Радиотелескопы имеют преимущество перед оптическими телескопами в том, что радиотелескопы можно использовать даже в пасмурную погоду здесь, на Земле. Это потому, что более длинные волны радиоволн могут беспрепятственно проходить сквозь облака.
Однако некоторые длины волн по-прежнему частично заслоняются частями земной атмосферы, особенно ионосферой, которая улавливает созданные человеком радиочастотные помехи (RFI).
Астрономы разработали новую методику калибровки, которая позволяет им впервые получать четкие изображения на низких радиочастотах — от 16 до 30 МГц — минуя влияние ионосферы. Астрономы говорят, что это позволит им изучать такие вещи, как плазма, исходящая из древних черных дыр, и, возможно, даже обнаруживать экзопланеты, вращающиеся вокруг небольших звезд.
Методика была разработана международной командой исследователей под руководством астрономов из Лейденского университета в Нидерландах.
«Это все равно, что впервые надеть очки и больше не видеть размытого изображения», — сказал Кристиан Гроеневельд из Лейденского университета, возглавлявший исследование, которое было опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Астрономы использовали телескоп LOFAR в Дренте, Нидерланды, который на данный момент является одним из лучших низкочастотных радиотелескопов в мире. Они модифицировали метод калибровки, который использовался для улучшения радионаблюдений на более высоких частотах, около 150 МГц.
«Мы надеялись, что сможем распространить эту технику и на более низкие частоты, ниже 30 МГц», — сказал Рейнаут ван Верен, также из Лейденского университета, которому пришла в голову эта идея. «И нам это удалось».
Чтобы проверить свою технику, они изучили несколько скоплений галактик, которые ранее подробно изучались только на более высоких частотах.
«Наша стратегия наблюдения заключалась в одновременном наблюдении за ярким первичным калибратором и целевыми полями», — написала команда в своей статье. «Запланировав наблюдение после полуночи, мы минимизировали радиочастотные помехи, вызванные внутренним отражением земных радиопомех от ионосферы, которое значительно хуже в течение дня, поскольку ионизирующее излучение Солнца увеличивает плотность столба ионов в ионосфере».
Затем они разделили поле зрения на несколько меньших «граней» и самостоятельно откалибровали каждую грань индивидуально по объекту калибратора. «Это позволяет улучшить изображение и модель неба, частично скорректировав эффекты, зависящие от направления», — написали они. Затем они повторили калибровку еще три раза.
Это был первый случай получения радиоизображений на частотах от 16 до 30 МГц. На основании этих данных астрономы заявили, что радиоизлучение от этих скоплений не распределено равномерно по всему скоплению, а имеет точечный характер.
По мнению исследователей, новая методика калибровки позволяет изучать радиофеномены на частотах, которые ранее были скрыты.
«Конечно, есть шанс, что мы в конечном итоге обнаружим что-то неожиданное», — сказал Гроенвельд.
