Uitgebreid hemelonderzoek vindt meer dan een miljoen nieuwe objecten

In perfecte omstandigheden, met een goed gezichtsvermogen en een heldere, donkere lucht, kan de gemiddelde persoon tussen de 2.500 en 5.000 sterren aan de nachtelijke hemel zien. Voeg een telescoop toe aan de mix en het aantal zichtbare objecten in de lucht explodeert exponentieel.

In 1995 bijvoorbeeld richtte de Hubble-ruimtetelescoop zijn spiegel op een klein stukje lege ruimte - ongeveer 1/12e van de grootte van de maan - en onthulde drieduizend nieuwe objecten waarvan de meeste verre sterrenstelsels waren, die een glimp opleverden van het verleden dat terugging tot het vroege heelal.

De verbazingwekkende implicatie van het Hubble Deep Field-beeld was dat er nog steeds miljarden objecten zijn die nog niet zijn gezien door menselijke ogen (of telescopen). Sindsdien is het proces van het onderzoeken van de diepe ruimte een enorme voortdurende onderneming geweest, waarbij alle beschikbare hulpmiddelen zijn gebruikt, van telescopen voor zichtbaar licht zoals Hubble tot infrarood- en radiotelescopen. In een nieuwe data-dump vorige week heeft een grootschalig radio-hemelonderzoek, LOFAR, meer dan een miljoen nieuwe, nooit eerder geziene objecten aan de nachtelijke hemel onthuld.

Bij de foto: Een 'kwallenstelsel' waarvan materiaal is weggenomen door het dichte medium eromheen. Foto: Ian Roberts/LOFAR

De LOFAR Two-Meter Sky Survey (LOFAR staat voor 'International Low-Frequency Array') (*), is een netwerk van onderling verbonden radiotelescopen in heel Europa. LOFAR begon in 2010 als een nationaal project in Nederland, maar is sindsdien uitgebreid naar meerdere landen.

Er zijn momenteel 48 sensorstations aangesloten op het netwerk, en naar verwachting zullen er in de nabije toekomst meer online komen. Dankzij de unieke mogelijkheden van LOFAR kan het een indrukwekkend groot deel van de nachtelijke hemel onderzoeken en laagfrequente radiosignalen van verre objecten vastleggen. Bij deze frequenties zijn de objecten die LOFAR vindt vaak zeer energetische verre objecten zoals zwarte gaten, sterrenstelsels die barsten van stervorming en explosieve galactische fusies, hoewel het af en toe heldere objecten dichter bij huis vangt, zoals nabije opflakkerende sterren.

Bij de foto: Het Hubble Deep Field uit 1995, dat duizenden verre sterrenstelsels onthulde in een schijnbaar leeg stukje lucht. Foto: Robert Williams (NASA, ESA, STScI)

Misschien wel het meest indrukwekkende deel van het LOFAR-onderzoek is de breedte ervan. Deze release beslaat maar liefst 27 procent van de noordelijke hemel en biedt onderzoekers een schat aan informatie over hoogenergetische objecten in een enorme strook van de ruimte.

Volgens Durham University "vond het onderzoeksteam ongeveer een miljoen objecten die nog nooit eerder met een telescoop zijn gezien en bijna vier miljoen objecten die nieuwe ontdekkingen zijn op radiogolflengten."

In totaal toont de catalogus 4.396.228 radiobronnen uit de regio. Het is een indrukwekkende bron voor astronomen om in te graven, en het is nog maar het begin. Zoals Timothy Shimwell (ASTRON en Universiteit Leiden) uitlegt: “Deze release is slechts 27% van het gehele onderzoek en we verwachten dat dit in de toekomst tot veel meer wetenschappelijke doorbraken zal leiden, waaronder het onderzoeken hoe de grootste structuren in het heelal groeien, hoe zwarte gaten vormen en evolueren, de fysica die de vorming van sterren in verre melkwegstelsels regelt en zelfs de meest spectaculaire fasen in het leven van sterren in ons eigen melkwegstelsel beschrijft."

Bij de foto: De LOFAR ‘superterp’. Een deel van de kern van de verlengde telescoop, nabij Exloo, Nederland. Foto: LOFAR / ASTRON.

Het onderzoek zal de komende maanden zijn catalogus over de noordelijke hemel blijven uitbreiden. Volgens het team is "ons doel nu om de observatietijd die nodig is om het overzicht te vervolledigen veilig te stellen, terwijl we ervoor zorgen dat we de gegevens kunnen verwerken op een manier die de wetenschappelijke mogelijkheden maximaliseert. Daartoe hebben we waarnemingen veiliggesteld die onze dekking zullen uitbreiden tot 85% van het noordelijk halfrond tegen mei 2023.”

In de tussentijd zijn de gegevens voor deze 27% openbaar beschikbaar voor onderzoekers en zullen ze ongetwijfeld enkele opwindende nieuwe ontdekkingen opleveren. Een eerdere LOFAR-release onthulde veel voorheen onbekende fenomenen, waaronder signalen die exoplaneten in een baan om de aarde zouden kunnen vertegenwoordigen; een langzaam draaiende pulsar "die de huidige theorieën die dergelijke objecten beschrijven uitdaagt", "kwallenstelsels" die materiaal afstoten terwijl ze door de ruimte reizen, en uitbarstingen van zwarte gaten.

(*) https://nl.wikipedia.org/wiki/LOFAR

Referentie: T.W. Shimwell, et al. "De LOFAR twee meter luchtonderzoek". Astronomie en astrofysica 659 (2022) A1.

Bron: Universe Today, door Dr. Scott Alan Johnston.
Vertaling: Jan Vyvey