Обзор LOFAR DR3 обнаружил 13,7 миллиона радиоисточников

Международная группа астрономов, использующая Low Frequency Array (LOFAR), опубликовала самую детализированную карту неба в низкочастотном радиодиапазоне, когда-либо созданную человеком. На ней зафиксировано рекордное количество — 13,7 миллиона космических радиоисточников. Опубликованный 23 февраля 2026 года третий выпуск данных обзора LOFAR Two-metre Sky Survey Data Release 3 (LoTSS-DR3) представляет собой беспрецедентную перепись активно растущих сверхмассивных черных дыр в наблюдаемой Вселенной. Это монументальное достижение под руководством Timothy Shimwell из ASTRON и Leiden University стало итогом более чем десятилетних наблюдений и обработки данных, предложив взгляд на космос, разительно отличающийся от того, что предоставляют традиционные оптические телескопы.

Сколько радиоисточников было обнаружено в обзоре LOFAR DR3?

Обзор LOFAR DR3 обнаружил около 13,7 миллиона космических радиоисточников, в частности, каталогизировав 13 664 379 отдельных объектов на основе мозаик Стокса высокого разрешения. Этот выпуск данных является самым всеобъемлющим низкочастотным обзором на сегодняшний день, охватывающим огромную часть северного неба и выявляющим миллионы сверхмассивных черных дыр и звездообразующих галактик, которые ранее были невидимы для менее чувствительных инструментов.

Масштаб этого обзора стал возможен благодаря массивной распределенной сети, состоящей из 38 голландских станций LOFAR и 14 международных станций, расположенных по всей Европе, включая Великобританию, Германию, Францию и Италию. Используя базовую линию, протяженность которой достигает почти 2000 километров, массив достигает разрешения и чувствительности, превосходящих все предыдущие достижения в низкочастотной радиоастрономии. Это позволяет исследователям различать отдельные джеты черных дыр и диффузное излучение от далеких скоплений галактик, создавая высокоточную карту высокоэнергетической Вселенной.

Что такое «активно растущие» черные дыры в контексте LOFAR?

В контексте LOFAR «активно растущие» черные дыры — это сверхмассивные объекты, которые в настоящее время аккрецируют (поглощают) материю, что запускает выброс мощных релятивистских джетов. Эти джеты ускоряют частицы до скоростей, близких к световым, заставляя их двигаться по спирали в магнитных полях и испускать низкочастотные радиоволны, которые LOFAR способен фиксировать на расстоянии миллионов световых лет в межгалактическом пространстве.

По словам Martin Hardcastle из University of Hertfordshire, эти радиокарты позволяют ученым наблюдать черные дыры на различных стадиях эволюции. В отличие от оптического света, который может блокироваться космической пылью, радиоволны проходят сквозь эти барьеры, раскрывая взаимодействие между черной дырой и ее родительской галактикой. Обзор выявил огромное разнообразие систем: от молодых компактных источников до древних радиогалактик, чьи излучающие структуры разрослись до гигантских размеров, меняя наше представление о том, как эти космические гиганты влияют на окружающую среду.

Почему радиообзор неба LOFAR важен для понимания Вселенной?

Радиообзор неба LOFAR имеет критическое значение, поскольку он отслеживает потоки энергии во Вселенной, картируя релятивистские частицы и магнитные поля в глубоком космосе. Охватывая 88% северного неба на частотах от 120 до 168 МГц, он обнаруживает такие трудноуловимые явления, как сталкивающиеся скопления галактик, слабые остатки сверхновых и магнитные взаимодействия между экзопланетами и их звездами.

Исследования скоплений галактик получили особую выгоду от данных LoTSS-DR3. Andrea Botteon из INAF in Bologna сообщает, что карты выявили гигантские ударные волны и турбулентность, которые вызывают ускорение частиц в областях протяженностью в миллионы световых лет. Эти результаты свидетельствуют о том, что подобные высокоэнергетические процессы встречаются гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Предоставляя единообразный и глубокий обзор, LOFAR позволяет астрономам связать свойства отдельных сверхмассивных черных дыр с крупномасштабными структурами «космической паутины», предлагая целостный взгляд на эволюцию космоса.

Преодоление атмосферных и вычислительных трудностей

Научный прогресс такого масштаба потребовал значительных технологических прорывов для смягчения искажающего воздействия ионосферы Земли. Этот электрически заряженный слой верхней атмосферы действует как заиндевевшая линза для низкочастотных радиоволн, искривляя и размывая входящие сигналы. Специалист по алгоритмам Cyril Tasse из Paris Observatory потратил годы на совершенствование методов калибровки и визуализации, чтобы получить четкие и стабильные изображения, представленные в текущем выпуске. Эти новые программные конвейеры позволяют телескопу поддерживать высокое угловое разрешение на обширных участках неба, гарантируя, что даже самая далекая черная дыра останется в фокусе.

Огромный объем данных, генерируемых массивом, стал вторым, не менее сложным вызовом для международной коллаборации. Alexander Drabent из Thuringian State Observatory отметил, что в рамках проекта было обработано 18,6 петабайта необработанных данных, что потребовало более 20 миллионов процессорных часов вычислительного времени. Эти усилия включали извлечение 13 000 часов наблюдений из архивов и распределение вычислительной нагрузки между несколькими высокопроизводительными центрами. Такой подвиг стал возможен только благодаря LOFAR European Research Infrastructure Consortium (ERIC), который объединяет ресурсы десяти различных стран.

Последствия для будущего радиоастрономии

Выпуск LoTSS-DR3 знаменует собой переходный этап для астрофизики, подготавливая почву для еще более чувствительных будущих обзоров. Коллаборация уже переходит к обновлению LOFAR 2.0, которое, как ожидается, удвоит скорость обзора и значительно повысит разрешение. Это обновление позволит повторно обработать существующие данные с еще большей детализацией, потенциально раскрывая внутреннюю структуру джетов черных дыр и самые ранние стадии формирования галактик в молодой Вселенной.

Wendy Williams, ученый из Square Kilometre Array Observatory (SKAO), подчеркивает, что этот выпуск данных является важной вехой, которая послужит дорожной картой для телескопов следующего поколения. Когда в ближайшие годы SKA начнет работу, знания, полученные в ходе переписи черных дыр LOFAR, будут иметь важное значение для калибровки еще более глубоких исследований истории космоса. На данный момент 13,7 миллиона источников, идентифицированных в этом обзоре, остаются основным набором данных для астрономов, стремящихся понять энергетические силы, формировавшие нашу Вселенную на протяжении миллиардов лет.

• Выпуск данных: LOFAR Two-metre Sky Survey Data Release 3 (LoTSS-DR3)
• Всего источников: 13 664 379 радиоизлучающих объектов
• Вычислительная нагрузка: 18,6 петабайта за 20 миллионов процессорных часов
• Ведущие институты: ASTRON, Leiden University, University of Hertfordshire, INAF, Paris Observatory
• Ключевые открытия: Джеты сверхмассивных черных дыр, ударные волны в скоплениях галактик и радиосигналы экзопланет