امواج رادیویی به ثبت جزئیات بیشتر از عمق فضا کمک می‌کنند

استفاده از امواج رادیویی FM برای ثبت تصاویر فضایی

برای ضبط این داده‌های فرکانس رادیویی FM، دانشمندان اروپایی بیش از ۷۰ هزار آنتن رادیویی را در سراسر اروپا مستقر کردند. این مجموعه آنتن‌های فرکانس پایین (LOFAR) با کابل فیبر نوری به یکدیگر متصل شده و توسط ابر رایانه‌هایی پشتیبانی می‌شوند که تمام داده‌ها را خرد کرده و در اصل یک تلسکوپ رادیویی غول پیکر را تشکیل می‌دهند که در سراسر اروپا گسترده شده است.

این عملیات با مرکزیت هلند طراحی و ساخته شد و در حال حاضر توسط موسسه رادیو نجوم هلند به نام ASTRON اداره می‌شود. زمانی که این پروژه طرح ریزی شد محدود به هلند بود و آنتن‌های LOFAR در داخل این کشور نصب شدند و قطر عدسی دریافت کننده تلسکوپ نیز در حدود ۱۲۰ مایل (۱۲۰ کیلومتر) برنامه ریزی شده بود.

همکاری با کشورهای دیگر برای ثبت جزئیات فضا

لوفار در طول ده سال فعالیت خود با شرکایی مانند فرانسه، آلمان، ایرلند، ایتالیا، لتونی، هلند، لهستان، سوئد و انگلستان قراردادی را امضا کرده است. این کشور‌ها حداقل یک ایستگاه آنتن LOFAR در جغرافیای خود نصب کرده اند که قطر عدسی گیرنده را تا حدود ۱۲۰۰ مایل (۲۰۰۰ کیلومتر) افزایش می‌دهد. مطابق بیانیه مطبوعاتی ASTRON، این همکاری وضوح تصاویر را ۲۰ برابر افزایش داد.

پردازش تصویر با این مدل یک مفهوم جدید نیست و سیگنال‌های آنتن‌های متعدد به طور همزمان برای تولید تصویر پردازش می‌شوند. اما تیم LOFAR از استراتژی متفاوتی استفاده کرد. آن‌ها ابتدا سیگنال‌های دریافتی در هر آنتن را دیجیتالی کردند و سپس تصویر را به یک پردازنده مرکزی ارسال کردند تا تصاویر نهایی را با وضوح بسیار بالا به هم متصل کنند. محققان همچنین فرآیند پردازش داده‌ها را منتشر کرده اند تا سایر محققان بتوانند استراتژی خود را تکرار کرده و از LOFAR برای برنامه‌های خود استفاده کنند.

محققان از LOFAR برای بررسی کهکشان‌های مختلف نیز استفاده کردند. تلسکوپ فضایی هابل (HST) فاقد حسگر امواج رادیویی است، بنابراین تیم توانست کهکشان‌هایی را که هابل تصاویرشان را ثبت کرده، بررسی کند و اطلاعات بیشتری را با استفاده از امواج رادیویی ارائه دهد. علاوه بر این ابرسیاه چاله‌ها نیز مورد توجه محققان بود که جت‌های تابشی را خارج از طیف مرئی و در طیف امواج رادیویی شلیک و قابل رویت کرد.

پردازش این تصاویر آسان نبود. مجموعه عظیمی از ۷۰ هزار آنتن، حجم عظیمی از اطلاعات را تولید کرد. به گفته فریتس سویاین از دانشگاه لیدن ابررایانه‌ها برای تولید یک تصویر واحد، ۱۳ ترابیت (۱.۶ گیگابایت) داده در ثانیه، معادل ۳۰۰ دی وی دی را به داده‌هایی که دانشمندان می‌توانند در چند روز استفاده کنند، پردازش کردند.