Астрономы составили крупнейший на сегодняшний день каталог радиоисточников MeerKAT

Карта неба, наложенная на ряд точек MeerKAT, содержащих несколько тысяч радиоисточников. На карте круги отмечают позиции 391 точки, содержащих в общей сложности 971 980 источников. Стрелка показывает направление космического диполя. Автор: MALS Team

Используя данные MeerKAT, международная группа, включающая астрономов из MPIfR (Бонн, Германия), составила крупнейший каталог радиоисточников из всех обзоров MeerKAT на сегодняшний день. С помощью этого каталога они смогли провести измерение космического радиодиполя, космологического эффекта, который возникает из-за движения Земли через Вселенную и обеспечивает важную проверку наших теорий космологии в самых больших масштабах.

Новый каталог и сопутствующие научные результаты исследования описаны в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, и приняты к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.

Новое измерение демонстрирует ценность чувствительных данных MeerKAT и показывает, что такие глубокие данные дают чрезвычайно ценную информацию о происхождении эффекта космического диполя.

Глядя на небо в радиодиапазоне, вместо звезд можно увидеть преимущественно галактики, которые находятся очень далеко. Наблюдение за радионебом дает беспрепятственное окно в эволюцию галактик, черных дыр и газа во Вселенной, а также может показать, как выглядит Вселенная в самых больших масштабах.

Исследование линий поглощения MeerKAT (MALS), основанное на выдающейся чувствительности и точности изображений радиообсерватории MeerKAT в Южной Африке, позволило получить чрезвычайно точные изображения, обнаружившие около миллиона радиоисточников из 391 направления телескопа.

Это самый большой каталог, созданный обзором MeerKAT на сегодняшний день, один из немногих каталогов радиосигналов с миллионом или более источников. Благодаря его фокусировке на глубине, а не на покрытии неба, многие источники были обнаружены впервые.

«Глубина и обширность этого каталога континуума занимают уникальное положение среди современных обзоров радиоконтинуума. Публичный выпуск позволит сообществу рассмотреть широкий круг вопросов, связанных с эволюцией галактик и Вселенной», — говорит Нирадж Гупта, астроном Межуниверситетского центра астрономии и астрофизики (IUCAA) и ведущий исследователь проекта MALS.

Чтобы получить эти глубокие изображения из больших объемов необработанных данных, полученных MeerKAT, в IUCAA в Индии поддерживается сложный конвейер обработки и хранилище данных. Изображения и каталоги были дополнительно проанализированы и подготовлены для публичного выпуска в Институте радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) в Германии Йоной Вагенвельдом, ведущим автором представленной здесь статьи.

Этот большой каталог позволил команде MALS выполнить измерение космического диполя — тонкого эффекта, вызванного движением Солнечной системы через Вселенную. Этот эффект заставляет источники казаться более многочисленными в направлении этого движения и менее многочисленными в противоположном направлении.

Направление и величина движения Земли через вселенную были ранее установлены измерениями космического микроволнового фона. Однако величина космического дипольного эффекта, которая должна быть напрямую связана со скоростью этого движения, была обнаружена многими измерениями, как намного выше, чем предсказывалось.

Это говорит о том, что диполь может быть вызван не только скоростью движения, но и истинной разницей в плотности источников в разных направлениях на небе, чего не должно происходить согласно космологическим моделям.

Довольно удивительно, что новое измерение MALS совпадает с прогнозами. Хотя пока неизвестно, почему это так, это может быть связано с дизайном обзора, охватывающего небольшие участки неба на очень глубоком уровне, а не с большим, но более мелким покрытием неба других радиообзоров. Как следствие, в глубоком каталоге присутствует много слабых «нормальных галактик», что, несомненно, влияет на измерение диполя.

«Измерение диполя является чрезвычайно важным тестом космологии и может показать нам, верны ли наши фундаментальные предположения о структуре Вселенной», — объясняет Джона Вагенвельд, астроном из MPIfR и ведущий автор статьи.

Однако эта загадка далека от разрешения, и будущие более крупные каталоги, полученные либо с помощью MALS, использующего низкочастотный диапазон УВЧ MeerKAT, либо будущими обсерваториями, должны будут проанализировать эти результаты и разрешить это противоречие.

«Последовательная и автоматизированная обработка была необходима для того, чтобы иметь возможность хорошо справляться с едва заметными эффектами в данных, которые могли бы отрицательно повлиять на точность наших измерений. Это новое обследование является ступенькой для будущих крупномасштабных радиоисследований с использованием Square Kilometer Array и Deep Synoptic Array», — отмечает Ханс-Райнер Клёкнер, исследователь из MPIfR, который разработал концепцию использования MALS для дипольных измерений.

Это второй из нескольких выпусков данных радиоконтинуума и спектральных линий, которые поступили от MALS, и выпуск этих данных был командной работой. Каталоги и изображения MALS доступны для общественности на сайте https://mals.iucaa.in. Команда MALS представляет собой международное сотрудничество исследователей со всего мира. Проект возглавляет Нирай Гупта из IUCAA, Индия.

Больше информации: JD Wagenveld et al, The MeerKAT Absorption Line Survey Data Release 2: Wideband continuum catalogues and a measurement of the cosmic radio dipole, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2408.16619

Источник: Max Planck Society