Una nuova mappa dell’universo mostra 4,4 milioni di galassie

Gli astronomi creano costantemente mappe dell’universo che stupiscono e allo stesso tempo impressionano. Queste mappe non sono solo piacevoli da guardare, ma offrono anche approfondimenti sui nostri sistemi planetari e oltre.

Ora, utilizzando il Low-Frequency Array (LOFAR), un radiotelescopio paneuropeo, i ricercatori dell’Università di Durham, con l’aiuto di un team di scienziati internazionali, hanno mappato più di un quarto del cielo settentrionale, secondo una dichiarazione rilasciata dall’istituto.

La nuova mappa rivela circa un milione di oggetti mai visti prima con nessun telescopio e quasi quattro milioni di oggetti che sono nuove scoperte a lunghezze d’onda radio.

Una nuova mappa dell’universo

“È così eccitante lavorare su questo progetto. Ogni volta che creiamo una mappa, i nostri schermi si riempiono di nuove scoperte e oggetti che non sono mai stati visti prima dagli occhi umani. Esplorare i fenomeni sconosciuti che brillano nell’energico universo radiofonico è un’esperienza così incredibile e il nostro team è entusiasta di poter condividere queste mappe pubblicamente”, ha affermato l’astronomo Timothy Shimwell dell’ASTRON e dell’Università di Leiden.

La mappa mostra più di 4,4 milioni di oggetti, la stragrande maggioranza dei quali si trova a miliardi di anni luce di distanza. Questi maestosi oggetti celesti tendono ad essere o galassie che ospitano enormi buchi neri o sono nuove stelle in rapida crescita.

20.000 computer portatili di dati

Ci sono anche alcuni gruppi in collisione di galassie lontane e stelle fiammeggianti. Per ottenere le loro immagini, i ricercatori hanno dovuto analizzare 3.500 ore di dati che costituiscono 8 petabyte di spazio su disco (questo equivale a circa 20.000 laptop). E in realtà ci sono anche più osservazioni su cui passare.

“Questa versione rappresenta solo il 27% dell’intero sondaggio e prevediamo che porterà a molte altre scoperte scientifiche in futuro, incluso l’esame di come crescono le strutture più grandi dell’Universo, come si formano ed evolvono i buchi neri, la fisica che governa la formazione di stelle in galassie lontane e persino i dettagli delle fasi più spettacolari della vita delle stelle nella nostra stessa Galassia”, ha concluso Shimwell.

Astratto:

“In questo rilascio di dati dall’indagine sul cielo a due metri LOW-Frequency ARray (LOFAR) in corso presentiamo immagini a 120–168 MHz che coprono il 27% del cielo settentrionale. La nostra copertura è suddivisa in due regioni centrate a circa 12h45m +44◦300 e 1h00m +28◦000 e che coprono rispettivamente 4178 e 1457 gradi quadrati.

Le immagini sono state derivate da 3451 h (7,6 PB) di dati LOFAR High Band Antenna che sono stati corretti per le proprietà strumentali indipendenti dalla direzione e per le distorsioni ionosferiche dipendenti dalla direzione durante l’elaborazione dei dati estesa, ma completamente automatizzata. Un catalogo di 4 396 228 radiosorgenti è derivato dalle nostre mappe di intensità totale (Stokes I), dove la maggior parte di queste non è mai stata rilevata prima a lunghezze d’onda radio.

Con una risoluzione di 600, la nostra mappa del continuo Stokes I a larghezza di banda completa con una frequenza centrale di 144 MHz ha: una sensibilità rms mediana di 83 µJy fascio−1; una precisione della scala della densità di flusso di circa il 10%; una precisione astrometrica di 0,200; e stimiamo che la completezza della sorgente puntiforme sia del 90% a una luminosità di picco di 0,8 mJy fascio−1.

Creando tre immagini di larghezza di banda di 16 MHz, attraverso la banda siamo in grado di misurare l’indice spettrale in banda di molte sorgenti, anche se con un errore sull’indice spettrale derivato di >±0,2 che è una conseguenza della nostra precisione della scala di densità di flusso e piccola frazione larghezza di banda.

Le nostre immagini continue di polarizzazione circolare (Stokes V) 2000 con risoluzione 120–168 MHz hanno una sensibilità rms mediana di 95 µJy beam−1 e stimiamo una dispersione da Stokes I a Stokes V dello 0,056%. I nostri cubi immagine a polarizzazione lineare (Stokes Q e Stokes U) sono costituiti da piani larghi 480 × 97,6 kHz e hanno una sensibilità efficace mediana per piano di 10. 8 mJy fascio-1 a 40 e 2,2 mJy fascio-1 a 2000; stimiamo che la perdita da Stokes I a Stokes Q/U sia di circa lo 0,2%.

Qui caratterizziamo e pubblichiamo pubblicamente le nostre immagini Stokes I, Q, U e V oltre ai dati UV calibrati per facilitare lo sfruttamento scientifico completo di questo set di dati unico”.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics.