دانشمندان با امواج رادیویی، دقیق‌ترین و با جزئیات‌ترین تصویر از عمق فضا را طی یک همکاری ۱۰ ساله که شامل جمع آوری داده‌ها توسط ابررایانه‌ها است، به تصویر کشیدند.
وقتی با تلسکوپ به آسمان شب نگاه می‌کنیم، آنچه می‌بینیم تنها بخش کوچکی از اطلاعاتی است که کهکشان‌ها به سوی ما ارسال می‌کنند. تلسکوپ‌های معمولی فقط اطلاعات را در طیف نور مرئی ضبط می‌کنند، اما اجرام آسمانی دائماً امواج گاما، اشعه ایکس، امواج مایکروویو با طول موج بلند و حتی امواج رادیویی در فرکانس اف ام(۸۸ تا ۱۰۸ مگاهرتز) را منتشر می‌کنند.
اکنون دانشمندان در اروپا بر روی اطلاعات ارسال شده در امواج فرکانس رادیویی تمرکز کرده‌اند و توانسته‌اند دقیق‌ترین تصاویر کهکشان‌ها تاکنون را به تصویر بکشند.
برای ضبط این داده‌های فرکانس رادیویی اف‌ام، دانشمندان اروپایی طی یک همکاری، بیش از ۷۰ هزار آنتن رادیویی را در سراسر اروپا قرار داده‌اند. این مجموعه آنتن‌های کم فرکانس(LOFAR) با کابل فیبر نوری به یکدیگر متصل شده و توسط چند ابررایانه پشتیبانی می‌شوند که تمام داده‌ها را خرد کرده و در اصل یک تلسکوپ رادیویی غول پیکر به وسعت سراسر اروپا را تشکیل می‌دهند.
این عملیات با مرکزیت هلند طراحی و ساخته شد و در حال حاضر توسط موسسه رادیو نجوم هلند موسوم به “استرون”(ASTRON) اداره می‌شود. هنگامی که این پروژه طرح‌ریزی شد، محدود به هلند بود و آنتن‌های LOFAR داخل این کشور نصب شدند و قطر عدسی دریافت کننده تلسکوپ در حدود ۱۲۰ کیلومتر در نظر گرفته شده بود.
سپس LOFAR در طول ۱۰ سال فعالیت خود با شرکایی مانند کشورهای فرانسه، آلمان، ایرلند، ایتالیا، لتونی، هلند، لهستان، سوئد و انگلیس قرارداد امضا کرد. این کشورها حداقل یک ایستگاه آنتن LOFAR را در جغرافیای خود نصب کرده‌اند که قطر لنز گیرنده را تا حدود ۲۰۰۰ کیلومتر افزایش می‌دهد. مطابق بیانیه مطبوعاتی “استرون”، این همکاری وضوح تصاویر را ۲۰ برابر افزایش داد.
پردازش تصویر بدین شکل، یک مفهوم جدید نیست و سیگنال‌های آنتن‌های متعدد به طور همزمان برای تولید تصویر پردازش می‌شوند. اما تیم LOFAR از استراتژی متفاوتی استفاده کرد. آنها ابتدا سیگنال‌های دریافتی در هر آنتن را دیجیتالی کردند و سپس تصویر را به یک پردازنده مرکزی ارسال کردند تا تصاویر نهایی را با وضوح بسیار بالا به هم متصل کند.
محققان این پروژه همچنین نحوه پردازش داده‌ها را منتشر کرده‌اند تا سایر محققان بتوانند استراتژی آنها را تکرار کرده و از LOFAR برای برنامه‌های خود استفاده کنند.
محققان از LOFAR برای بررسی کهکشان‌های مختلف استفاده کردند.
از آنجایی که تلسکوپ فضایی “هابل” فاقد حسگر امواج رادیویی است، بنابراین محققان توانستند کهکشان‌هایی را که هابل تصویر آنها را ثبت کرده است، بررسی کرده و اطلاعات بیشتری را با استفاده از امواج رادیویی ارائه دهند.
همچنین ابرسیاه‌چاله‌ها یا همان سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم مورد توجه ویژه این تیم تحقیقاتی بود که جت‌های تابشی را خارج از طیف مرئی و در طیف امواج رادیویی شلیک و قابل مشاهده می‌کرد.
دانشمندان به لطف وضوح بالاتر LOFAR توانستند تصاویر مفصلی از این جت‌ها یا پرتابه‌های ابرسیاه‌چاله‌ها را ثبت کنند.
پردازش این تصاویر آسان نبود. مجموعه بزرگ ۷۰ هزار آنتنی، حجم عظیمی از داده‌ها را تولید کرد. به گفته “فریتس سویاین” از دانشگاه “لیدن”، ابررایانه‌ها برای تولید یک تصویر واحد، ۱۳ ترابیت(۱.۶ گیگابایت) داده در ثانیه، معادل ۳۰۰ دی‌وی‌دی را پردازش کردند.
این پروژه یک دهه‌ای منجر به ۱۱ مقاله تحقیقاتی شده است که در شماره ویژه‌ای از نشریه Astronomy and Astrophysics منتشر شده است.
منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران