النقاط الصغيرة في هذه الصورة ليست نجومًا أو مجرات. إنها ثقوب سوداء

قد تبدو الصورة أعلاه كصورة عادية لسماء الليل ، لكن ما تراه أكثر خصوصية من النجوم المتلألئة. كل من تلك النقاط البيضاء عبارة عن ثقب أسود فائق الكتلة نشط.

ولكل منهم الثقوب السوداء يبتلع الأشياء في قلب مجرة ​​على بعد ملايين السنين الضوئية – هكذا يمكن تحديدها بدقة.

مع 25000 نقطة مثل هذه ، طور علماء الفلك خريطة مفصلة للغاية للثقوب السوداء عند الترددات الراديوية المنخفضة في أوائل عام 2021 ، والتي استغرقت سنوات عديدة لتجميعها في تلسكوب لاسلكي على مستوى أوروبا.

“إنها نتيجة سنوات من العمل الجاد على بيانات صعبة للغاية.” شرح عالم الفلك فرانشيسكو دي كاسبارين من جامعة هامبورغ في المانيا. “كان علينا إيجاد طرق جديدة لتحويل إشارات الراديو إلى صور للسماء.”

(مسح LOFAR / LOL)

عندما تدور الثقوب السوداء دون أن تفعل الكثير ، فإنها لا تصدر إشعاعات يمكن اكتشافها ، مما يجعل اكتشافها أكثر صعوبة. عندما يقوم الثقب الأسود بتجميع المادة بشكل نشط – يدور حولها من قرص من الغبار والغاز ، فإنه يدور مياه الصرف – تولد القوى الشديدة فيه إشعاعًا على العديد من الأطوال الموجية التي يمكننا اكتشافها في مساحة واسعة.

ما يجعل الصورة أعلاه خاصة جدًا أنها تغطي أطوال موجات راديو منخفضة جدًا تم اكتشافها بواسطة ARray (وعود) في أوروبا. تتكون شبكة قياس التداخل هذه من حوالي 20000 هوائي لاسلكي ويتم توزيعها عبر 52 موقعًا في جميع أنحاء أوروبا.

حاليًا ، LOFAR هي شبكة التلسكوبات الراديوية الوحيدة القادرة على التصوير العميق عالي الوضوح بترددات أقل من 100 ميجاهرتز ، مما يوفر رؤية السماء لا مثيل لها في أي مكان آخر. يُعد إخراج البيانات هذا ، الذي يغطي أربعة في المائة من السماء الشمالية ، أولوية لبرنامج LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS) ، وهو برنامج الشبكة الطموح الذي يلتقط السماء الشمالية بأكملها بترددات منخفضة جدًا.

نظرًا لأنه قائم على الأرض ، يتعين على LOFAR التغلب على حاجز كبير لا يؤثر على التلسكوبات الفضائية: الأيونوسفير. هذه مشكلة خاصة بالنسبة لموجات الراديو منخفضة التردد، والتي يمكن أن تنعكس مرة أخرى في الفضاء. عند الترددات التي تقل عن 5 ميغا هرتز ، يكون الأيونوسفير معتمًا لهذا السبب.

تختلف ترددات الاختراق في طبقة الأيونوسفير باختلاف الظروف الجوية. للتغلب على هذه المشكلة ، استخدم الفريق حواسيب عملاقة تقوم بتشغيل خوارزميات لإصلاح تداخل الأيونوسفير كل أربع ثوان. في الـ 256 ساعة التي حدق فيها لوفار في السماء ، الكثير من التصحيحات.

أعطانا هذا رؤية واضحة للسماء بتردد منخفض جدًا.

“بعد سنوات عديدة من تطوير البرمجيات ، من الرائع أن نرى أنها تعمل بالفعل الآن.” قال عالم الفلك هوب رودجيرنج مختبر ليدن في هولندا.

لضبط الأيونوسفير ميزة أخرى: فهو يسمح لعلماء الفلك باستخدام بيانات LoLSS لدراسة الأيونوسفير نفسه. موجات السفر ، الأيونوسفير التفكير، ويمكن تصنيف علاقة الأيونوسفير مع الدورات الشمسية بمزيد من التفصيل مع LoLSS. سيسمح هذا للعلماء بالتحكم بشكل أفضل في عينات الغلاف الأيوني.

سيوفر المسح الإضافي بيانات جديدة حول جميع أنواع الأجسام والظواهر الفلكية ، بالإضافة إلى الأشياء غير المكتشفة أو المستكشفة في المنطقة التي تقل عن 50 ميجاهرتز.

“الإصدار النهائي للمسح سيسهل التقدم في مختلف مجالات البحث الفلكي.” كتب الباحثون في ورقتهم.

“[This] يوفر رؤى فريدة للنماذج الفيزيائية للمجرات والنوى النشطة والمجرات ومجالات البحث الأخرى ، مما يسمح لك بقراءة ترددات الراديو التي تقل عن مليون. يمثل هذا الاختبار محاولة فريدة لاستكشاف سماء عالية التردد بدقة وعمق بزاوية عالية. “

تم نشر النتائج في علم الفلك وعلم الفلك.

نُشرت نسخة هذه المقالة لأول مرة في فبراير 2021.