Международная группа под руководством учёных из Лейденского университета получила самый глубокий и подробный снимок Вселенной в диапазоне низкочастотного радиоизлучения. Для этого астрономы использовали радиоинтерферометр LOFAR (сеть низкочастотных радиотелескопов) и изучили участок северного неба ELAIS-N1. В этой области мало галактической пыли, газа и звёзд, поэтому она удобна для наблюдений далёких объектов в разных диапазонах излучения.
Наблюдения ELAIS-N1 продолжались много лет, однако новая карта отличается от предыдущей в 20 раз более высоким разрешением. Такой результат стал возможен благодаря развитию радиоинтерферометрии — метода объединения сигналов нескольких телескопов для получения более чёткого изображения. На снимке удалось обнаружить около 63 тысяч радиоисточников, включая квазары и галактики с активным звездообразованием.
Для создания карты потребовалось 200 часов наблюдений, а объём собранных данных составил 400 терабайт. Итоговое изображение содержит около восьми миллиардов пикселей. Как сообщает Universe Today, обработка такого массива стала возможной благодаря платформе Spider для высокопроизводительных вычислений, разработанной Нидерландским институтом радиоастрономии ASTRON и его партнёрами; новые методы калибровки и обработки сократили сроки примерно в десять раз.
Высокая чувствительность LOFAR позволила рассмотреть многочисленные нити вокруг радиогалактик, особенно вблизи скоплений галактик, а также изучить их форму и спектральные свойства. Особенно заметны активные ядра галактик, или квазары, — яркие центральные области, энергию которым дают сверхмассивные чёрные дыры и окружающие их аккреционные диски. Из полярных областей таких объектов выходят струи раскалённого газа и пыли, движущиеся с релятивистскими скоростями, а низкочастотные наблюдения позволяют подробно проследить их строение и взаимодействие с окружающей средой.
На прежних картах с меньшим разрешением далёкие галактики и их струи выглядели как почти неразличимые пятна, тогда как новая съёмка позволяет разделять отдельные источники и детально изучать массивные выбросы. Радиодиапазон также помогает наблюдать небольшие молодые галактики с интенсивным образованием звёзд, поскольку радиоволны проходят сквозь газ и пыль, скрывающие эти процессы в видимом и инфракрасном свете. Полученные данные планируют сопоставлять с оптическими, инфракрасными и рентгеновскими наблюдениями, а развитие проекта LOFAR2.0 должно обеспечить ещё более широкие и чёткие карты неба.