Uma equipe internacional de astrônomos liderada por uma especialista da Durham University publicou as imagens mais detalhadas já vistas de galáxias além da nossa.
Eles revelam seu funcionamento interno em detalhes sem precedentes, criados a partir de dados coletados pelo Low Frequency Array (LOFAR), uma rede de mais de 70.000 pequenas antenas espalhadas por nove condados europeus.
Isso segue quase uma década de trabalho da equipe liderada pela Dra. Leah Morabito na Durham University, que foi apoiada no Reino Unido pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC).
O Dra. Morabito disse: “É realmente emocionante ver essas imagens que podemos fazer agora com o LOFAR.
“Nos próximos anos, para meu Projeto de Líderes do Futuro do UKRI em Durham , veremos milhões de galáxias neste tipo de detalhe sem precedentes, e quem sabe que coisas inesperadas encontraremos?
“A nível pessoal, é fantástico ver estas imagens depois de muitos anos de trabalho árduo. Liderar este projeto, onde a maior parte dos avanços foram feitos por alunos numa colaboração internacional, tem sido muito gratificante.”
O universo está inundado de radiação eletromagnética, da qual a luz visível compreende apenas uma fatia mais ínfima.
De raios gama e raios X de comprimento de onda curto a ondas de rádio e microondas de comprimento de onda longo, cada parte do espectro de luz revela algo único sobre o universo.
A rede LOFAR captura imagens em frequências de rádio FM que, ao contrário de fontes de comprimento de onda mais curto como a luz visível, não são bloqueadas pelas nuvens de poeira e gás que podem cobrir objetos astronômicos.
Regiões do espaço que parecem escuras aos nossos olhos, na verdade brilham intensamente em ondas de rádio – permitindo que os astrônomos observem as regiões de formação de estrelas ou o coração das próprias galáxias.
As novas imagens, possíveis devido à natureza internacional da colaboração, ultrapassam os limites do que sabemos sobre galáxias e buracos negros supermassivos.
As imagens revelam o funcionamento interno de galáxias próximas e distantes com uma resolução 20 vezes mais nítida do que as imagens LOFAR típicas. Isso foi possível devido à maneira única como a equipe fez uso do array.
As mais de 70.000 antenas LOFAR estão espalhadas pela Europa, sendo a maioria localizada na Holanda.
Na operação padrão, apenas os sinais de antenas localizadas na Holanda são combinados e cria um telescópio ‘virtual’ com uma ‘lente’ coletora com um diâmetro de 120 km.
Usando os sinais de todas as antenas europeias, a equipe aumentou o diâmetro da ‘lente’ para quase 2.000 km, o que fornece um aumento de vinte vezes na resolução.
Ao contrário das antenas convencionais que combinam vários sinais em tempo real para produzir imagens, o LOFAR usa um novo conceito em que os sinais coletados por cada antena são digitalizados, transportados para o processador central e, em seguida, combinados para criar uma imagem.
Cada imagem LOFAR é o resultado da combinação dos sinais de mais de 70.000 antenas, o que torna possível sua extraordinária resolução.
Buracos negros supermassivos podem ser encontrados à espreita no coração de muitas galáxias e muitos deles são buracos negros “ativos” que devoram a matéria em queda e a expelem de volta para o cosmos como poderosos jatos e saídas de radiação.
Esses jatos são invisíveis a olho nu, mas brilham em ondas de rádio e é neles que as novas imagens de alta resolução se concentraram.
O Dr. Neal Jackson, da Universidade de Manchester, disse: “Essas imagens de alta resolução nos permitem ampliar para ver o que realmente está acontecendo quando buracos negros supermassivos lançam jatos de rádio, o que não era possível antes em frequências próximas ao rádio FM banda.”
O trabalho da equipe é a base de nove estudos científicos que revelam novas informações sobre a estrutura interna dos jatos de rádio em uma variedade de galáxias diferentes.
Mesmo antes de o LOFAR iniciar suas operações em 2012, a equipe europeia de astrônomos começou a trabalhar para enfrentar o desafio colossal de combinar os sinais de mais de 70.000 antenas localizadas a até 2.000 km de distância.
O resultado, um pipeline de processamento de dados disponível ao público, que é descrito em detalhe em um dos artigos científicos, permitirão, que astrônomos de todo o mundo usem o LOFAR para fazer imagens de alta resolução com relativa facilidade.
A Dra. Morabito acrescentou: “Nosso objetivo é que isso permita que a comunidade científica use toda a rede europeia de telescópios LOFAR para sua própria ciência, sem ter que gastar anos para se tornar um especialista”.
A relativa facilidade da experiência para o usuário final desmente a complexidade do desafio computacional que torna cada imagem possível.
Como o LOFAR não apenas ‘tira fotos’ do céu noturno, ele deve juntar os dados coletados por mais de 70.000 antenas, o que é uma enorme tarefa computacional.
Para produzir uma única imagem, mais de 13 terabytes de dados brutos por segundo – o equivalente a mais de trezentos DVDs – devem ser digitalizados, transportados para um processador central e depois combinados.
Frits Sweijen, da Universidade de Leiden, disse: “Para processar volumes de dados tão imensos, temos que usar supercomputadores.
“Isso nos permite transformar os terabytes de informação dessas antenas em apenas alguns gigabytes de dados científicos, em apenas alguns dias.”
Fonte:
https://www.chroniclelive.co.uk/news/north-east-news/most-detailed-images-ever-galaxies-21332108
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