Az International Centre of Radio Astronomy Research (ICRAR) csillagászai elkészítették a valaha készült legnagyobb alacsony frekvenciás rádiószínes képet a Tejútrendszerről. Ez a lenyűgöző új kép a déli félteke nézőpontjából mutatja be galaxisunkat, feltárva azt a rádióhullámok széles spektrumán, vagyis a rádiófény különböző „színeiben”.
Az új kép jelentősége és létrehozása
A kép lehetőséget ad a csillagászoknak, hogy új módokon tanulmányozzák csillagaink születését, fejlődését és halálát. Silvia Mantovanini, az ICRAR Curtin Egyetemhez tartozó PhD-hallgatója 18 hónapon át, több mint 40 000 órányi számítási időt fordított arra, hogy elkészítse ezt az egyedülálló képet. Ehhez a Pawsey Szuperszámítógép Kutatóközpont szuperszámítógépeit használta, amelyek segítségével feldolgozta és összeállította az adatokat két kiterjedt felmérésből.
A felméréseket a Murchison Widefield Array (MWA) rádiótávcsővel végezték, amely az Inyarrimanha Ilgari Bundara területén található, a CSIRO Murchison Rádiócsillagászati Obszervatóriumban, Wajarri Yamaji földjén Nyugat-Ausztráliában. A két felmérés neve GaLactic and Extragalactic All-sky MWA (GLEAM) és GLEAM-X (GLEAM eXtended) volt. Az elsőt 2013 és 2014 között 28 éjszakán át, míg a másodikat 2018 és 2020 között 113 éjszakán keresztül végezték.
A kép technikai előnyei és részletei
Az új kép, amely kifejezetten saját galaxisunkra fókuszál, kétszeres felbontást, tízszeres érzékenységet és kétszeres lefedettséget kínál az előző, 2019-ben kiadott GLEAM képhez képest. Ez a jelentős előrelépés lehetővé teszi a Tejútrendszer részletesebb és átfogóbb tanulmányozását, rengeteg új adatot és betekintést nyújtva a csillagászok számára.
Silvia Mantovanini
Szupernóva-maradványok és csillagkeletkezési régiók feltérképezése
Mantovanini kutatási területe elsősorban a szupernóva-maradványokra összpontosít – ezek azok a táguló gáz- és energiabuborékok, amelyeket egy csillag robbanása hagy hátra életének végén. Bár eddig több száz ilyen maradványt fedeztek fel, a csillagászok úgy vélik, hogy még több ezer vár felfedezésre.
Az új kép lehetővé teszi számukra, hogy megkülönböztessék az újonnan keletkező csillagokat körülvevő gázt azoktól a maradványoktól, amelyeket elhalt csillagok hagytak maguk után. Ezáltal tisztább mintázatok rajzolódnak ki az univerzum térképén.
Mantovanini megjegyezte: „Jól láthatóak az elrobbant csillagok maradványai nagy piros körök formájában. A kisebb kék területek pedig azok a csillagászati bölcsők, ahol aktívan születnek az új csillagok.”
Pulzárok titkainak feltárása
Az elkészült kép segíthet megfejteni galaxisunk pulzárjainak rejtélyeit is. A pulzárok fényességének mérésével különböző GLEAM-X frekvenciákon keresztül a kutatók mélyebb megértést remélnek arról, hogyan bocsátanak ki ezek az enigmatikus objektumok rádióhullámokat és hol helyezkednek el pontosan galaxisunkban.
A kutatás vezetői és jövőbeli kilátások
Natasha Hurley-Walker egyetemi docens, aki szintén az ICRAR tagja és a GLEAM-X felmérés vezető kutatója hangsúlyozta ennek az eredménynek fontosságát:
„Ez az alacsony frekvenciás kép lehetővé teszi számunkra olyan nagy asztrofizikai struktúrák feltárását galaxisunkban, amelyek magasabb frekvenciákon nehezen lennének megfigyelhetők.”
„Korábban még soha nem publikáltak ilyen teljes alacsony frekvenciás rádióképet a déli galaktikus síkról – ez valódi mérföldkő az asztrofizikában.”
„Csak a világ legnagyobb rádiótávcsöve, az SKA Obszervatórium SKA-Low távcsöve lesz képes túlszárnyalni ezt a képet érzékenységben és felbontásban – amelyet várhatóan egy évtizeden belül fejeznek be ugyancsak Wajarri Yamaji földjén Nyugat-Ausztráliában.””
A felmérések részletei és eredményei
A kutatás során több száz órányi adatgyűjtést végeztek az MWA rádiótávcsővel az Inyarrimanha Ilgari Bundara területén található CSIRO Murchison Rádiócsillagászati Obszervatóriumban. Az ICRAR kutatói lenyűgöző módon mintegy 98 000 rádióforrást katalogizáltak a déli féltekéről látható Galaktikus Síkon.
Ezek között megtalálhatók pulzárok, planetáris ködök, kompakt HII régiók – amelyek sűrű ionizált gázfelhők az űrben –, valamint távoli galaxisok is, amelyek nem tartoznak közvetlenül Tejútrendszerünkhöz.
Következtetés
Ez az újonnan elkészült alacsony frekvenciás rádiókép forradalmi lépést jelent a Tejútrendszer tanulmányozásában. Nemcsak részletesebb képet ad galaxisunk szerkezetéről és folyamatairól, hanem segíti a csillagászokat abban is, hogy jobban megértsék csillagaink életciklusát – születésüktől halálukig.
A kutatás eredményeit bemutató tanulmány megjelent az Publications of the Astronomical Society of Australia (PASA) folyóiratban. Az érdeklődők itt érhetik el: GLEAM-X III: Galactic plane | PASA | Cambridge Core.