Immagini astronomiche ad altissima risoluzione ottenute utilizzando l’intera rete LoFar

La galassia Hercules A
La galassia Hercules A

Una serie di dieci articoli in pubblicazione sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” riporta i risultati dell’attività della rete LoFar con le sue 70.000 antenne con dettagli mai visti di varie galassie a frequenze radio. Un team di astronomi che include vari ricercatori dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e dell’Università di Bologna ha pubblicato questi risultati costituiti da immagini astronomiche ottenute sfruttando al meglio le capacità della rete LoFar. Ciò ha permesso di ottenere immagini venti volte più nitide delle precedenti generate da LoFar.

La radioastronomia ha compiuto passi da gigante anche grazie all’utilizzo di reti di antenne che lavorano assieme come se si trattasse di un unico radiotelescopio di dimensioni che possono essere davvero enormi. L’approccio a questa tecnica, chiamata interferometria, consiste normalmente nel mettere assieme i segnali delle varie antenne in tempo reale. Tuttavia, è anche possibile inviare i segnali raccolti da ogni singola antenna a un supercomputer che li elabora e li combina per creare un’immagine. Ci sono casi speciali come l’Event Horizon Telescope, che combina le osservazioni di diversi radiotelescopi sparsi per il mondo, ma per LoFar quest’approccio è stato scelto per tutte le sue operazioni.

Nelle operazioni standard, vengono utilizzate le antenne presenti in Olanda, che costituiscono la maggior parte della rete. Ciò significa usare un radiotelescopio virtuale con un diametro di circa 120 chilometri. Quando vengono utilizzate tutte le antenne, il radiotelescopio virtuale ha un diametro di quasi 2.000 chilometri e ciò aumenta la risoluzione delle immagini di quasi 20 volte.

Le immagini ottenute utilizzando tutte le antenne di LoFar hanno permeso di cogliere dettagli mai visti a frequenze radio di varie galassie. L’immagine in alto (R. Timmerman; LoFar & Hubble Space Telescope) mostra la galassia Hercules A con i grandi lobi creati dall’attività di un buco nero supermassiccio al suo centro. Le nuove osservazioni condotte con l’intera rete LoFar hanno permesso di scoprire che i getti emessi dal buco nero diventano più forti o più deboli nell’arco di alcune centinaia di migliaia di anni. Quella variabilità è alla base delle strutture visibili nei lobi giganti.

L’immagine in basso (Dall’alto a sinistra: N. Ramírez-Olivencia et el. [radio]; NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University), edited by R. Cumming [optical], C. Groeneveld, R. Timmerman; LOFAR & Hubble Space Telescope,. Kukreti; LOFAR & Sloan Digital Sky Survey, A. Kappes, F. Sweijen; LOFAR & DESI Legacy Imaging Survey, S. Badole; NASA, ESA & L. Calcada, Graphics: W.L. Williams.) mostra una serie di immagini che combinano osservazioni condotte con la rete LoFar con altre condotte con altri strumenti.

La combinazione di vari strumenti che rilevano emissioni in diverse bande dello spettro elettromagnetico è diventata comune negli studi astronomici. I radiotelescopi sono utilissimi perché le onde radio sono tra le poche emissioni che passano attraverso nubi di polveri e gas perciò possono completare in modo eccellente altre osservazioni in altre bande. LoFar è già stato usato per studiare regioni di formazione stellare e aree attorno a buchi neri supermassicci, dove la sensibilità dell’intera rete può offrire dettagli preziosi per gli astronomi.

Il team di LoFar ha reso pubblici gli algoritmi utilizzati per l’elaborazione dei dati per permettere ad altri team di ricercatori di utilizzare la rete avendo a disposizione anche gli strumenti software necessari. Le tecnologie sviluppate per LoFar verranno implementate anche nel radiotelescopio di nuova generazione SKA. Nel frattempo, LoFar, con la sua vasta rete di antenne a basso costo, sta già mostrando grandi risultati.

Varie immagini astronomiche che combinano la rete LoFar con altri strumenti

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