Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit Leiden heeft een ongekende radio-opname van de kosmos gemaakt. Met behulp van het LOFAR-netwerk is een beeld gecreëerd dat zowel dieper als scherper is dan alle voorgaande waarnemingen op lage radiofrequenties.
Astronomen hebben zich voor dit project gericht op een specifiek gebied in de noordelijke hemel, bekend als ELAIS-N1 (European Large-Area ISO Survey-North 1). Deze regio is bijzonder waardevol voor wetenschappelijk onderzoek omdat er zeer weinig sterren, gas of galactisch stof aanwezig is. Volgens berichtgeving van universetoday.com maakt deze eigenschap het gebied uitermate geschikt voor diepgaande studies over het verre universum met behulp van verschillende golflengten.
Technologische sprong in resolutie
De nieuwe afbeelding markeert een significante verbetering ten opzichte van eerdere waarnemingen. De resolutie is maar liefst twintig keer hoger dan bij de vorige LOFAR-beelden. Deze vooruitgang is mogelijk gemaakt door moderne interferometrie, een techniek waarbij signalen van meerdere telescopen worden gecombineerd om één enkel, scherper beeld te genereren.
De schaal van het project is enorm. De uiteindelijke afbeelding bestaat uit 8 miljard pixels en is het resultaat van 200 uur aan observaties. In totaal is er een hoeveelheid data van 400 terabytes gegenereerd. Enkele jaren geleden was het technisch onmogelijk om dergelijke enorme hoeveelheden data met een zo hoge resolutie te verwerken, aldus de rapportage van .
De rol van het Spider-platform
Een cruciale factor in het succes van dit onderzoek is de ontwikkeling van het Spider-platform. Dit hoogwaardige systeem voor gegevensverwerking is ontwikkeld door onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON) en hun partners. Dankzij Spider en verbeterde methoden voor kalibratie en datareductie is de verwerkingstijd van de gegevens met een factor tien verkort.
Jurjen de Jong, postdoctoraal onderzoeker bij het Leiden Observatorium en ASTRON en leider van het onderzoek, verklaarde dat de volledige dataset in slechts enkele maanden kon worden verwerkt op het Spider-platform, dat wordt gehost bij SURF in Nederland, zoals vermeld door .
Wetenschappelijke ontdekkingen
Het resulterende beeld bevat ongeveer 63.000 radiobronnen. Hieronder vallen onder andere sterstelsels waarin sterren worden gevormd en quasars. Vooral de Active Galactic Nuclei (AGN), oftewel quasars, zijn dominant aanwezig in de opname. Dit zijn de heldere centra van sterrenstelsels die worden aangedreven door superma.
Door de hoge gevoeligheid van de LOw Frequency ARray (LOFAR) zijn bovendien talrijke filamenten zichtbaar die radio-stelsels omringen, met name in de nabijheid van clusters van sterrenstelsels. De onderzoekers konden hierdoor gedetailleerde inzichten verkrijgen in de morfologie en de spectrale kenmerken van deze structuren. Het combineren van observaties met een lage frequentie en een hoge resolutie was essentieel om deze complexe structuren in kaart te brengen, meldt .
De kern van het LOFAR-telescoopnetwerk bevindt zich nabij Exloo in Nederland. De combinatie van deze infrastructuur en de nieuwe rekenkracht stelt astronomen nu in staat om dieper in de geschiedenis van het universum te kijken dan ooit tevoren via lage radiofrequenties, zoals beschreven in de publicatie van .