Een compositie van radiobeelden (LoTSS-DR2) en optische beelden (Hubble space telescope) van het sterrenstelsel NGC 4858 dat door het intergalactische medium vliegt. Credit: Ian Roberts
Gedurende een periode van zeven jaar heeft een internationaal team van wetenschappers meer dan een kwart van de noordelijke hemel in kaart gebracht met behulp van de Low Frequency Array (LOFAR), een pan-Europese radiotelescoop. Het levert een verbluffend gedetailleerd radiobeeld op van meer dan 4,4 miljoen objecten en een zeer dynamisch beeld van ons heelal. Nu deze schat aan gegevens openbaar is gemaakt, kan iedereen de meest exotische wonderen van ons intrigerende heelal in een gloednieuw licht bekijken.
De overgrote meerderheid van deze objecten bevindt zich op miljarden lichtjaren afstand en bestaat uit sterrenstelsels die enorme zwarte gaten herbergen of uit snelgroeiende nieuwe sterren. Onder de zeldzamere objecten behoren onder andere botsende groepen van verre sterrenstelsels en flakkerende sterren binnen de Melkweg.
Dat de kaarten een schat aan nieuwe informatie bevatten, blijkt uit een golf van recente wetenschappelijke publicaties waarin gebruik wordt gemaakt van de radiobeelden. Astronomen van talrijke instituten hebben met deze gegevens allerlei soorten objecten onderzocht. Zo publiceerde het team vandaag de grootste studies ooit van botsende clusters van honderden tot duizenden sterrenstelsels, die nieuwe inzichten bieden in magnetische velden en hoogenergetische deeltjes in de grootste structuren van het heelal.
Compositiefoto van het Cygnus loop supernovarestant. Credits Jennifer West.
Eerdere resultaten zijn onder meer: merkwaardige signalen van nabije sterren die veroorzaakt kunnen worden door exoplaneten die om hen heen draaien; het nauwkeurig lokaliseren van de traagst draaiende pulsar die de huidige theorieën over dergelijke sterren op de proef stelt; het waarnemen van zogeheten “kwalsterrenstelsels” die materiaal afwerpen terwijl zij door het omringende medium reizen; getuige zijn van uitbarstingen van zwarte gaten die hun lokale omgeving vorm geven; het onderzoeken van het weefsel van het kosmische web aan de hand van de locaties en vormen van sterrenstelsels; het werpen van een nieuw licht op de verste superzware zwarte gaten in het heelal; en de ontdekking van zoveel radiostelsels van allerlei vormen, afmetingen en leeftijden dat er een citizen science project is opgezet om te helpen nieuwe zwarte gaten te vinden in deze catalogus van objecten. Hoewel deze ontdekkingen ons begrip van het heelal nu al verfijnen, is het ook duidelijk dat het werk dat tot nu toe is verricht slechts een tipje van de sluier oplicht van wat ons nog te wachten staat.
Om de kaart te maken zijn geavanceerde gegevensverwerkingsalgoritmen gebruikt op krachtige computers in heel Europa om 3500 uur aan waarnemingen te verwerken die 8 petabytes aan schijfruimte in beslag nemen – het equivalent van ruwweg 20 000 laptops. Deze gegevens, verreweg de grootste van de LOFAR Two-metre Sky Survey, bevatten ongeveer een miljoen objecten die nog nooit eerder met een telescoop zijn waargenomen en bijna vier miljoen objecten die nieuwe ontdekkingen zijn op radiogolflengten. De gegevens in de uitgave kunnen worden gebruikt om te zoeken naar een breed scala van signalen, zoals die van nabije planeten of melkwegstelsels tot en met zwakke signalen in het verre heelal.
Astronoom Timothy Shimwell van ASTRON en de Universiteit Leiden zegt: “Dit project is zo spannend om aan te werken. Elke keer dat we een kaart maken, worden onze schermen gevuld met nieuwe ontdekkingen en objecten die nog nooit eerder door mensenogen zijn gezien. Het verkennen van de onbekende fenomenen die oplichten in het energetische radio-universum is zo’n ongelooflijke ervaring en ons team is erg blij dat we deze kaarten openbaar kunnen maken. Dit is slechts 27% van het hele onderzoek en we verwachten dat het in de toekomst tot nog veel meer wetenschappelijke doorbraken zal leiden, waaronder onderzoek naar hoe de grootste structuren in het heelal groeien, hoe zwarte gaten ontstaan en evolueren, de fysica die ten grondslag ligt aan de vorming van sterren in verre melkwegstelsels en zelfs de meest spectaculaire fasen in het leven van sterren in ons eigen melkwegstelsel in kaart brengen.
Hier is het wetenschappelijk artikel over het onderzoek. Bron: ASTRON.
