích má jednu přednost: dokáže zachytit procesy, které v jiných částech spektra nejsou dobře viditelné. Pozorování tohoto typu proto doplňují snímky z optických i infračervených dalekohledů a dohromady dávají úplnější obraz o tom, co se v galaxiích odehrává. Radiové vlny navíc procházejí prachem, který v jiných oborech spektra výhled často zakrývá.

Výsledky byly přijaty k publikaci v odborném časopise Astronomy & Astrophysics. Odborný článek je zároveň již dostupný na preprintovém serveru arXiv, kam vědci běžně ukládají texty ještě před jejich oficiálním vydáním, aby se s nimi mohla seznámit širší odborná komunita. Přijetí k publikaci znamená, že práce prošla recenzním řízením a splnila nároky odborného periodika.

Snímek je nejostřejším a nejcitlivějším radiovým snímkem oblohy na nízkých frekvencích, jaký byl dosud pořízen. Takto formulované tvrzení se opírá o kombinaci kvality přístroje a zpracování dat, přičemž LOFAR patří mezi přední zařízení svého druhu. Počet téměř 63 000 zdrojů v jediném záběru ukazuje, jak hustě je obloha při pohledu na nízkých radiových frekvencích osídlena objekty, které jsou lidskému oku i běžným dalekohledům skryté.

Pro další výzkum má takový katalog značný význam. Astronomové mohou na tak početném vzorku testovat teorie o tom, jak se černé díry ve středech galaxií chovají, jak intenzivně v různých obdobích vznikaly hvězdy a jak spolu tyto procesy souvisejí. Velký počet zdrojů zároveň umožňuje statistické přístupy, které by u malého vzorku nebyly spolehlivé. Podrobnější závěry o jednotlivých typech objektů však budou záviset na dalším zpracování a na analýzách, které teprve přijdou.

Práce ilustruje, jak se radioastronomie na nízkých frekvencích posunula od úzce zaměřených pozorování k rozsáhlým přehlídkám. Přístroj, který využívá množství propojených antén rozmístěných na velké ploše, dokáže skládat jednotlivé signály do jediného ostrého obrazu. Výsledkem je snímek, jenž by s jednoduššími prostředky nebyl proveditelný.

Zveřejnění článku na serveru arXiv před jeho tištěným vydáním dává další vědeckým týmům možnost data okamžitě využít a porovnat je s vlastními pozorováními. Po publikaci v časopise Astronomy & Astrophysics se studie stane součástí oficiální odborné literatury. Leidenský tým tím přispívá k dlouhodobému mapování oblohy v radiovém oboru, které slouží jako základ pro další objevy o vzniku a vývoji galaxií.