Kiekviena iš šių juodųjų skylių už milijonų šviesmečių nuo mūsų siurbia į save materiją – ir tai leidžia jas išvis „pamatyti“.
2021 m. pradžioje astronomai sukūrė iki šiol detaliausią žemo radijo dažnių juodųjų skylių žemėlapį, susidedantį iš 25 000 tokių taškų – tam prireikė metų ir daugmaž Europos žemyno dydžio radijo teleskopo.
„Tai daugelio metų darbo su neįtikėtinai sudėtingais duomenimis rezultatas“, – aiškina Hamburgo universiteto (Vokietija) astronomas Francesco de Gasperinas. – Turėjome išrasti naujus metodus, kaip radijo signalus paversti dangaus vaizdais“.
Kai juodosios skylės tiesiog kybo ir nieko nedaro, jos neišskiria jokios apčiuopiamos spinduliuotės – todėl jas daug sunkiau surasti. Tačiau kai juodoji skylė aktyviai kaupia materiją, t. y. iš dulkių ir dujų disko, kuris atrodo panašiai kaip vanduo, sūkuriu subėgantis į kanalizacijos vamzdį, ją įtraukia į savo vidų, intensyvios jėgos sukuria įvairių bangos ilgių spinduliuotę, kurią kosmoso platybėse galime aptikti.
Aukščiau pateiktas vaizdas ypatingas tuo, kad jis apima itin žemus radijo bangų ilgius, kuriuos aptiko Europoje veikiantis sudėtinis radijo teleskopas „LOw Frequency ARray“ (LOFAR). Jo interferometrinį tinklą sudaro apie 20 000 radijo antenų, išdėstytų 52 vietose visoje Europoje.
Šiuo metu LOFAR yra vienintelis radijo teleskopų tinklas, galintis atlikti gilius, didelės skiriamosios gebos vaizdus žemesniais nei 100 megahercų dažniais – todėl galima pamatyti tokį dangaus vaizdą, kaip niekur kitur. Šie duomenys, apimantys keturis procentus šiaurinio pusrutulio dangaus, yra pirmoji ambicingo plano, skirto visam šiauriniam dangui atvaizduoti itin žemais dažniais – LOFAR LBA Sky Survey“ (LoLSS) – dalis.
Kadangi LOFAR veikia Žemėje, jam tenka įveikti didelę kliūtį, su kuria nesusiduria kosminiai teleskopai: jonosferą. Tai ypač problemiška itin žemo dažnio radijo bangoms, kurios gali atsispindėti atgal į kosmosą. Dėl šios priežasties mažesniuose nei 5 megahercų dažniuose jonosfera yra „neskaidri“.
Dažniai, kurie prasiskverbia į jonosferą, gali skirtis priklausomai nuo atmosferos sąlygų. Šiai problemai įveikti komanda naudojo superkompiuterius, kuriuose kas keturias sekundes buvo vykdomi algoritmai, koreguojantys jonosferos trikdžius. Per 256 valandas, kurias LOFAR stebėjo dangų, buvo atlikta daug pataisymų.
Būtent tai mums suteikė tokį aiškų itin žemo dažnio dangaus vaizdą.
„Po daugelio metų programinės įrangos kūrimo labai nuostabu matyti, kad dabar tai tikrai pavyko“, – sako Leideno observatorijos Nyderlanduose astronomas Huubas Röttgeringas.
Jonosferos korekcijos turi ir kitą privalumą: tai leis astronomams naudoti LoLSS duomenis jonosferos tyrimams. Naudojant LoLSS, bus galima daug išsamiau apibūdinti jonosfera keliaujančias bangas, scintiliacijas ir jonosferos ryšį su Saulės ciklais. Tai leis mokslininkams geriau apibrėžti jonosferos modelius.
Tyrimas suteiks naujų duomenų apie įvairius astronominius objektus ir reiškinius, taip pat apie galbūt neatrastus ar netyrinėtus objektus žemesnio nei 50 megahercų dažnio srityje.
„Galutinė tyrimo versija palengvins pažangą įvairiose astronominių tyrimų srityse“, – rašoma mokslininkų straipsnyje.
„[Tai] leis ištirti daugiau nei milijoną žemo dažnio radijo spektrų, kurie suteiks unikalių įžvalgų apie galaktikų, aktyviųjų branduolių, galaktikų spiečių ir kitų tyrimų sričių fizikinius modelius. Šis eksperimentas yra unikalus bandymas ištirti itin žemų dažnių dangų didele kampine skiriamąja geba ir gyliu“.
Rezultatai paskelbti žurnale „Astronomy & Astrophysics“.
