Os pequenos pontos nesta imagem não são estrelas ou galáxias. São buracos negros

A imagem acima pode parecer uma imagem bastante comum do céu noturno, mas o que você está vendo é mais especial do que apenas as estrelas cintilantes. Cada um desses pontos brancos é um buraco negro supermassivo ativo.

E todos aqueles buracos negros Ele devora matéria no coração de uma galáxia a milhões de anos-luz de distância – é assim que poderia ser determinado.

Totalizando 25.000 desses pontos, os astrônomos criaram o mapa mais detalhado de buracos negros em baixas frequências de rádio no início de 2021, um feito que levou anos e um radiotelescópio do tamanho da Europa para ser montado.

“Este é o resultado de muitos anos de trabalho com dados extremamente difíceis”, disse ele. O astrônomo Francesco de Gasperin explicou da Universidade de Hamburgo, na Alemanha. “Tivemos que conceber novas maneiras de converter sinais de rádio em imagens do céu.”

(Varredura LOFAR / LOL)

Quando os buracos negros não funcionam muito, eles não emitem nenhuma radiação detectável, o que os torna ainda mais difíceis de serem encontrados. Quando um buraco negro está criando matéria ativamente – ele o envolve a partir de um disco de poeira e gás que gira em torno dele como a água orbita um ralo – as intensas forças envolvidas geram radiação em vários comprimentos de onda que podemos detectar na vastidão do espaço.

O que torna a imagem acima tão especial é que ela cobre comprimentos de onda de rádio extremamente baixos, conforme detectado pelo LOw Frequency ARray (promessas) na Europa. Esta rede de interferometria consiste em aproximadamente 20.000 antenas de rádio, distribuídas em 52 localidades pela Europa.

Atualmente, o LOFAR é a única rede de radiotelescópios capaz de fazer imagens profundas de alta resolução em frequências abaixo de 100 MHz, proporcionando uma visão incomparável do céu. Este lançamento de dados, cobrindo quatro por cento do céu do norte, foi o primeiro para o ambicioso plano da rede de imagens de todo o céu do norte em frequências extremamente baixas, o LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).

Por ser baseado em solo, o LOFAR tem um grande obstáculo a superar que não afeta os telescópios espaciais: a ionosfera. Isto é Especialmente problemático para ondas de rádio de frequência ultrabaixa, que pode ser refletido de volta no espaço. Em frequências abaixo de 5 MHz, a ionosfera é opaca por esse motivo.

As frequências que penetram na ionosfera podem variar de acordo com as condições atmosféricas. Para contornar esse problema, a equipe usou supercomputadores que executam algoritmos para corrigir a interferência ionosférica a cada quatro segundos. Ao longo das 256 horas que LOFAR olhou para o céu, há muitas correções.

Isso nos deu uma visão clara do céu em frequências muito baixas.

“Depois de tantos anos de desenvolvimento de software, é ótimo ver que isso realmente funcionou”, A astrônoma Hope Rutgering disse: Do Observatório de Leiden, na Holanda.

Ter que corrigir para a ionosfera também tem outro benefício: permitiria aos astrônomos usar dados LoLSS para estudar a própria ionosfera. ondas de viagem ionosférica, instantâneo, e a relação da ionosfera com os ciclos solares pode ser descrita em muito mais detalhes com LoLSS. Isso permitirá aos cientistas restringir melhor os modelos da ionosfera.

A pesquisa fornecerá novos dados sobre todos os tipos de objetos e fenômenos astronômicos, bem como objetos não descobertos ou detectados na região abaixo de 50 megahertz.

“A versão final da pesquisa facilitará o progresso em uma série de áreas da pesquisa astronômica,” Os pesquisadores escreveram em seu artigo.

“[This] Ele permitirá o estudo de mais de 1 milhão de espectro de rádio de baixa frequência, fornecendo uma visão única dos modelos físicos de galáxias, núcleos ativos, aglomerados de galáxias e outras áreas de pesquisa. Este experimento representa uma tentativa única de explorar o céu de frequência ultrabaixa com alta resolução e profundidade angular. ”

Os resultados foram publicados em Astronomia e astrofísica.

Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em fevereiro de 2021.