De witte vlekken in deze afbeelding zijn geen sterren of sterrenstelsels. Het zijn zwarte gaten: ScienceAlert

Bovenstaande afbeelding lijkt misschien een vrij gewone afbeelding van de nachtelijke hemel, maar waar je naar kijkt is veel specialer dan alleen de fonkelende sterren. Elk van die witte stippen is een actief superzwaar zwart gat.

En elk van die zwarte gaten slokt materiaal op in het hart van een sterrenstelsel op miljoenen lichtjaren afstand – zo kunnen ze ooit worden geïdentificeerd.

Deze afbeelding, uitgebracht in 2021, bevat 25.000 van dergelijke punten. Het is de meest gedetailleerde kaart tot nu toe van zwarte gaten bij lage radiofrequenties, een prestatie die jaren heeft geduurd en een radiotelescoop van Europees formaat in elkaar heeft gezet.

“Dit is het resultaat van jarenlang werk aan extreem moeilijke gegevens”, zei hij. verklaarde astronoom Francesco de Gasperin van de Universiteit van Hamburg in Duitsland in februari 2021.

“We moesten nieuwe manieren bedenken om radiosignalen om te zetten in beelden van de lucht.”

(LOFAR / LOL-scan)

Wanneer zwarte gaten niet veel werk doen, zenden ze geen waarneembare straling uit, waardoor ze veel moeilijker te vinden zijn.

Wanneer een zwart gat actief materie creëert – opgeslagen in een schijf van stof en gas die eromheen wervelt zoals water rond een afvoer wervelt – genereren de intense krachten die daarbij betrokken zijn straling over meerdere golflengten die we in de uitgestrektheid van de ruimte kunnen detecteren.

Wat de bovenstaande afbeelding zo speciaal maakt, is dat het zeer lage radiogolflengten bestrijkt, zoals gedetecteerd door de LOW Frequency ARray (Louvre) in Europa. Dit interferometrienetwerk bestaat uit ongeveer 20.000 radioantennes, verdeeld over 52 locaties in Europa.

Momenteel is LOFAR het enige netwerk van radiotelescopen dat in staat is tot diepe beeldvorming met hoge resolutie bij frequenties onder de 100 megahertz, wat een ongeëvenaard zicht op de hemel biedt.

Deze vrijgave van gegevens, die vier procent van de noordelijke hemel beslaat, was de eerste voor het ambitieuze plan van het netwerk om de hele noordelijke hemel op zeer lage frequenties in beeld te brengen, de LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).

Omdat het op de aarde is gebaseerd, heeft LOFAR één grote hindernis te overwinnen die geen invloed heeft op ruimtetelescopen: de ionosfeer.

Dit is het Vooral problematisch voor zeer laagfrequente radiogolven, die terug in de ruimte kan worden weerspiegeld. Bij frequenties lager dan 5 megahertz is de ionosfeer om deze reden ondoorzichtig.

De frequenties die de ionosfeer binnendringen, kunnen variëren afhankelijk van de atmosferische omstandigheden. Om dit probleem te omzeilen, gebruikte het team supercomputers die algoritmen uitvoeren om elke vier seconden te corrigeren voor ionosferische interferentie. Gedurende de 256 uur dat LOFAR naar de lucht heeft gestaard, zijn er genoeg correcties.

Dit gaf ons een duidelijk zicht op de ELF-lucht.

Na zoveel jaren softwareontwikkeling is het geweldig om te zien dat dit echt werkt. zei astronoom Hope Ruttgering Van de Sterrewacht Leiden in Nederland.

De resultaten worden gepubliceerd in Astronomie en astrofysica.

Een versie van dit artikel is voor het eerst gepubliceerd in februari 2021.