4,4 Millionen Himmelsobjekte im Radiolicht

Neuer Blick in den Kosmos: Astronomen haben eine der umfangreichsten Karten des Radiohimmels erstellt. Sie umfasst mehr als 4,4 Millionen Galaxien und andere Objekte und deckt ein Viertel des gesamten Nordhimmels ab. Ein Großteil der kartierten Objekte ist völlig neu oder wurde noch nie zuvor im Radiobereich abgebildet. Allein durch diese Daten erwarten die Forschenden zahlreiche neue Entdeckungen und Erkenntnisse.

Die Beobachtung und Kartierung des Himmels mit Teleskopen ist eine wichtige Voraussetzung, um astrophysikalische und kosmische Prozesse besser zu verstehen. Während optische Kartierungen wie die Sternenkataloge des Gaia-Satelliten vor allem Bewegungen und Verteilung von Sternen in der Milchstraße zeigen, enthüllen Durchmusterungen im Gammastrahlen-, Röntgen– oder Radio-Wellenbereich auch nicht sichtbare oder von Staub verdeckte Phänomene und Prozesse.

Tiefer Radioblick in den Nordhimmel

Eine der umfangreichsten Kartierungen im Radiowellenbereich ist der Zwei-Meter-Survey des Radioteleskopverbunds LOFAR. Für diesen tasteten über ganz Europa verteilte und miteinander verkoppelte Radioteleskope im Verlauf der letzten sieben Jahre ein Viertel des nördlichen Himmels ab. Aus den knapp 3.500 Beobachtungsstunden und rund acht Petabytes an Daten haben die Astronomen um Timothy Shimwell von der Universität Leiden nun eine erste Karte erstellt.

Die neue Radiokarte zeigt die Merkmale und Positionen von rund 4,4 Millionen Radiostrahlen aussendenden Objekten am Himmel. Rund eine Million dieser Objekte sind noch nie zuvor von einem Teleskop beobachtet worden, für einen Großteil der restlichen Galaxien und anderen Phänomene sind dies die ersten Radiodaten, wie das Team berichtet.

Galaxien, Schwarze Löcher, Sterne und vieles mehr

Unter den abgebildeten Himmelsobjekten sind ferne Galaxien, in deren Zentrum Schwarze Löcher aktiv sind, ebenso wie frühe Galaxien mit starker Sternbildung. Aber auch Pulsare und andere im Radiobereich aktive Sterne und Sternenreste innerhalb der Milchstraße sind unter den kartierten Phänomenen. Sie könnten klären helfen, wie solche Objekte entstehen und ob sie der Urheber energiereicher Ausbrüche wie der kosmischen Radioblitze sind.

Die Karte enthält auch die bisher umfassendsten Daten zu kollidierenden Galaxienclustern im fernen Kosmos – ihre Wechselwirkungen können wertvolle Einblicke in die Entstehung und Entwicklung von Galaxien liefern. Gleichzeitig ermöglichen sie die Erforschung einiger der energiereichsten Ereignisse und größten Strukturen im Universum, wie die Astronomen erklären.

Dies ist erst der Anfang

„Jedes Mal, wenn wir eine solche Karte erstellen, sind unsere Bildschirme mit neuen Entdeckungen und noch nie zuvor mit menschlichen Augen gesehen Objekten gefüllt“, sagt Shimwell. „Die Erforschung dieser unbekannten Phänomene, die das energiereiche Radio-Universum mit ihrem Leuchten erfüllen, ist eine unglaubliche Erfahrung.“ Koautorin Leah Morabito von der Durham University ergänzt: „Wir haben hiermit die Tür zu neuen Entdeckungen geöffnet.“

Die Kartierung ist jedoch noch nicht abgeschlossen: Die jetzt veröffentlichten Daten repräsentieren nur rund 27 Prozent der gesamten Durchmusterung. „Wir erwarten, dass dieses Projekt noch zu vielen wissenschaftlichen Durchbrüchen in der Zukunft führen wird, darunter die Beobachtung, wie die größten Strukturen des Kosmos heranwachsen oder wie sich Schwarze Löcher bilden und entwickeln“, erklärt Shimwell. „Auch die Physik, die hinter der Entstehung von Sternen und ihren spektakulärsten Lebensphasen steht, könnten die Daten helfen zu klären.“ (Astronomy & Astrophysics, 2022; doi: 10.1051/0004-6361/202142484)

Quelle: ASTRON, Durham University