Niedawno minęła siódma rocznica jego uruchomienia. Pozwala obserwować źródła fal radiowych w przestrzeni kosmicznej, przewidywać kosmiczną pogodę, czy stworzyć największą w historii mapę nieba. Mowa o znajdującym się w podolsztyńskich Bałdach radioteleskopie LOFAR.  To jedna z trzech tego typu stacji, które znajdują się w naszym kraju. Tą „olsztyńską”, oddaną do użytku jako pierwszą w Polsce, od początku zarządzają naukowcy z Centrum Diagnostyki Radiowej Środowiska Kosmicznego na Wydziale Geoinżynierii UWM pod kierownictwem prof. Andrzeja Krankowskiego. Do czego jest wykorzystywana?

LOFAR (LOw Frequency ARray - co oznacza sieć radiową na niskie częstotliwości) zaprojektowany oraz skonstruowany został w instytucie ASTRON w Niderlandach. Nie jest to zwykły teleskop. Tworzy go ponad pięćdziesiąt, rozsianych po całej Europie stacji, z których każda jest wielkości boiska piłkarskiego. W tej zlokalizowanej w Bałdach znajdują się dwa obszary, po 96 grup anten w każdym (łącznie to 3296 anten dipolowych!), odbierających fale radiowe docierające do Ziemi. Dzięki rozproszeniu stacji systemu LOFAR po całym kontynencie, powstała rozległa sieć pozwalająca obserwować równocześnie obiekty kosmiczne z bardzo dużą zdolnością rozdzielczą.

W ramach polskiego konsorcjum naukowego POLFAR, wchodzącego w skład ILT (International LOFAR Telescope), radiowe obserwacje nieba wykonywane są – poza podolsztyńskimi Bałdami – również w podkrakowskich Łazach (Uniwersytet Jagielloński) i w Borówcu pod Poznaniem (Centrum Badań Kosmicznych PAN). Dane odczytane przez polskie stacje przekazywane są z prędkością sięgającą aż 10 gigabitów na sekundę do Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego, gdzie są gromadzone i analizowane. Stamtąd, jak wszystkie pozostałe, trafiają do ośrodka w Niderlandach, który jest główną siedzibą europejskiej sieci radioteleskopowej. A jak działają poszczególne stacje?

- Praca radioteleskopu polega na odczytywaniu z kosmicznych szumów radiowych informacji o najbardziej niezwykłych i dotąd nieodkrytych zakątkach kosmosu. Pojedyncze anteny naszego radioteleskopu „widzą” całe niebo, jednak w procesach cyfrowej kontroli całego systemu my „tworzymy wiązkę”, czyli kierujemy analizatory w konkretne miejsce na niebie i dzięki temu odczytujemy fale dochodzące od danego, interesującego nas obiektu. Możliwości pozyskiwania danych są wręcz nieograniczone – wyjaśnia mechanizm funkcjonowania radioteleskopu prof. Leszek Błaszkiewicz z Wydziału Geoinżynierii UWM, na co dzień zarządzający podolsztynską stacją.

Do czego wykorzystują LOFAR olsztyńscy naukowcy?

Zebrane dane pomagają w przełomowych odkryciach. W zeszłym roku, dzięki kilkuletniej pracy naukowców ze wszystkich stacji, udało się stworzyć najdokładniejszą i największą mapę nieba, na której wyróżniono aż… 25 tysięcy czarnych dziur!

Jednak naukowcy z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie specjalizują się głównie w badaniach jonosfery, pulsarów (rotujących gwiazd neutronowych) oraz Słońca. - Od wybudowania stacji prowadzimy również samodzielne obserwacje i badania. Mamy taką możliwość, gdy raz w tygodniu, przez dobę lub dwie, teleskop przechodzi w tryb "single station mode". To wówczas pozyskujemy dane do niektórych realizowanych w Olsztynie badań – mówi prof. Błaszkiewicz – choć bierzemy też udział w projektach realizowanych całym europejskim systemem LOFAR.

To dzięki obserwacji najbliższej nam gwiazdy naukowcy z Olsztyna poszerzają wiedzę o kosmicznej pogodzie, a także… mogą ją prognozować! Dane dotyczące kosmicznej pogody pozyskiwane dzięki badaniom Słońca i jonosfery pozwalają m.in. chronić przed promieniowaniem słonecznym satelity telekomunikacyjne, których niezliczone ilości krążą nad Ziemią. 

Kosmiczne odciski palców

-  Interesujące są również pulsary, czyli rotujące gwiazdy neutronowe, zachowujące się jak super dokładne zegary. Pozwalają one na badanie nie tylko fizycznych aspektów tych bardzo egzotycznych obiektów, ale też ich specyficznych sygnałów, rejestrowanych jako tak zwane profile. To swego rodzaju „odciski palców”, które dają na przykład możliwość odkrywania i badania ośrodka międzygwiazdowego na drodze od źródła sygnału w głębokim kosmosie, aż do anteny zlokalizowanej pod Olsztynem – wylicza prof. Leszek Błaszkiewicz.

Wspólne badania kosmosu za pomocą systemu LOFAR w najbliższych latach mogą przybliżyć naukowców do wielu przełomowych odkryć. Już dziś mówi się o badaniu przestrzeni kosmicznej sprzed epoki narodzin gwiazd. Dzięki międzynarodowej współpracy, Polscy naukowcy wnoszą znaczący wkład w historię odkrywania kosmosu i początków świata, jaki znamy.

zdjęcia: UWM