Un team internazionale di ricercatori guidati da astronomi dell’Università di Leiden ha prodotto le prime mappe radio nitide dell’Universo a basse frequenze. Grazie a una nuova tecnica di calibrazione, hanno aggirato i disturbi della ionosfera terrestre.
I vantaggi della nuova tecnica di calibrazione
Gli esperti hanno utilizzato il nuovo metodo per studiare i plasmi provenienti da antiche esplosioni di buchi neri. Potenzialmente, la tecnica potrebbe essere utile per trovare esopianeti che orbitano attorno a piccole stelle.
I ricercatori riportano la loro tecnica sulla rivista Nature Astronomy.
La tecnica di calibrazione ha permesso agli astronomi di acquisire per la prima volta immagini radio chiare dell’Universo a frequenze comprese tra 16 e 30 MHz. Si pensava che questo fosse impossibile, perché la ionosfera, a circa 80 chilometri sopra la Terra, interferisce con le osservazioni a queste frequenze.
I ricercatori hanno utilizzato il telescopio LOFAR a Drenthe, nei Paesi Bassi. Questo è attualmente uno dei migliori radiotelescopi a bassa frequenza al mondo. Per testare la tecnica di calibrazione, hanno studiato una serie di ammassi di galassie che in precedenza erano stati studiati in dettaglio solo a frequenze più elevate.
Grazie alle nuove immagini, sembra che l’emissione radio di questi ammassi non sia distribuita uniformemente nell’intero ammasso, ma piuttosto vi sia uno schema a punti: “È come indossare un paio di occhiali per la prima volta e non vedere più sfocato“, ha detto il leader della ricerca Christian Groeneveld dell’Università di Leiden.
La ricerca
La motivazione della ricerca era che alle alte frequenze, intorno ai 150 MHz, molti miglioramenti nella tecnica calibrazione erano già stati fatti negli ultimi anni: “Speravamo di poter estendere questa tecnica anche alle frequenze più basse, al di sotto dei 30 MHz”, ha spiegato l’ideatore, Reinout van Weeren dell’Università di Leiden: “E ci siamo riusciti“.
Al momento i ricercatori stanno elaborando più dati per mappare l’intero cielo settentrionale alle frequenze più basse. Secondo i ricercatori, la nuova tecnica di calibrazione permetterà di studiare fenomeni prima nascosti.
Come già accennato in precedenza, potrebbe essere utilizzata per rilevare esopianeti in orbita attorno a piccole stelle: “C’è, ovviamente, la possibilità che alla fine scopriremo qualcosa di inaspettato”, ha concluso Groeneveld.
Conclusioni
La nuova tecnica di calibrazione fornirà una finestra unica per lo studio di una serie di argomenti astronomici, come l’emissione aurorale da esopianeti, i meccanismi inefficienti di accelerazione dei raggi cosmici e il plasma radio fossile.
La scarsità di studi a bassa frequenza è dovuta principalmente alla grave corruzione ionosferica. La nuova tecnica di calibrazione presentata dai ricercatori corregge la ionosfera nella banda del decametro.
Gli studiosi hanno applicato questo a un’osservazione dal Low-Frequency Array (LOFAR) tra 16 e 30 MHz. L’immagine risultante copre 330 gradi quadrati di cielo con una risoluzione di 45″, raggiungendo una sensibilità di 12 mJy per raggio, che rappresenta un miglioramento di un ordine di grandezza in termini di sensibilità e risoluzione rispetto alle precedenti osservazioni decametriche.
Gli effetti ionosferici residui causano un’ulteriore sfocatura tra 60″ e 100″. I ricercatori hanno identificato quattro fonti di plasma fossile nella regione esaminata. Queste fonti probabilmente ospitano radioplasmi ringiovaniti provenienti da passate esplosioni di nuclei galattici attivi. Tre sono vicino al centro di ammassi di galassie di piccola massa.
In particolare, due di queste sorgenti hanno mostrato l’indice spettrale radio più ripido tra tutte le sorgenti rilevate a 23 MHz. Questo ha indicato che le fonti fossili di plasma costituiscono la popolazione primaria di fonti a spettro ripido a queste frequenze, sottolineando il grande potenziale di scoperta delle osservazioni decametriche da terra.
