Uma equipe internacional de mais de 200 astrônomos de 18 países publicou a primeira fase de um novo e importante levantamento do céu por rádio com uma sensibilidade sem precedentes usando o telescópio Low Frequency Array (LOFAR). A pesquisa revela centenas de milhares de galáxias anteriormente não detectadas, lançando uma nova luz sobre muitas áreas de pesquisa, incluindo a física dos buracos negros e como os aglomerados de galáxias evoluem. Uma edição especial de Astronomia e Astrofísica é dedicado aos primeiros vinte e seis artigos de pesquisa que descrevem a pesquisa e seus primeiros resultados.

A radioastronomia revela processos no universo que não podem ser vistos com instrumentos ópticos. Nesta primeira parte do levantamento do céu, LOFAR observou um quarto do hemisfério norte em baixas frequências de rádio. Neste ponto, aproximadamente 10 por cento desses dados foram divulgados ao público. Ele mapeia 300, 000 fontes, quase todas são galáxias no universo distante; seus sinais de rádio viajaram bilhões de anos-luz para chegar à Terra.

Buracos negros

Huub Röttgering, Leiden University (Holanda) diz:"Se pegarmos um radiotelescópio e olharmos para o céu, vemos principalmente emissão do ambiente imediato de buracos negros massivos. Com LOFAR, esperamos responder à fascinante pergunta:De onde vêm esses buracos negros? "Os pesquisadores sabem que os buracos negros são comedores confusos. Quando o gás cai sobre eles, eles emitem jatos de material que podem ser vistos em comprimentos de onda de rádio.

Philip Best, Universidade de Edimburgo (Reino Unido), diz, “O LOFAR tem uma sensibilidade notável e isso nos permite ver que esses jatos estão presentes em todas as galáxias mais massivas, o que significa que seus buracos negros nunca param de comer. "

Aglomerados de galáxias

Os aglomerados de galáxias são conjuntos de centenas a milhares de galáxias. É sabido há décadas que, quando dois aglomerados de galáxias se fundem, eles podem produzir emissões de rádio abrangendo milhões de anos-luz. Acredita-se que essa emissão venha de partículas que são aceleradas durante o processo de fusão. Amanda Wilber, Universidade de Hamburgo (Alemanha), diz, "Com observações de rádio, podemos detectar a radiação do meio tênue que existe entre as galáxias. Essa radiação é gerada por choques energéticos e turbulência. O LOFAR nos permite detectar muito mais dessas fontes e entender o que as está alimentando."

Annalisa Bonafede, Universidade de Bolonha e INAF (Itália), diz, "O que estamos começando a ver com o LOFAR é que, em alguns casos, aglomerados de galáxias que não estão se fundindo também podem mostrar essa emissão, embora em um nível muito baixo que antes era indetectável. Esta descoberta nos diz que, além dos eventos de fusão, existem outros fenômenos que podem desencadear a aceleração de partículas em escalas enormes. "

Campos magnéticos

"Os campos magnéticos permeiam o cosmos, e queremos entender como isso aconteceu. Medir campos magnéticos no espaço intergaláctico pode ser difícil, porque eles são muito fracos. Contudo, a precisão sem precedentes das medições LOFAR nos permitiu medir o efeito dos campos magnéticos cósmicos nas ondas de rádio de uma rádio galáxia gigante com 11 milhões de anos-luz de tamanho. Este trabalho mostra como podemos usar o LOFAR para nos ajudar a entender a origem dos campos magnéticos cósmicos, "explica Shane O" Sullivan, Universidade de Hamburgo.

Imagens de alta qualidade

A criação de mapas celestes de rádio de baixa frequência consome um tempo significativo de telescópio e computação e requer grandes equipes para analisar os dados. "LOFAR produz enormes quantidades de dados - temos que processar o equivalente a 10 milhões de DVDs de dados. As pesquisas LOFAR foram recentemente possibilitadas por um avanço matemático na maneira como entendemos a interferometria, "diz Cyril Tasse, Observatoire de Paris — Station de radio astronomie à Nançay (França).

"Temos trabalhado em conjunto com a SURF na Holanda para transformar com eficiência as enormes quantidades de dados em imagens de alta qualidade. Essas imagens agora são públicas e permitirão que os astrônomos estudem a evolução das galáxias com detalhes sem precedentes, "diz Timothy Shimwell, Instituto Holandês de Radioastronomia (ASTRON) e Universidade de Leiden.

O centro de computação e dados da SURF localizado na SURFsara em Amsterdã funciona com energia 100% renovável e hospeda mais de 20 petabytes de dados LOFAR. "Isso é mais da metade de todos os dados coletados pelo telescópio LOFAR até hoje. É a maior coleção de dados astronômicos do mundo. Processar os enormes conjuntos de dados é um grande desafio para os cientistas. O que normalmente levaria séculos em um computador normal foi processado em menos de um ano usando o cluster de computação de alto rendimento (Grid) e experiência, "diz Raymond Oonk (SURFsara).

LOFAR

O telescópio LOFAR, o array de baixa frequência, é único em sua capacidade de mapear o céu em detalhes finos em comprimentos de onda de metros. O LOFAR é operado pela ASTRON na Holanda e é considerado o telescópio líder mundial em seu tipo. "Este mapa do céu será um legado científico maravilhoso para o futuro. É um testemunho aos projetistas do LOFAR que este telescópio tem um desempenho tão bom, "diz Carole Jackson, Diretor Geral da ASTRON.

O próximo passo

Os 26 artigos de pesquisa na edição especial de Astronomia e Astrofísica foram feitas apenas com os primeiros dois por cento do levantamento do céu. A equipe tem como objetivo fazer imagens sensíveis de alta resolução de todo o céu do norte, que revelará 15 milhões de fontes de rádio no total. "Imaginem algumas das descobertas que podemos fazer ao longo do caminho. Estou ansioso por isso, "diz Jackson." E entre estes haverá os primeiros buracos negros massivos que se formaram quando o universo era apenas um 'bebê, "com uma idade alguns por cento de sua idade atual, "acrescenta Röttgering.