LOFAR DR3-kartläggningen upptäcker 13,7 miljoner radiokällor

Ett internationellt team av astronomer som använder Low Frequency Array (LOFAR) har släppt den mest detaljerade lågfrekventa radiokartan över stjärnhimlen som någonsin producerats, vilken identifierar rekordmånga 13,7 miljoner kosmiska radiokällor. LOFAR Two-metre Sky Survey Data Release 3 (LoTSS-DR3), som publicerades den 23 februari 2026, ger en oöverträffad inventering av aktivt växande supermassiva svarta hål över hela det observerbara universum. Denna monumentala prestation, ledd av Timothy Shimwell vid ASTRON och Leiden University, representerar över ett decennium av observationer och databehandling, och erbjuder ett slående annorlunda perspektiv på kosmos jämfört med traditionella optiska teleskop.

Hur många radiokällor detekterades i LOFAR DR3-kartläggningen?

LOFAR DR3-kartläggningen detekterade cirka 13,7 miljoner kosmiska radiokällor, och katalogiserade specifikt 13 664 379 distinkta objekt från högupplösta Stokes-mosaiker. Denna datautgåva fungerar som den mest omfattande lågfrekventa kartläggningen hittills, täcker en stor del av den norra stjärnhimlen och avslöjar miljontals supermassiva svarta hål och stjärnbildande galaxer som tidigare var osynliga för mindre känsliga instrument.

Skalan på denna kartläggning är resultatet av ett massivt distribuerat nätverk bestående av 38 nederländska LOFAR-stationer och 14 internationella stationer spridda över Europa, inklusive Storbritannien, Tyskland, Frankrike och Italien. Genom att använda en baslinje som sträcker sig nästan 2 000 kilometer uppnår uppställningen en upplösning och känslighet som överträffar alla tidigare ansträngningar inom lågfrekvent radioastronomi. Detta gör det möjligt för forskare att skilja mellan enskilda jetstrålar från svarta hål och diffusa emissioner från avlägsna galaxhoper, vilket ger en högkvalitativ vägkarta över högenergiuniversumet.

Vad är ”aktivt växande” svarta hål i LOFAR-sammanhang?

I LOFAR-sammanhang är ”aktivt växande” svarta hål supermassiva entiteter som för närvarande ackreterar materia, en process som utlöser utskjutandet av kraftfulla relativistiska jetstrålar. Dessa jetstrålar accelererar partiklar till hastigheter nära ljusets, vilket får dem att spiralisera genom magnetfält och sända ut lågfrekventa radiovågor som LOFAR kan detektera över miljontals ljusår av intergalaktisk rymd.

Enligt Martin Hardcastle vid University of Hertfordshire gör dessa radiokartor det möjligt för forskare att observera svarta hål i olika evolutionära stadier. Till skillnad från optiskt ljus, som kan skymmas av kosmiskt stoft, passerar radiovågor genom dessa barriärer och avslöjar samspelet mellan det svarta hålet och dess värdgalax. Kartläggningen har identifierat en stor mångfald av system, allt från unga, kompakta källor till uråldriga radiogalaxer vars emitterande strukturer har expanderat till gigantiska proportioner, vilket omformar vår förståelse för hur dessa kosmiska jättar påverkar sin omgivning.

Varför är LOFAR:s radiokartläggning viktig för att förstå universum?

LOFAR:s radiokartläggning av stjärnhimlen är avgörande eftersom den spårar energiflödet genom universum genom att kartlägga relativistiska partiklar och magnetfält i den djupa rymden. Genom att fånga 88 % av den norra stjärnhimlen vid frekvenser mellan 120–168 MHz avslöjar den svårfångade fenomen som kolliderande galaxhoper, svaga supernovarester och de magnetiska interaktionerna mellan exoplaneter och deras värdstjärnor.

Studier av galaxhoper har särskilt gynnats av LoTSS-DR3-data. Andrea Botteon vid INAF i Bologna rapporterar att kartorna har blottlagt gigantiska chockvågor och turbulens som driver partikelacceleration över regioner som sträcker sig över miljontals ljusår. Dessa fynd tyder på att sådana högenergiprocesser är betydligt vanligare än vad man tidigare teoretiserat. Genom att tillhandahålla en enhetlig och djup kartläggning gör LOFAR det möjligt för astronomer att koppla egenskaperna hos enskilda supermassiva svarta hål till det kosmiska nätets storskaliga strukturer, vilket ger en holistisk syn på kosmisk evolution.

Att övervinna atmosfäriska och beräkningsmässiga utmaningar

Vetenskapliga framsteg av denna storleksordning krävde betydande tekniska genombrott för att mildra de förvrängande effekterna från jordens jonosfär. Detta elektriskt laddade lager i den övre atmosfären fungerar som en frostad lins för lågfrekventa radiovågor, vilket böjer och suddar ut inkommande signaler. Algoritmspecialisten Cyril Tasse vid Parisobservatoriet tillbringade år med att förfina kalibrerings- och bildbehandlingstekniker för att leverera de skarpa, stabila bilder som syns i den aktuella utgåvan. Dessa nya mjukvarupipelines gör det möjligt för teleskopet att bibehålla hög vinkelupplösning över stora områden av himlen, vilket säkerställer att även de mest avlägsna svarta hålen förblir i fokus.

Den enorma datamängd som genererades av anläggningen utgjorde en sekundär, lika skrämmande utmaning för det internationella samarbetet. Alexander Drabent vid Thüringens statliga observatorium noterade att projektet behandlade 18,6 petabyte rådata, vilket krävde mer än 20 miljoner kärntimmar beräkningstid. Detta arbete innebar att extrahera 13 000 timmar av observationer från arkiv och distribuera beräkningsbördan över flera högpresterande anläggningar. En sådan bedrift var endast möjlig genom LOFAR European Research Infrastructure Consortium (ERIC), som poolar resurser från tio olika nationer.

Implikationer för radioastronomins framtid

Släppet av LoTSS-DR3 markerar en vändpunkt för astrofysiken och lägger grunden för ännu känsligare framtida kartläggningar. Samarbetet håller redan på att övergå till LOFAR 2.0-uppgraderingen, som förväntas fördubbla kartläggningshastigheten och avsevärt förbättra upplösningen. Denna uppgradering kommer att möjliggöra ombehandling av befintliga data med ännu högre detaljrikedom, vilket potentiellt kan avslöja de interna strukturerna i jetstrålar från svarta hål och de tidigaste stadierna av galaxbildning i det unga universumet.

Wendy Williams, forskare vid Square Kilometre Array Observatory (SKAO), betonar att denna datautgåva är en milstolpe som kommer att fungera som en vägkarta för nästa generations teleskop. När SKA inleder sin verksamhet under de kommande åren kommer insikterna från LOFAR:s inventering av svarta hål att vara nödvändiga för att kalibrera ännu djupare sonderingar i kosmos historia. För närvarande förblir de 13,7 miljoner källor som identifierats i denna kartläggning det primära datasetet för astronomer som söker förstå de energirika krafter som har format vårt universum under miljarder år.

• Datautgåva: LOFAR Two-metre Sky Survey Data Release 3 (LoTSS-DR3)
• Totalt antal källor: 13 664 379 radiosändande entiteter
• Beräkningsbelastning: 18,6 petabyte över 20 miljoner kärntimmar
• Ledande institutioner: ASTRON, Leiden University, University of Hertfordshire, INAF, Parisobservatoriet
• Viktiga upptäckter: Jetstrålar från supermassiva svarta hål, chockvågor i galaxhoper och radiosignaturer från exoplaneter