Ce que vous voyez sur cette image est quelque chose de vraiment terrifiant, et ce ne sont pas des étoiles ou des galaxies – Teach Me About Science

L’image ci-dessus peut ressembler à une photo avec des milliers d’étoiles, mais ce que vous voyez est beaucoup plus spécial. Chacun de ces points blancs est un trou noir supermassif. (Image via LOFAR/Enquête LOL/ASTRON).

L’image peut sembler parfaitement normale car elle semble contenir des milliers d’étoiles, mais ce sont en fait des trous noirs supermassifs. Étonnamment, c’est une carte du ciel montrant plus de 25 000 trous noirs supermassifs. Chaque trou noir se trouve dans une galaxie éloignée différente.

Un groupe international d’astronomes a publié la carte du ciel avec 25 000 trous noirs dans la revue Astronomy & Astrophysics au début de 2021, se positionnant comme la plus détaillée jamais réalisée dans la gamme dite des basses fréquences radio. La carte est le résultat de 256 heures d’observations du ciel du nord à l’aide de données LOW Frequency ARray (LOFAR) sur l’Europe. Ce réseau interférométrique est constitué d’environ 20 000 antennes radio réparties sur 52 stations dans neuf pays européens.

“C’est le résultat d’années de travail avec des données incroyablement difficiles. Nous avons dû inventer de nouvelles méthodes pour convertir les signaux radio en images du ciel”, a déclaré Francesco de Gasperin, qui a mené l’enquête, dans un communiqué.

LOFAR est actuellement le plus grand radiotélescope fonctionnant aux fréquences les plus basses observables depuis la Terre. Contrairement aux télescopes à coupelle unique, LOFAR est un réseau de capteurs polyvalent doté d’un réseau innovant et d’une infrastructure informatique capable de traiter de très grandes quantités de données.

N’étant pas un télescope spatial mais faisant ses observations depuis la surface, il fait face à des défis majeurs. Le plus important est l’ionosphère qui entoure la Terre – une couche d’électrons libres qui télescopent les nuages ​​- rendant les trous noirs difficiles à suivre.

“C’est comme essayer de voir le monde tout en étant immergé dans une piscine. Lorsque vous regardez vers le haut, les ondulations de l’eau de la piscine détournent les rayons lumineux et déforment la vue », explique le co-auteur Reinout van Weeren (Observatoire de Leiden).

Les fréquences qui pénètrent dans l’ionosphère peuvent varier en fonction des conditions atmosphériques. Pour mener à bien la tâche, l’équipe a utilisé des superordinateurs qui exécutaient des algorithmes de correction des interférences ionosphériques toutes les quatre secondes. Pendant les 256 heures que LOFAR a observé le ciel, il y a eu de nombreuses corrections.

Lorsque vous entendez “25 000 trous noirs supermassifs”, vous pensez probablement à beaucoup d’entre eux et à beaucoup d’espace, et ils le font. Cependant, la carte ne couvre que 4% de la moitié nord du ciel. Les astronomes prévoient de continuer jusqu’à ce qu’ils aient cartographié tout le ciel du nord. En plus des trous noirs supermassifs, la carte fournit également des informations sur la structure à grande échelle de l’univers.

Des investigations supplémentaires pourraient permettre l’étude de plus d’un million de spectres radio à basse fréquence et fournir des informations uniques sur les modèles physiques des galaxies, des noyaux actifs, des amas de galaxies et d’autres domaines de recherche. “Cette expérience représente une tentative unique de sonder le ciel à ultra-basse fréquence avec une résolution angulaire et une profondeur élevées”, ont écrit les auteurs de l’étude.

L’étude est détaillée dans un article publié dans Astronomy & Astrophysics.