هل تمثل الصورة هذه نجوم في السماء؟

ربما تبدو الصورة أعلاه كصورة عادية للسماء الليلية، ولكن ما تنظرون إليه هو أكثر من مجرد نجوم براقة، فكل نقطة بيضاء من هذه النقاط هي ثقب أسود نشط فائق الكتلة، وكل ثقب أسود من هذه الأثقال يبتلع مادة في قلب مجرة تبعد ملايين السنين الضوئية، وهذا ما جعل تحديد موقعها ممكنًا.

تم إصدار هذه الصورة في عام 2021، وتحتوي على 25 ألفًا من هذه النقاط، وهي أكثر خريطة تفصيلية حتى الآن للثقوب السوداء عند ترددات الراديو المنخفضة، وهو إنجاز استغرق سنوات وتلسكوب إشعاعي بحجم أوروبا لجمعه.

"هذا العمل هو نتيجة العديد من سنوات العمل على بيانات صعبة للغاية، كان علينا اختراع طرق جديدة لتحويل إشارات الراديو إلى صور للسماء"، وفقًا للفلكي فرانشيسكو دي جاسبيرين من جامعة هامبورغ في ألمانيا في فبراير 2021.

عندما تكون الثقوب السوداء في حالة ركود ولا تقوم بأي عمل، فإنها لا تنبعث منها أي إشعاع يمكن اكتشافه، مما يجعل العثور عليها أصعب بكثير.

عندما تتغذى الثقوب السوداء بنشاط - أيّ عندما تقوم بشد المادة من قرص من الغبار والغاز يدور حولها تمامًا كما يدور الماء في مصرف المياه - تولد القوى الشديدة إشعاعًا عبر عدة أطوال موجية يمكننا اكتشافها في جميع أنحاء الفضاء الشاسع.

ما يجعل الصورة أعلاه خاصة جدًا؛ حيث أنها تغطي أطوال الموجات الراديوية الفائقة المنخفضة، كما يتم اكتشافها بواسطة مجموعة LOFAR (LOw Frequency ARray) في أوروبا، وتتكون هذه الشبكة التداخلية من حوالي 20،000 هوائي راديوي، موزعة في 52 موقعًا في جميع أنحاء أوروبا.

حاليًا، تعد LOFAR هي الشبكة الوحيدة لتلسكوب الراديو قادرة على تصوير عميق وذو جودة عالية عند الترددات دون 100 ميغاهرتز، مما يوفر رؤية للسماء لا مثيل لها.

تم إصدار هذه البيانات، التي تغطي 4% من السماء الشمالية، كجزء من خطة الشبكة الطموحة لتصوير السماء الشمالية بأطوال موجية فائقة المنخفضة، وهو مسح سماء LOFAR LBA (LoLSS).

نظرًا لأنه مبني على الأرض، يواجه LOFAR عقبة كبيرة يليها التلسكوبات الفضائية وهي الطبقة اليونية.

وهذا مشكل خاصة بالنسبة للأمواج الراديوية فائقة المنخفضة التردد، التي يمكن أن تعكس إلى الفضاء. في الترددات الأقل من 5 ميغاهرتز، تكون الطبقة اليونية غير شفافة لهذا السبب.

يمكن أن تختلف الترددات التي تخترق الطبقة الأيونية وفقًا للظروف الجوية. للتغلب على هذه المشكلة، استخدم الفريق حواسيب فائقة السرعة تعمل بخوارزميات لتصحيح التداخل الأيوني كل أربع ثوانٍ. خلال 256 ساعة التي نظر فيها LOFAR إلى السماء، كان هذا عددًا كبيرًا من التصحيحات، هذا ما منحنا رؤية واضحة للسماء في الاشعاعات منخفضة التردد