A imagem acima pode parecer uma imagem razoavelmente normal do céu noturno, mas o que você está vendo é muito mais especial do que apenas estrelas cintilantes. Cada um desses pontos brancos é um buraco negro supermassivo ativo.
E cada um desses buracos negros está devorando material no coração de uma galáxia a milhões de anos-luz de distância – é assim que eles podem ser identificados.
Totalizando 25.000 desses pontos, os astrônomos criaram o mapa mais detalhado até hoje de buracos negros em baixas frequências de rádio, uma conquista que levou anos e um radiotelescópio do tamanho da Europa para compilar.
“Este é o resultado de muitos anos de trabalho em dados incrivelmente difíceis”, explicou o astrônomo Francesco de Gasperin, da Universidade de Hamburgo, na Alemanha. “Tivemos que inventar novos métodos para converter os sinais de rádio em imagens do céu.”
Quando não estão fazendo muito, os buracos negros não emitem nenhuma radiação detectável, tornando-os muito mais difíceis de encontrar. Quando um buraco negro está acumulando material ativamente – enrolando-o de um disco de poeira e gás que o circunda da mesma forma que a água circunda um ralo – as intensas forças envolvidas geram radiação em vários comprimentos de onda que podemos detectar na vastidão do espaço.
O que torna a imagem acima tão especial é que ela cobre os comprimentos de onda de rádio ultrabaixo, conforme detectado pelo LOw Frequency ARray (LOFAR) na Europa. Esta rede interferométrica consiste em cerca de 20.000 antenas de rádio, distribuídas por 52 locais em toda a Europa.
Atualmente, o LOFAR é a única rede de radiotelescópios capaz de imagens profundas e de alta resolução em frequências abaixo de 100 megahertz, oferecendo uma visão do céu como nenhuma outra. Este lançamento de dados, cobrindo quatro por cento do céu do Norte, é o primeiro para o ambicioso plano da rede de imagens de todo o céu do Norte em frequências ultrabaixas, o LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Por ser baseado na Terra, o LOFAR tem um obstáculo significativo a superar que não aflige os telescópios baseados no espaço: a ionosfera. Isso é particularmente problemático para ondas de rádio de frequência ultrabaixa, que podem ser refletidas de volta para o espaço. Em frequências abaixo de 5 megahertz, a ionosfera é opaca por esse motivo.
As frequências que penetram na ionosfera podem variar de acordo com as condições atmosféricas. Para superar esse problema, a equipe usou supercomputadores executando algoritmos para corrigir a interferência ionosférica a cada quatro segundos. Durante as 256 horas que LOFAR olhou para o céu, isso é um monte de correções.
Isso é o que nos deu uma visão tão clara do céu de ultrabaixa freqüência.
“Depois de muitos anos de desenvolvimento de software, é maravilhoso ver que agora realmente funcionou”, disse o astrônomo Huub Röttgering, do Observatório Leiden, na Holanda.
Ter que corrigir para a ionosfera também tem outro benefício: permitirá que os astrônomos usem dados LoLSS para estudar a própria ionosfera. Ondas itinerantes ionosféricas, cintilações e a relação da ionosfera com os ciclos solares podem ser caracterizados em muito mais detalhes com o LoLSS. Isso permitirá aos cientistas restringir melhor os modelos ionosféricos.
E a pesquisa fornecerá novos dados sobre todos os tipos de objetos e fenômenos astronômicos, bem como objetos possivelmente não descobertos ou inexplorados na região abaixo de 50 megahertz.
“O lançamento final da pesquisa facilitará os avanços em uma série de áreas de pesquisa astronômica”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.
“[Isso] permitirá o estudo de mais de 1 milhão de espectros de rádio de baixa frequência, fornecendo insights únicos sobre modelos físicos para galáxias, núcleos ativos, aglomerados de galáxias e outros campos de pesquisa. Este experimento representa uma tentativa única de explorar o céu de frequência ultrabaixa em alta resolução e profundidade angular. “
Publicado em 22/02/2021 11h57
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