Titik-titik kecil pada gambar ini bukanlah bintang atau galaksi. Itu lubang hitam

Gambar di atas mungkin terlihat seperti gambar langit malam yang cukup biasa, tetapi apa yang Anda lihat lebih istimewa dari sekadar bintang yang berkelap-kelip. Masing-masing titik putih itu adalah lubang hitam supermasif aktif.

Dan semua itu lubang hitam Ini melahap materi di jantung galaksi jutaan tahun cahaya jauhnya – ini adalah bagaimana hal itu bisa ditentukan.

Dengan total 25.000 titik seperti itu, para astronom menciptakan peta lubang hitam paling detail pada frekuensi radio rendah pada awal 2021, suatu prestasi yang membutuhkan waktu bertahun-tahun dan teleskop radio seukuran Eropa untuk dirakit.

“Ini adalah hasil dari bertahun-tahun mengerjakan data yang sangat sulit,” katanya. Astronom Francesco de Gasperin menjelaskan dari Universitas Hamburg di Jerman. “Kami harus menemukan cara baru untuk mengubah sinyal radio menjadi gambar langit.”

(pemindaian LOFAR/LOL)

Ketika lubang hitam tidak melakukan banyak pekerjaan, mereka tidak memancarkan radiasi yang dapat dideteksi, membuatnya semakin sulit ditemukan. Ketika lubang hitam secara aktif menciptakan materi — disimpan dari piringan debu dan gas yang mengorbit di sekitarnya seperti air yang mengorbit saluran pembuangan — gaya intens yang terlibat menghasilkan radiasi pada berbagai panjang gelombang yang dapat kita deteksi melintasi luasnya ruang.

Apa yang membuat gambar di atas begitu istimewa adalah bahwa ia mencakup panjang gelombang radio yang sangat rendah, seperti yang diungkapkan oleh LOW Frequency ARray (janji) di Eropa. Jaringan interferometrik ini terdiri dari sekitar 20.000 antena radio, tersebar di 52 lokasi di seluruh Eropa.

Saat ini, LOFAR adalah satu-satunya jaringan teleskop radio yang mampu melakukan pencitraan dalam resolusi tinggi pada frekuensi di bawah 100 MHz, memberikan pemandangan langit yang tak tertandingi. Rilis data ini, yang mencakup empat persen dari langit utara, adalah yang pertama untuk rencana ambisius jaringan untuk mencitrakan seluruh langit utara pada frekuensi yang sangat rendah, LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).

Karena berbasis darat, LOFAR memiliki kendala besar untuk diatasi yang tidak mempengaruhi teleskop luar angkasa: ionosfer. Ini Terutama bermasalah untuk gelombang radio frekuensi ultra-rendah, yang dapat dipantulkan kembali di angkasa. Pada frekuensi di bawah 5 MHz, ionosfer menjadi buram karena alasan ini.

Frekuensi yang menembus ionosfer dapat bervariasi sesuai dengan kondisi atmosfer. Untuk mengatasi masalah ini, tim menggunakan superkomputer yang algoritmanya bekerja untuk mengoreksi interferensi ionosfer setiap empat detik. Selama 256 jam LOFAR menatap langit, ada banyak koreksi.

Ini memberi kami pandangan yang jelas tentang langit pada frekuensi yang sangat rendah.

“Setelah bertahun-tahun pengembangan perangkat lunak, senang melihat ini benar-benar berhasil,” Astronom Harapan Rutgering berkata, Dari Observatorium Leiden di Belanda.

Harus mengoreksi ionosfer memiliki manfaat lain juga: itu akan memungkinkan para astronom untuk menggunakan data LoLSS untuk mempelajari ionosfer itu sendiri. gelombang perjalanan ionosfer, kilatan, dan hubungan ionosfer dengan siklus matahari dapat dijelaskan secara lebih rinci dengan LoLSS. Ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk membatasi model ionosfer dengan lebih baik.

Survei ini akan memberikan data baru tentang semua jenis objek dan fenomena astronomi, serta objek yang tidak terdeteksi atau tidak terdeteksi di wilayah di bawah 50 megahertz.

“Versi terakhir dari survei akan memfasilitasi kemajuan di berbagai bidang penelitian astronomi,” Para peneliti menulis dalam makalah mereka.

“[This] Ini akan memungkinkan studi lebih dari satu juta spektrum radio frekuensi rendah, memberikan wawasan unik ke dalam model fisik galaksi, inti aktif, gugus galaksi, dan bidang penelitian lainnya. Eksperimen ini merupakan upaya unik untuk menjelajahi langit frekuensi ultra-rendah dengan resolusi tinggi dan kedalaman sudut.”

Hasilnya telah dipublikasikan di Astronomi dan astrofisika.

Versi artikel ini pertama kali diterbitkan pada Februari 2021.