To zdjęcie nie przedstawia gwiazd. To czarne dziury

Na pierwszy rzut oka zdjęcie jak zdjęcie. Podobnych zdjęć miłośnicy astronomii widzieli już mnóstwo. Gdyby to zdjęcie było zrobione przez amatora astronomii, zapewne przedstawiałoby mrowie gwiazd widzianych w kierunku dysku galaktyki. Gdyby to było zdjęcie wykonane za pomocą któregoś z dużych teleskopów, mogłoby przedstawiać odległe galaktyki. Nie jest to jednak żaden z tych dwóch przypadków.

Każda biała kropka na tym zdjęciu to aktywna supermasywna czarna dziura znajdująca się w jakiejś odległej galaktyce i pochłaniająca materię ze swojego otoczenia. Na zdjęciu widać aż 25 000 takich czarnych dziur rozsianych na powierzchni około 4 proc. nieba widocznego na półkuli północnej.

Dane obserwacyjne niezbędne do wykonania tego zdjęcia zostały zebrane na początku 2021 roku za pomocą teleskopu LOFAR obserwującego niebo w zakresie niskich częstotliwości radiowych. LOFAR skłąda się z 20 000 anten radiowych rozsianych po całej Europie. Aktualnie jest to jedyny radioteleskop zdolny do obserwowania nieba w wysokiej rozdzielczości na częstotliwościach poniżej 100 MHz.

Wykonanie powyższego zdjęcia nie należało do prostych zadań. Jak podkreślają astronomowie, jedną z największych przeszkód w prowadzeniu tych obserwacji jest jonosfera Ziemi, która jest nieprzezroczysta dla promieniowania o częstotliwości niższej niż 5 MHz, a i wprowadza zaburzenia do obrazu dla wyższych częstotliwości.

Aby wyeliminować wpływ jonosfery na obserwacje, niezbędne było wykorzystanie superkomputerów, które w trakcie 256 godzin obserwacji co 5 sekund analizowały stan jonosfery i korygowały dane obserwacyjne. Dzięki temu – jak podkreślają badacze – niejako skutkiem ubocznym całego programu obserwacyjnego jest mnóstwo danych o samej jonosferze, o pojawiających się w niej falach, scyntylacjach i o jej interakcjach z promieniowaniem słonecznym.

Źródło: Uniwersytet w Lejdzie