LOFAR: радиокарта поля ELAIS-N1 с разрешением менее секунды дуги, каталог из 62 916 источников

Международная группа под руководством Лейденского университета получила сверхглубокие радиоизображения поля ELAIS-N1 в северном небе с разрешением менее угловой секунды на радиотелескопе LOFAR (Low Frequency Array). Работа описана в статье на arXiv (Cornell University), принятой к публикации в Astronomy & Astrophysics arxiv.orgarXiv (Cornell University)arxiv.orgОткрыть источник ↗. Изображения охватывают 2,5×2,5 deg² и построены по 200 часам наблюдений в диапазоне 115–168 МГц. В сочетании с ранее опубликованными изображениями LOFAR с разрешением 6″ они дают каталог из 62 916 уникальных радиоисточников.

Глубина и разрешение

Чувствительность по точечному источнику в центре поля составляет 5,3 мкЯн/луч при угловом разрешении 0,33″×0,39″. Чувствительность, усреднённая по площади, равна 7,4 мкЯн/луч при 0,36″×0,45″. Авторы утверждают, что это самые глубокие радиоизображения ниже 1,28 ГГц на сегодняшний день и одни из самых глубоких на любой радиочастоте.

По данным группы, карта покрывает площадь примерно в 25 раз больше видимого размера полной Луны. Она примерно в 20 раз резче прежнего наиболее чувствительного изображения LOFAR этой области и содержит около восьми миллиардов пикселей. Наблюдения дали примерно 400 терабайт данных.

При таком разрешении удаётся различать отдельные компоненты в джетах активных ядер галактик. Это помогает отличить джеты, питаемые сверхмассивными чёрными дырами, от излучения галактик с активным звездообразованием. Само изображение не даёт расстояния и массы каждого источника, поэтому наблюдения в других диапазонах остаются необходимыми.

Калибровка, поляризация и обработка

Изображения получены с использованием последних достижений в калибровке и построении изображений LOFAR на длинных базах arxiv.orgarXiv (Cornell University)arxiv.orgОткрыть источник ↗. Астрометрическая привязка по 95 квазарам Gaia дала смещения положений ΔRA = −3 ± 27 мс дуги и ΔDEC = 2 ± 17 мс дуги для этих источников.

Авторы также показывают возможности глубоких поляризационных исследований с разрешением менее угловой секунды. Инструментальная утечка из параметра Стокса I в линейную поляризацию достигает 0,12%, что примерно вдвое лучше типичной утечки в обзоре LOFAR Two-metre Sky Survey при разрешении 6″.

Исследователи сообщают, что снизили стоимость обработки более чем в десять раз по сравнению с прежними методами. Наблюдения обрабатывали несколько месяцев на вычислительной платформе Spider, размещённой в SURF в Нидерландах. Данные наблюдений общедоступны, и другие группы могут объединять их с данными других телескопов.

По словам авторов, построение изображений по множеству наблюдений на широком поле с разрешением менее угловой секунды теперь вычислительно осуществимо. Они называют результат новым ориентиром для низкочастотной радиоастрономии по сочетанию глубины, разрешения и площади обзора, а также основой для более глубоких и широких обзоров в эпоху LOFAR2.0 и SKA arxiv.orgarXiv (Cornell University)arxiv.orgОткрыть источник ↗.