Så ser universum ut i radiovågor

Med antenner utspridda över Europa har universum fångats i nytt ljus. Kartläggningen har gjorts med radioteleskopet Lofar (Low frequency array), som har en av sina stationer vid Onsala rymdobservatorium utanför Göteborg. Kartan omfattar 88 procent av den norra stjärnhimlen. 

Radiovågor skickas ut av energirika fenomen såsom extremt stjärnbildade galaxer eller jetstrålar från svarta hål. Med radioastronomi kan universum utforskas bortom det som fångas med optiska teleskop. Detta avslöjar en annorlunda bild av universum, som publicerats i tidskriften Astronomy & Astrophysics. 

– Nu kan vi äntligen visa i stor detalj hur nästan hela himlen ser ut i radiovågor, säger Cathy Horellou, professor i radioastronomi vid Chalmers tekniska högskola.

Totalt omfattar kartläggningen cirka 13 000 timmar data, insamlat under mer än tio år. Forskarna har identifierat nästan 13,7 miljoner källor, som exempelvis kan vara supermassiva svarta hål, kolliderande galaxhopar eller rester av supernovor. Med hjälp av den nya kartläggningen kan forskare få nya insikter om kosmiska mysterier.  

– Det är en guldgruva av data, säger Cathy Horellou. 

Vintergatans närmaste spiralgalax, Andromeda, ser helt annorlunda ut i radiovågor. I stället för miljontals stjärnor framträder en ring med en kompakt kärna i mitten. Ringen består troligen av elektroner som accelererats i chockvågor från supernovor, som sänder ut strålning som endast kan mätas med radioteleskop. 

– När vi tittar på himlen med blotta ögat eller med optiska teleskop är alla prickar vi ser stjärnor i vår egen galax. Observerar vi med radiovågor är nästan varje prick i bilden en annan galax!, säger Cathy Horellou.

Tack vare att radioteleskop tar emot radiovågor som färdats genom enorma avstånd i universum och som kan tränga igenom gas och stoft, kan forskare upptäcka saker som annars är gömda. 

Många av de identifierade källorna är galaxer med supermassiva svarta hål. Dessa galaxer, radiogalaxer, dominerar himlen i radiovåglängder. Svarta hål kan kasta ut materia i hög hastighet som bildar jetstrålar. Jetstrålarna kan sträcka sig flera tusen ljusår från galaxen och då de glöder i radiostrålning kan de observeras med radioteleskop. 

– Med Lofar kan vi se radiogalaxerna och deras struktur. Jetstrålarna kan till och med böjas när galaxerna rör sig med hög hastighet genom en galaxhop, säger Cathy Horellou. 

Lofar uppgraderas nu för att möjliggöra ännu mer noggranna mätningar för att kartlägga hela norra stjärnhimlen. Uppgraderingen förväntas vara klar nästa år. 

– Det behövs fortfarande över 1 000 observationstimmar, säger Cathy Horellou. 

Samtidigt ska den del av rymden som syns från södra halvklotet utforskas i radiovågor med Square kilometre array observatory (SKAO), där antennparker byggs i Australien och i Sydafrika. Observatoriet i Australien ska utforska samma frekvenser som Lofar. 

– Lofar har varit en vägvisare för SKAO, säger Cathy Horellou. 

Sverige anslöt sig till byggandet av SKAO-teleskopen förra året. Radioantenner kan hjälpa forskare att avslöja galaxernas hemligheter och kan spana efter universums äldsta stjärnor.