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

قد تبدو الصورة أعلاه كصورة عادية إلى حد ما لسماء الليل ، ولكن ما تنظر إليه هو أكثر خصوصية من مجرد النجوم المتلألئة. كل من تلك النقاط البيضاء عبارة عن ثقب أسود فائق الكتلة نشط.

وكل من هؤلاء الثقوب السوداء يلتهم مادة في قلب مجرة ​​تبعد ملايين السنين الضوئية – هكذا يمكن تحديدها على الإطلاق.

بإجمالي 25000 نقطة من هذا القبيل ، أنشأ علماء الفلك الخريطة الأكثر تفصيلاً حتى الآن للثقوب السوداء عند الترددات الراديوية المنخفضة ، وهو إنجاز استغرق سنوات وتلسكوب راديو بحجم أوروبا لتجميعه.

“هذا هو نتيجة سنوات عديدة من العمل على بيانات صعبة للغاية ،” أوضح عالم الفلك فرانشيسكو دي جاسبرين من جامعة هامبورغ في ألمانيا. “كان علينا ابتكار طرق جديدة لتحويل إشارات الراديو إلى صور للسماء”.

(مسح LOFAR / LOL)

عندما لا تقوم الثقوب السوداء بالكثير من العمل ، فإنها لا تصدر أي إشعاع يمكن اكتشافه ، مما يجعل العثور عليها أكثر صعوبة. عندما يقوم الثقب الأسود بتكوين مادة بشكل نشط – يلفها من قرص من الغبار والغاز الذي يدور حوله مثلما يدور الماء حول الصرف – تولد القوى الشديدة المعنية إشعاعًا عبر أطوال موجية متعددة يمكننا اكتشافها عبر اتساع الفضاء.

ما يجعل الصورة أعلاه مميزة للغاية أنها تغطي أطوال موجات الراديو المنخفضة للغاية ، كما تم الكشف عنها بواسطة LOw Frequency ARray (وعود) في أوروبا. تتكون شبكة قياس التداخل هذه من حوالي 20000 هوائي لاسلكي ، موزعة في 52 موقعًا في جميع أنحاء أوروبا.

حاليًا ، LOFAR هي شبكة التلسكوبات الراديوية الوحيدة القادرة على التصوير العميق عالي الدقة بترددات أقل من 100 ميغا هرتز ، مما يوفر رؤية للسماء لا مثيل لها. إصدار البيانات هذا ، الذي يغطي أربعة في المائة من السماء الشمالية ، هو الأول لخطة الشبكة الطموحة لتصوير السماء الشمالية بأكملها بترددات منخفضة للغاية ، مسح LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).

نظرًا لأنه يعتمد على الأرض ، فإن LOFAR لديه عقبة كبيرة للتغلب على ذلك لا يؤثر على التلسكوبات الفضائية: الأيونوسفير. هذا هو إشكالية خاصة للموجات اللاسلكية ذات التردد المنخفض للغاية، والتي يمكن أن تنعكس مرة أخرى في الفضاء. عند الترددات التي تقل عن 5 ميغا هرتز ، يكون الأيونوسفير معتمًا لهذا السبب.

يمكن أن تختلف الترددات التي تخترق طبقة الأيونوسفير وفقًا للظروف الجوية. للتغلب على هذه المشكلة ، استخدم الفريق حواسيب عملاقة تعمل على خوارزميات لتصحيح تداخل الغلاف المتأين كل أربع ثوان. على مدار الـ 256 ساعة التي حدق فيها LOFAR في السماء ، هناك الكثير من التصحيحات.

هذا ما أعطانا رؤية واضحة لسماء الترددات المنخفضة للغاية.

“بعد سنوات عديدة من تطوير البرمجيات ، إنه لأمر رائع أن نرى أن هذا قد نجح بالفعل ،” قال عالم الفلك هوب روتغيرنج من مرصد ليدن في هولندا.

إن الاضطرار إلى التصحيح من أجل الأيونوسفير له فائدة أخرى أيضًا: فهو سيسمح لعلماء الفلك باستخدام بيانات LoLSS لدراسة الغلاف المتأين نفسه. موجات السفر الأيونوسفيرية ، وميض، ويمكن وصف علاقة الأيونوسفير بالدورات الشمسية بتفصيل أكبر بكثير مع LoLSS. سيسمح هذا للعلماء بتقييد نماذج الأيونوسفير بشكل أفضل.

وسيوفر المسح بيانات جديدة عن جميع أنواع الأجسام والظواهر الفلكية ، بالإضافة إلى الأجسام غير المكتشفة أو غير المكتشفة في المنطقة التي تقل عن 50 ميغا هرتز.

“الإصدار النهائي للمسح سيسهل التقدم عبر مجموعة من مجالات البحث الفلكي ،” كتب الباحثون في ورقتهم.

“[This] سيسمح بدراسة أكثر من مليون طيف راديو منخفض التردد ، مما يوفر رؤى فريدة للنماذج الفيزيائية للمجرات ، والنوى النشطة ، ومجموعات المجرات ، وغيرها من مجالات البحث. تمثل هذه التجربة محاولة فريدة لاستكشاف السماء ذات الترددات المنخفضة للغاية بدقة عالية وعمق زاوي “.

من المقرر نشر النتائج في علم الفلك والفيزياء الفلكية.