Un astrónomo de la Universidad de Durham, en colaboración con un equipo de científicos internacionales, cartografió más de una cuarta parte del cielo del norte utilizando Low-Frequency Array (LOFAR), un radiotelescopio paneuropeo.

El mapa revela una imagen de radio asombrosamente detallada de más de 4,4 millones de objetos y una imagen muy dinámica de nuestro Universo, que ahora se ha hecho pública por primera vez.

La gran mayoría de estos objetos están a miles de millones de años luz de distancia y son galaxias que albergan enormes agujeros negros o nuevas estrellas que crecen rápidamente. Los objetos más raros que se han descubierto incluyen grupos en colisión de galaxias distantes y estrellas en llamas dentro de la Vía Láctea.

Para producir el mapa, los científicos implementaron algoritmos de procesamiento de datos de última generación en computadoras de alto rendimiento en toda Europa para procesar 3500 horas de observaciones que ocupan 8 petabytes de espacio en disco, el equivalente a aproximadamente 20 000 computadoras portátiles.

Una composición de imagen de radio (LoTSS-DR2) y óptica (telescopio espacial Hubble) de la “galaxia de las medusas” NGC 4858 que vuela a través de un medio denso que está extrayendo material de la galaxia. Crédito: Ian Roberts

Esta publicación de datos, que es con mucho la más grande de LOFAR Two-meter Sky Survey, presenta alrededor de un millón de objetos que nunca antes se habían visto con ningún telescopio y casi cuatro millones de objetos que son nuevos descubrimientos en longitudes de onda de radio.

Este cuásar rojo de aspecto inocuo es uno de los objetos más poderosos del Universo primitivo y se formó dentro de los mil millones de años del Big Bang. Aquí vemos el cuásar como se veía hace 12.900 millones de años cuando su agujero negro central acumulaba material rápidamente y creaba poderosos estallidos que brillan en longitudes de onda de radio. Todavía no entendemos completamente cómo se formaron fuentes tan poderosas tan poco tiempo después del Big Bang. Crédito: Anniek Gloudemans

El astrónomo Timothy Shimwell de ASTRON y la Universidad de Leiden, dijo: “Es muy emocionante trabajar en este proyecto. Cada vez que creamos un mapa, nuestras pantallas se llenan de nuevos descubrimientos y objetos que nunca antes habían sido vistos por ojos humanos. Explorar los fenómenos desconocidos que brillan en el energético Universo de radio es una experiencia increíble y nuestro equipo está encantado de poder publicar estos mapas. Esta publicación es solo el 27 % de toda la encuesta y anticipamos que conducirá a muchos más avances científicos en el futuro, incluido el examen de cómo crecen las estructuras más grandes del Universo, cómo se forman y evolucionan los agujeros negros, la física que rige la formación de estrellas. en galaxias lejanas e incluso detallando las fases más espectaculares de la vida de las estrellas en nuestra propia Galaxia.”’

Una imagen compuesta de radio (LoTSS; rojo) e infrarrojo (WISE; blanco) del cúmulo Coma, que se encuentra a más de 300 millones de años luz de la Tierra y consta de más de 1000 galaxias individuales. La imagen de radio muestra la radiación de partículas altamente energéticas que impregnan el espacio entre las galaxias. Crédito: Annalisa Bonafede

La científica de la Universidad de Durham, la Dra. Leah Morabito, dijo: “Hemos abierto la puerta a nuevos descubrimientos con este proyecto, y el trabajo futuro seguirá estos nuevos descubrimientos con aún más detalle con técnicas, en las que trabajamos aquí en Durham como parte de la colaboración LOFAR-UK, para post-procesar los datos con una resolución 20 veces mejor.”

Imagen compuesta óptica, de rayos X y de radio de la “Galaxia de la Ballena” NGC 4631. En esta galaxia, la formación de estrellas produce gas H๏τ que es visible en rayos X (azul), así como partículas altamente energéticas que giran en espiral en la campo magnético de la galaxia que son visibles en la imagen de radio LoTSS (naranja). Los altos niveles de formación estelar posiblemente se desencadenen por una interacción con una galaxia compañera. Crédito: Volker Heesen y Michael Stein

Esta imagen muestra el universo dinámico de longitud de onda de radio altamente energético. Es una imagen recortada de 9 grados cuadrados de LoTSS-DR2 que muestra una región dominada por las radiogalaxias NGC 315 y NGC 383 pero que contiene alrededor de otras 7000 fuentes astronómicas de radiación de radio. La imagen cubre un área que es 45 veces más grande que la de la luna llena, pero corresponde a solo el 1,5% de la cantidad total de datos publicados en LoTSS-DR2. Esencialmente, todos los objetos que son visibles se encuentran en el Universo distante y son fenómenos poderosos y explosivos, como chorros de radiación de agujeros negros supermasivos y galaxias donde las estrellas se están formando rápidamente. Crédito: Timothy Shimwell

Cada panel en este montaje de alta resolución muestra la radiación de longitud de onda de radio producida cuando chocan dos cúmulos gigantes de 100 a 1000 de galaxias. Estos raros eventos son los más energéticos desde el Big Bang y producen gigantescas ondas de choque y turbulencias que abarcan millones de años luz. El sondeo de cúmulos LoTSS-DR2 ha estudiado 309 cúmulos de galaxias en el estudio más grande de su tipo y ha mejorado nuestra comprensión de estos procesos altamente energéticos. Crédito: Andrea Botteon

Una imagen de radio de composición (LoTSS; violeta), UV (GALEX; amarillo) y rayos X (ROSAT; azul) del remanente de supernova del bucle Cygnus. Esta estructura espectacular en la Vía Láctea es algo que esperamos con ansias en futuras publicaciones de datos de LoTSS, ya que la encuesta ahora está comenzando a explorar nuestra galaxia. Crédito” Jennifer West

Estos datos representan un gran paso adelante en la astrofísica y se pueden utilizar para buscar una amplia gama de señales, como las de planetas o galaxias cercanos hasta señales débiles en el Universo distante.

Cada punto en esta animación muestra la ubicación de un objeto enormemente energético en nuestro Universo. Esto incluye agujeros negros, galaxias con estallidos de formación de estrellas y eventos de fusión explosiva entre algunos de los grupos de galaxias más grandes del Universo. La animación muestra la vista más detallada jamás vista de nuestro Universo de radio según lo revelado por LOFAR. Crédito: Frits Sweijen