巨型無(wú)線電地圖以全新的視角揭示了我們的銀河系

銀河系是一個(gè)豐富而復(fù)雜的環(huán)境。我們將它視為一條橫跨夜空的發(fā)光線，由無(wú)數(shù)星星組成。

但這只是可見(jiàn)光。以其他方式觀察天空，例如通過(guò)無(wú)線電波，可以提供更微妙的場(chǎng)景——充滿帶電粒子和磁場(chǎng)。

幾十年來(lái)，天文學(xué)家一直使用射電望遠(yuǎn)鏡來(lái)探索我們的銀河系。通過(guò)研究銀河系中天體的性質(zhì)，我們可以更好地了解它的演化和組成。

相關(guān)：宇宙最大地圖已經(jīng)到來(lái)，你可以以前所未有的方式觀星

我們的研究，今天發(fā)表于澳大利亞天文學(xué)會(huì)出版物，為我們銀河系的銀河平面結(jié)構(gòu)提供了新的見(jiàn)解。

觀察整個(gè)天空

為了揭示射電天空，我們使用了默奇森寬場(chǎng)陣列，這是一臺(tái)位于澳大利亞內(nèi)陸的射電望遠(yuǎn)鏡，由分布在數(shù)平方公里的 4,096 根天線組成。該陣列一次觀測(cè)天空的廣闊區(qū)域，使其能夠快速繪制星系地圖。

2013 年至 2015 年間，該陣列被用于觀測(cè)整個(gè)南半球天空，用于 GaLactic 和河外全天 MWA（或 GLEAM）調(diào)查。這項(xiàng)調(diào)查涵蓋了廣泛的無(wú)線電波頻率。

GLEAM 的廣泛頻率覆蓋范圍為第一張?zhí)炜盏摹盁o(wú)線電彩色”地圖，包括銀河系本身。它揭示了星系盤(pán)的漫射光芒，以及數(shù)千個(gè)遙遠(yuǎn)的星系和恒星出生和死亡的區(qū)域。

隨著 2018 年陣列的升級(jí)，我們以更高的分辨率和靈敏度觀測(cè)了天空，從而產(chǎn)生了 GLEAM-eXtended 巡天 （GLEAM-X）。

兩次調(diào)查之間的最大區(qū)別在于，GLEAM 可以檢測(cè)到大局，但不能檢測(cè)到細(xì)節(jié)，而 GLEAM-X 可以看到細(xì)節(jié)，但不能檢測(cè)到大局。

美麗的馬賽克

為了捕捉這兩種情況，我們的團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為圖像域網(wǎng)格的新成像技術(shù)。我們將數(shù)千次 GLEAM 和 GLEAM-X 觀測(cè)結(jié)果結(jié)合起來(lái)，形成了一個(gè)巨大的銀河系馬賽克。

由于這兩次調(diào)查在不同時(shí)間觀測(cè)到天空，因此校正電離層扭曲（由地球高層大氣不規(guī)則引起的無(wú)線電波變化）非常重要。否則，這些失真會(huì)在觀測(cè)之間改變?cè)吹奈恢谩?/p>

該算法應(yīng)用這些校正，平滑地對(duì)齊和堆疊來(lái)自不同夜晚的數(shù)據(jù)。這在西澳大利亞州 Pawsey 超級(jí)計(jì)算研究中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)上花費(fèi)了超過(guò) 100 萬(wàn)小時(shí)的處理時(shí)間。

結(jié)果是一個(gè)新的馬賽克，覆蓋了從南半球可見(jiàn)的銀河系 95%，跨越 72 至 231 MHz 的無(wú)線電頻率。寬頻率范圍的最大優(yōu)勢(shì)是能夠看到具有“無(wú)線電顏色”的不同源，具體取決于無(wú)線電波是由宇宙磁場(chǎng)還是由熱氣體產(chǎn)生的。

死星爆炸產(chǎn)生的發(fā)射以橙色顯示。頻率越低，它越亮。與此同時(shí)，恒星誕生的區(qū)域閃爍著藍(lán)色的光芒。

這些顏色使天文學(xué)家能夠一目了然地辨認(rèn)出星系的不同物理成分。

銀河系的新無(wú)線電肖像是迄今為止在這些低頻下最靈敏、最廣的區(qū)域地圖。

它將使大量的銀河系科學(xué)成為可能，從發(fā)現(xiàn)和研究恒星爆炸的微弱和古老的遺跡，到繪制高能宇宙射線以及主導(dǎo)恒星內(nèi)介質(zhì)的塵埃和顆粒的地圖。

相關(guān)：美國(guó)宇航局的新任務(wù)將創(chuàng)建整個(gè)天空最豐富多彩的 3D 地圖

這張圖片的力量，直到新型 SKA-Low 望遠(yuǎn)鏡完整且可作，最終比其前身默奇森寬場(chǎng)陣列靈敏度高數(shù)千倍，分辨率更高。

這次升級(jí)還有幾年的時(shí)間。目前，這張新圖像是完整 SKA-Low 有朝一日將揭示的奇跡的鼓舞人心的預(yù)覽。

西爾維婭·曼托瓦尼尼， 博士生， 天文學(xué)，科廷大學(xué)和娜塔莎·赫爾利-沃克， 射電天文學(xué)家，科廷大學(xué)

本文轉(zhuǎn)載自對(duì)話根據(jù)知識(shí)共享許可。閱讀原文.

寶寶起名 起名