Struktur quasar yang jauh terbuka

Gambar beresolusi tinggi pertama dengan teleskop radio LOFAR berhasil

Gambar radio quasar 3C 196 pada panjang gelombang 4 - 10 m (frekuensi: 30 - 80 MHz). Kiri: Data secara eksklusif dari stasiun LOFAR Belanda. Resolusi tidak cukup untuk identifikasi substruktur. Kanan: Bagian yang diperbesar dari area gambar pusat, termasuk stasiun LOFAR Jerman. Resolusi gambar adalah sekitar 10 kali lebih tinggi dan menunjukkan untuk pertama kalinya sejumlah detail dalam rentang panjang gelombang ini. Warna-warna itu sesuai dengan apa yang bisa dilihat mata manusia jika peka terhadap panjang gelombang yang 10 juta kali lebih besar daripada warna cahaya tampak. © Olaf Wucknitz / Universitas Bonn
membacakan

Dengan teleskop radio LOFAR (LOw Frequency Arrays), tim ilmuwan internasional telah berhasil mendapatkan gambar resolusi tinggi pertama dari quasar jauh untuk gelombang radio dalam jangkauan meter. Rentang panjang gelombang ini sebelumnya tidak dapat diakses untuk pengukuran terperinci seperti itu, karena teleskop radio ini harus disambungkan bersama dalam jarak yang saling menguntungkan.

Rekaman baru dari struktur terperinci dari quasar 3C 196 antara panjang gelombang empat dan sepuluh meter sudah dapat direalisasikan dengan sebagian kecil stasiun dari jaringan LOFAR yang lengkap. Nantinya akan menjangkau wilayah Eropa yang luas.

Pengukuran tes pertama

Institut Max Planck untuk Astronomi Radio (Bonn) dan Institut Max Planck untuk Astrofisika (Garching) mengoperasikan stasiun Teleskop LOFAR Eropa, yang dikoordinasikan oleh Institut Astronomi Radio Belanda, ASTRON. Setelah pengukuran pengujian dengan antena LOFAR individual, delapan stasiun LOFAR sekarang dapat dihubungkan untuk pengukuran umum untuk pertama kalinya. Untuk tujuan ini, lima stasiun LOFAR di Belanda dihubungkan dengan tiga stasiun di Jerman, yaitu Effelsberg di dekat Bonn, Tautenburg di dekat Jena dan Unterweilbach di dekat Munich. Semua antena disejajarkan dengan Quasar 3C 196, sumber radio yang kuat beberapa miliar tahun cahaya.

"Kami memilih objek ini untuk pengukuran pengujian pertama kami karena kami tahu strukturnya dari pengamatan resolusi tinggi pada panjang gelombang yang lebih pendek, " kata Olaf Wucknitz dari Institut Astronomi Astronomi Argelander (AIfA) di Universitas Bonn. "Tujuannya awalnya bukan untuk menemukan sesuatu yang baru, tetapi untuk mengidentifikasi struktur yang sama atau setidaknya serupa bahkan pada panjang gelombang yang sangat panjang untuk mengkonfirmasi bahwa instrumen baru bekerja dengan sangat baik. Tanpa stasiun Jerman kami hanya melihat tempat yang kabur tanpa substruktur. Tapi begitu kita menambahkan garis dasar yang panjang, semua detail terbuka. "

Para peneliti sedang membuka jalan baru

Pengamatan radio tentang langit dalam kisaran panjang gelombang yang dicakup oleh LOFAR tidak sepenuhnya baru. Sebenarnya, para perintis astronomi radio mulai di daerah ini pada 1930-an. Namun, mereka hanya mampu membuat peta langit yang cukup kasar dan untuk menentukan posisi dan intensitas radiasi objek individu. pameran

"Kami sekarang kembali ke rentang panjang gelombang yang lama diabaikan, " kata Michael Garrett dari ASTRON. Tapi sekarang kita dapat mendeteksi objek yang jauh lebih lemah dan, yang lebih penting, menyelesaikan detail halus. Ini membuka berbagai peluang baru untuk penelitian. Dan Wucknitz menambahkan: BANYAK resolusi tinggi dan sensitivitas tinggi LOFAR berarti bahwa kami benar-benar membuka jalan baru; analisis data juga memakan waktu. Kami harus mengembangkan serangkaian teknik analisis yang sama sekali baru. Namun demikian, pembuatan gambar-gambar tersebut dilakukan dengan sangat baik. Kualitas data luar biasa

Lensa gravitasi dalam pemandangan

Langkah selanjutnya untuk Wucknitz adalah menggunakan LOFAR untuk penyelidikan yang disebut lensa gravitasi, di mana cahaya benda jauh terdistorsi oleh akumulasi massa besar. Resolusi tinggi diperlukan untuk membedakan struktur individu. Itu tidak akan mungkin terjadi tanpa stasiun LOFAR internasional.

Resolusi sudut dari sebuah jaringan teleskop radio, yaitu perluasan dari struktur terkecil yang dapat diselesaikan dan dibedakan, tergantung langsung pada jarak antara masing-masing teleskop. Semakin besar garis dasar sehubungan dengan panjang gelombang radiasi yang diamati, semakin baik resolusi yang dicapai. Saat ini, stasiun LOFAR Jerman berkontribusi pada baseline utama pertama untuk seluruh jaringan dan meningkatkan resolusi dengan faktor 10 dibandingkan penggunaan hanya stasiun Belanda.

Sinyal dari masa awal jagat raya di lintasan

"Kami ingin menggunakan LOFAR untuk mencari sinyal dari masa awal Semesta, " kata Benedetta Ciardi dari Institut Max Planck untuk Astrofisika (MPA) di Garching. Karena saya berasal dari astrofisika teoretis sendiri, saya tidak pernah berpikir bahwa saya dapat menemukan gambar radio yang begitu menarik. Tetapi hasil baru sudah menarik

Peningkatan lebih lanjut harus segera dicapai dengan pengamatan pada panjang gelombang yang lebih pendek, yang dapat meningkatkan resolusi dengan faktor 4, kata para peneliti. Selain itu, kualitas gambar akan meningkat secara signifikan dengan menambahkan lebih banyak stasiun LOFAR. Gambar quasar 3C 196 hanyalah langkah pertama, meskipun penting.

Dalam perjalanan ke jaringan yang sudah selesai

"Kualitas gambar dari jaringan yang sudah jadi akan sangat tergantung pada keseragaman yang luas wilayah Eropa dapat dicakup dengan stasiun LOFAR individu" Anton, kata Anton Zensus dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi (MPIfR). Stasiun Jerman sudah memberikan kontribusi yang tak ternilai bagi jaringan internasional. Tetapi apa yang masih bisa kami lakukan dengan baik adalah stasiun di Jerman utara, yang dengannya kami akan menutup jarak antara stasiun kami saat ini dan stasiun teman Belanda kami. Itu akan secara signifikan meningkatkan kualitas gambar lagi

(Institut Astronomi Argelander, Universitas Bonn / Institut Astronomi Radio Max Planck, 02.06.2010 - DLO)