Naukowcy z Zakładu Astrofizyki Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku należą do międzynarodowego zespołu, który dokonał jednego z najważniejszych odkryć we współczesnej radioastronomii. W europejskim czasopiśmie naukowym Astronomy & Astrophysics opublikowano właśnie wyniki największego i najbardziej szczegółowego radiowego przeglądu nieba w historii.
W projekcie uczestniczą astronomowie z wielu krajów Europy, a wśród nich badacze z Polski – prof. Katarzyna Małek i dr Pratik Dhabade z NCBJ. Ich udział podkreśla znaczenie polskiej nauki w globalnych badaniach nad Wszechświatem oraz rolę Instytutu jako jednego z ośrodków współtworzących najważniejsze odkrycia astrofizyczne ostatnich lat.
Największa radiowa mapa Wszechświata
Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał radioteleskop Low Frequency Array (LOFAR), by stworzyć niezwykle szczegółową mapę kosmosu. Przegląd LoTSS-DR3 objął aż 13,7 miliona aktywnych galaktyk, ujawniając ich strukturę oraz położenie supermasywnych czarnych dziur.
To najbardziej kompletne tego typu opracowanie w historii. Dane pokazują ogromną różnorodność układów kosmicznych zasilanych przez czarne dziury, których emisja radiowa potrafi rozciągać się na miliony lat świetlnych.
Projekt jest efektem ponad dziesięciu lat pracy międzynarodowego konsorcjum badawczego LOFAR ERIC, skupiającego ekspertów m.in. z Holandii, Niemiec, Francji, Wielkiej Brytanii, Włoch, Szwecji, Irlandii, Łotwy, Bułgarii i Polski.
Udział naukowców z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w tym przedsięwzięciu pokazuje, że polskie ośrodki badawcze współtworzą najważniejsze światowe projekty naukowe i realnie wpływają na rozwój wiedzy o Wszechświecie.
Nowe spojrzenie na kosmos
Obserwacje radiowe pozwalają zobaczyć Wszechświat w zupełnie inny sposób niż w świetle widzialnym. Umożliwiają badanie ekstremalnych zjawisk energetycznych – m.in. dżetów plazmy emitowanych przez supermasywne czarne dziury czy procesów powstawania gwiazd w odległych galaktykach.
Mapy LOFAR ujawniły również rzadkie obiekty: zlewające się gromady galaktyk, słabe pozostałości po supernowych oraz emisje radiowe generowane przez gwiazdy. Dzięki temu astronomowie mogą analizować ewolucję struktur kosmicznych, przyspieszanie cząstek do ekstremalnych energii i konfiguracje kosmicznych pól magnetycznych.
Przełomowe odkrycia i pierwsze analizy
Zebrane dane już teraz umożliwiły przeprowadzenie setek nowych analiz naukowych. Badacze mogą badać populacje supermasywnych czarnych dziur na różnych etapach ich rozwoju, analizować tempo powstawania gwiazd w milionach galaktyk oraz śledzić, jak zmieniało się ono na przestrzeni epok kosmologicznych.
Projekt doprowadził także do odkrycia rzadkich zjawisk: nieznanych wcześniej pozostałości po supernowych, jednych z największych znanych radiogalaktyk czy emisji radiowej związanej z oddziaływaniem planet pozasłonecznych z ich gwiazdami.
Wyzwania technologiczne i ogrom danych
Skala projektu była bezprecedensowa. Przetworzenie 13 tysięcy godzin obserwacji wymagało opracowania nowych algorytmów i technologii, które kompensowały zniekształcenia sygnałów radiowych powodowane przez jonosferę Ziemi.
Łącznie przeanalizowano 18,6 petabajtów danych, wykorzystując ponad 20 milionów godzin pracy procesorów. To jedno z największych przedsięwzięć obliczeniowych w historii radioastronomii.
Projekt LoTSS-DR3 nie kończy badań. Modernizacja teleskopu do wersji LOFAR2.0 ma pozwolić na jeszcze szybsze przetwarzanie danych i tworzenie map kosmosu o jeszcze większej rozdzielczości.
Jak podkreślają badacze, to dopiero początek – nowe narzędzia otworzą drogę do kolejnych odkryć i pogłębienia wiedzy o aktywności jąder galaktyk, strukturze Wszechświata i procesach zachodzących w jego najodleglejszych rejonach.
– Wraz z kolejną odsłoną danych projekt LoTSS osiąga niezwykły poziom skali i czułości, wyznaczając nowe możliwości w radioastronomii niskich częstotliwości – podkreśla dr Pratik Dhabade z Zakładu Astrofizyki Narodowego Centrum Badań Jądrowych. – Obserwując jego rozwój, można dostrzec, jak silnie kształtuje dziś nasze rozumienie aktywności jąder galaktyk i wielkoskalowej struktury Wszechświata, zapowiadając wiele kolejnych odkryć.
Udział naukowców z NCBJ w tym projekcie potwierdza, że badacze NCBJ współtworzą światową czołówkę radioastronomii i mają realny wkład w najważniejsze odkrycia dotyczące natury kosmosu.
