Jets, die von einem Schwarzen Loch in Hercules A freigesetzt wurden, gesehen von LOFAR R. Timmerman; LOFAR & Hubble-Weltraumteleskop
Wenn Sie mit Ihrem Teleskop in den Nachthimmel blicken, sehen Sie nur einen kleinen Bruchteil der Informationen, die die Galaxien dorthin aussenden. Normale Teleskope erfassen nur Informationen im sichtbaren Lichtspektrum, aber Himmelskörper senden ständig Gammawellen aus, Röntgenstrahlen, langwellige Mikrowellen und sogar FM-Hochfrequenzwellen 88 - 108 Megahertz. Wissenschaftler in Europa haben sich auf die in Hochfrequenzwellen ausgesendeten Informationen konzentriert und konnten die bisher detaillierteste Bilder von Galaxien.
Um diese FM-Radiofrequenzdaten zu erfassen, hat eine europäische Zusammenarbeit von Wissenschaftlern über 70.000 Funkantennen in ganz Europa ausgelegt. Diese Niederfrequenz-Antennenanordnung LOFAR ist über Glasfaserkabel miteinander verbunden und wird von Supercomputern unterstützt, diemachen die gesamte Datenverarbeitung und stellen im Prinzip ein riesiges Radioteleskop dar, das sich über ganz Europa erstreckt.Mit dem Zentrum in Exloo in den Niederlanden wurde der gesamte Betrieb vom Niederländischen Institut für Radioastronomie, ASTRON . entworfen, gebaut und wird derzeit betriebenBei der Konzeption beschränkte sich das Projekt auf die Niederlande, und die LOFAR-Antennen wurden im Land installiert, wodurch der Durchmesser der Empfangslinse des Teleskops etwa 120 km breit wurde.
Während seiner zehnjährigen Tätigkeit hat LOFAR Partner wie Frankreich, Deutschland, Irland, Italien, Lettland, die Niederlande, Polen, Schweden und das Vereinigte Königreich gewonnen. Diese Länder haben in ihren Regionen mindestens eine LOFAR-Antennenstation installiertErweiterung des Durchmessers der Empfangslinse auf etwa 1200 Meilen 2000 km. Darüber hinaus wurde durch die Zusammenarbeit auch die Auflösung der Bilder um das 20-fache erhöht, heißt es in einer Pressemitteilung von ASTRON.
Arrayed Image Processing ist kein neuartiges Konzept und Signale von mehreren Antennen werden gleichzeitig verarbeitet, um ein Bild zu erzeugen. Das Team von LOFAR verfolgte jedoch eine andere Strategie. Sie digitalisierten zuerst die an jeder Antenne empfangenen Signale und schickten dann das Bild aneinen zentralen Prozessor, um die endgültigen Bilder mit sehr hoher Auflösung zusammenzufügen. Die Forscher haben auch die Datenverarbeitungspipeline veröffentlicht, damit andere Forscher ihre Strategie replizieren und LOFAR für ihre eigenen Anwendungen verwenden können.
Die Forscher verwendeten das LOFAR, um verschiedene Galaxien zu untersuchen. Das Hubble-Weltraumteleskop HST hat keinen Radiowellensensor, daher konnte das Team Galaxien betrachten, die das HST eingefangen hat, und zusätzliche Informationen mithilfe von Radiowellen liefernVon besonderem Interesse für das Team waren supermassive Schwarze Löcher, die Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums auslassen, aber in Radiowellen sichtbar sind. Dank der höheren Auflösung des LOFAR konnten die Wissenschaftler auch detaillierte Bilder dieser Jets aufnehmen.
Die Verarbeitung dieser Bilder war nicht einfach. Die riesige Anordnung von 70.000 Antennen erzeugte riesige Datenmengen. Um ein einzelnes Bild zu erzeugen, verarbeiteten Supercomputer 13 Terabit 1,6 Gigabyte Daten pro Sekunde, das entspricht 300 DVDs in Daten, die dieWissenschaftler könnten es in nur wenigen Tagen nutzen, sagte Frits Sweijen von der Universität Leiden, einem Partner des LOFAR-Projekts.
Die jahrzehntelange Arbeit gipfelte in 11 Forschungsarbeiten, die in einer Sonderausgabe von veröffentlicht wurdenAstronomie und Astrophysik.