Astronomie Ein Sternenhimmel aus über 25.000 supermassiven Schwarzen Löchern
Ein internationales Team der Astronomie hat die größte und schärfste Karte des Himmels im Radiowellenbereich veröffentlicht.
Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung von Juniorprofessor Dr. Francesco de Gasperin von der Universität Hamburg hat die größte und schärfste Karte des Himmels bei ultraniedrigen Radiofrequenzen erstellt. An der Studie beteiligt war Privatdozent Dr. Dominik Bomans vom Astronomischen Institut der RUB. Die am 18. Februar 2021 online vorab in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlichte Karte zeigt mehr als 25.000 aktive supermassive schwarze Löcher in fernen Galaxien.
Wie ein nächtlicher Sternenhimmel
Auf den ersten Blick sieht die Karte aus wie ein Bild des nächtlichen Sternenhimmels. Allerdings basiert sie auf Daten des Radioteleskops „Low Frequency Array“, kurz Lofar und zeigt den Himmel im Radioband.
„Normale Galaxien sind in diesem Frequenzbereich fast unsichtbar, stattdessen dominieren schwarze Löcher das Bild“, erklärt Dominik Bomans. Mit dieser Karte versuchen die Astronomen, Himmelsobjekte zu entdecken, die nur Wellen bei ultratiefen Radiofrequenzen aussenden. Dazu gehören diffuse Materie in der großräumigen Struktur des Universums, verblassende Plasmastrahlen, die von supermassiven Schwarzen Löchern ausgestoßen werden, und Exoplaneten, deren Magnetfelder mit ihren Wirtssternen wechselwirken.
Obwohl sie zu den größten ihrer Art gehört, zeigt die veröffentlichte Karte nur zwei Prozent des Himmels. Die Suche nach diesen exotischen Phänomenen wird noch mehrere Jahre andauern, bis eine Karte des gesamten Nordhimmels fertiggestellt sein wird.
Bis zu sechs Meter lange Wellen
Die von Lofar empfangenen und für diese Arbeit verwendeten Radiowellen sind bis zu sechs Meter lang, was einer Frequenz von etwa 50 Megahertz entspricht. Es sind die längsten Radiowellen, die jemals verwendet wurden, um einen so großen Bereich des Himmels in dieser Tiefe zu beobachten. „Die Karte ist das Ergebnis von vielen Jahren Arbeit an unglaublich schwierigen Daten. Wir mussten neue Strategien erfinden, um die Radiosignale in Bilder des Himmels umzuwandeln, aber wir sind stolz darauf, dieses neue Fenster zu unserem Universum geöffnet zu haben“, sagt Francesco de Gasperin, Wissenschaftler an der Hamburger Sternwarte und Hauptautor der Veröffentlichung.
Dass das Universum bei diesen langen Radiowellenlängen nahezu unerforscht ist, hat einen Grund: Solche Beobachtungen sind sehr anspruchsvoll. Die Ionosphäre, eine Schicht aus freien Elektronen, die die Erde umgibt, wirkt wie eine Linse, die sich ständig über dem Radioteleskop bewegt. Den Effekt der Ionosphäre kann man sich ungefähr so vorstellen wie die Verzerrung, die man sieht, wenn man versucht, die Welt von unter Wasser aus zu betrachten. Wenn man nach oben schaut, lenken die Wellen auf dem Wasser die Lichtstrahlen ab und verzerren die Sicht. Um die Störungen in der Ionosphäre zu berücksichtigen, nutzte das Team Supercomputer und neue Algorithmen, um deren Wirkung alle vier Sekunden im Laufe der 256 Stunden dauernden Beobachtung zu rekonstruieren.
