News / Новини

Европейската комисия одобри създаването на LOFAR ERIC (European Research
Infrastructure Consortium – Европейски консорциум за изследователска
инфраструктура), в който България е пълноправен член – учредител. Основната задача
на LOFAR ERIC е да осигури на европейската астрономическа общност координирана
експлоатация на LOFAR (Low Frequency Array, или Нискочестотен масив), най-
големият радиотелескоп в света в ниски честоти под 250 MHz. LOFAR ERIC има за цел
да позиционира LOFAR като водеща в света изследователска инфраструктура, която в
дългосрочна перспектива да поддържа глобални лидерски позиции в
радиоастрономията.

LOFAR е изключително гъвкав модерен радиотелескоп, който може да се използва за
наблюдения както на най-древните звезди и галактики, така и на нашето Слънце и
динамиката на земната йоносфера. По своята същност, това е общоевропейска
инфраструктура за нискочестотни радиоастрономически наблюдения с антенни
станции, разположени в 8 европейски държави (към 2021 г.) Тези дълги международни
базови линии са от съществено значение за осигуряване на високата ъглова
разделителна способност на LOFAR, която ще остане уникална за тези ниски честоти
най-малко в рамките на следващото десетилетие. Планираният за изграждане в
България обект от Националната пътна карта за научна инфраструктура (2020-2027)
LOFAR-BG ще бъде най-южното и най-източно съоръжение на телескопа – нова и
единствена антенна станция към днешна дата в Югоизточна Европа.

Най-мощният в света радиотелескоп ще обслужва нуждите на изследователската
общност поне в рамките на това десетилетие, като посредством LOFAR ERIC ще
осигурява непрекъснато функциониране и предоставяне на научни услуги за
потребителите, както и по-нататъшно техническо развитие. Той ще спомогне за
обединяване на европейската изследователска общност с цел максимално увеличаване
на научните резултати от мощната и универсална инфраструктура LOFAR.

LOFAR ERIC ще обедини радио и софтуерни инженери, IT експерти и астрономи в
междудисциплинарно международно сътрудничество и ще предложи възможности на
европейската изследователска общност, които не са достъпни другаде по света. По този
начин ще се осигурят огромни предимства за европейските изследователи както от
научна, така и от техническа гледна точка. Това ще спомогне учените на Стария
континент да запазят водещи позиции в изследванията и по отношение на квадратния
километров масив (Square Kilometer Array или SKA – глобален телескоп в Австралия и
Южна Африка, планиран да започне работа по-късно през това десетилетие.

Изследването на блазара BL Lac е на международен колектив с българско участие

Фигура 1. Художествена интерпретация на явлението блазар и изхвърляната от него струя от високоенергийни частици.

Международен колектив с участието на български астрономи откри цикли на
осцилираща яркост в струя от високоенергийни частици, излъчвани от блазара BL Lac.
Резултатите от това изследване са публикувани в едно от най-престижните научни
списания в света – „Nature“, бр. 7926, том 609 от 8 септември 2022 г.

За реализирането на това изследване са използвани наблюдения на 37 различни
телескопа в 13 държави. Нашите резултати са получени с 2-метровия RCC телескоп и с
50/70 см Шмит телескоп на Националната астрономическа обсерватория Рожен, както
и с 60-сантиметровия телескоп в Астрономическата обсерватория в Белоградчик.
Съавтори на статията от българска страна от Института по астрономия с НАО са
учените: проф. д-р Румен Бачев, проф. д-р Евгени Семков, доц. д-р Антон Стригачев и
гл. ас. д-р Александър Куртенков. Това е втората публикация на този колектив учени
от БАН в престижното списание „Nature“ на тема блазари. Първата представи
изследване на блазара СТА 102 и беше публикувана през декември 2017 г. в брой 7685, том 552 на „Nature“.

Фигура 2. Крива на блясъка на блазара BL Lac по време на избухването през 2020 г. Показани са наблюденията в червената част на оптичния спектър (около 635 нанометра) и в гама диапазона (панели 1 и 4), а също така и наблюдаваната стойност и ъгъл на поляризация на светлината (панели 2 и 3).

Наблюденията на този тип обекти са организирани от д-р Клаудия Райтери и д-р
Масимо Вилата от Астрофизическата обсерватория в Торино (Италия) и включват
астрономи, които работят по целия свят (Whole Earth Blazar Telescope). Данните за
променливостта на блазарите в оптичната област се допълват с наблюдения в гама-
лъчи от сателитите AGILE на Италианската космическа агенция и Fermi на НАСА.
Тези наблюдения доведоха до откриването на цикличност на видимата яркост с период
около 13 часа на блазара BL Lac по време на силното избухване, наблюдавано във
всички области на спектъра през втората половина на 2020 г.

Фигура 3. Снимка на 50/70 см Шмит телескоп в НАО Рожен, с който са получени
голяма част от наблюденията на блазара BL Lac, използвани в публикацията.

Блазарите са вид активни галактически ядра, чийто източник на енергия е материя,
която пада върху свръхмасивна черна дупка в центъра на галактика. Около 10% от
активните галактични ядра изхвърлят двойка струи (наричани още джетове), които се
движат в междузвездното пространство със скорост, близка до светлинната. Явлението
блазар се наблюдава, когато една от тези струи е насочена почти директно към Земята,
което я прави да изглежда много по-ярка. Тези струи излъчват в целия дизпазон на
електро-магнитния спектър – от радио диапазона, през оптичната област, до
рентгеновите и гама лъчите. Интензитета на излъчване се променя бързо с времето,
като промените обикновено са случайни, без наличие на перидичност.

Фигура 4. Снимка на отворения купол на 2-м телескоп на НАО Рожен. Автор: В. Паскалев

BL Lac се намира приблизително на 1 милиард светлинни години от нас и масата на
черната дупка в ядрото му се оценява на около двеста милиона слънчеви маси. Екипът
от астрономи разкрива, че в струята на блазара се образува пречупване, което
изкривява магнитното поле по такъв начин, че наблюдаваната яркост се променя
периодично. Също така, наблюдаваната поляризация на видимата светлина от блазара
се мени с подобна периодичност, като яркостта. Наблюдавана е и корелация между

променливостта във видимата светлина и в гама лъчите, без отместване между тях,
което означава, че те се излъчват от една и съща област на струята.

Линк към публикацията в списание „Nature“: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05038-9

Източник: Институт по астрономия с НАО – БАН

Изследването разкрива в детайли тихото Слънце при ниски честоти

Фиг. 1 Калибрирани интерферометрични изображения на спокойната слънчева корона на 07.08.2021 г. в ниски честоти (24,60-78,90 MHz), наблюдавани от LOFAR. Белите елипси обозначават моментния лъч на LOFAR. Плътните бели кръгове обозначават размера на оптичния слънчев диск; пунктираните бели кръгове обозначават височината, която би съответствала на всяка честота, ако приемем, че това е локалната плазмена честота.

Слънцето е активна звезда, която има значителни радио емисии в широк честотен диапазон от kHz до THz, а слънчевата атмосфера има сложно разпределение на магнитното поле, плътност на плазмата и температура. Тези различни свойства на слънчевата атмосфера водят до различни характеристики на радиоизлъчването при различни честоти. Наблюденията в интерферометричен образен режим на слънчевите нискочестотни емисии могат да помогнат за диагностицирането на свойствата на плазмата на големи височини в слънчевата атмосфера.

Фиг. 2 – Калибрирани интерферометрични изображения на спокойната слънчева корона на 14.08.2021 г. в ниски честоти (24,60-78,90 MHz), наблюдавани от LOFAR. Белите елипси обозначават моментния лъч на LOFAR. Плътните бели кръгове обозначават размера на оптичния слънчев диск; пунктираните бели кръгове обозначават височината, която би съответствала на всяка честота, ако приемем, че това е локалната плазмена честота.

В своя скорошна разработка „Образни наблюдения на спокойното слънце в честотния диапазон от 20-80 MHz“, публикувана в авторитетното издание „The Astrophysical Journal“ (https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac6b37), международен екип от 10 учени обобщава резултатите от осъществени наблюдения на спокойното Слънце в метрови радио вълни, с което е постигната безпрецедентна пространствена разделителна способност за слънчеви наблюдения в тези честоти. За пръв път, авторите постигат прецизни измервания на температурата на яркостта и размера на нашата звезда в диапазона от 20-80 MHz, и наблюдават пространствено разрешени структури в слънчевата корона. Резултатите компенсират липсата на нискочестотни измервания на температурата на яркостта в предишни наблюдения.Екипът от учени, осъществил изследването, включва българските изследователи доц. д-р Камен Козарев и постдокторанта д-р Джан Пейдзин от Института по астрономия с НАО към БАН, както и техни колеги от Нидерландия, Ирландия, Китай, Полша, Белгия и Германия. Разработката е осъществена с подкрепата на Рамковата програма за научни изследвания и иновации „Хоризонт 2020“ на ЕС, проект „STELLAR“ и на Националната научна програма ,,Върхови изследвания и хора за развитие на европейската наука” (ВИХРЕН) на Фонд ,,Научни изследвания”.

Счита се, че радиоизлъчването на спокойното Слънце се дължи на топлинно спирачно излъчване от електрони в горещата слънчева атмосфера. Свойствата на тихото Слънце в микровълновия спектър са щателно проучени и могат да бъдат добре описани от емисионния спектър на спирачно лъчение. В обхвата на метровата и декаметрови дължини на вълната свойствата на спокойното Слънце са почти неизследвани поради инструментални ограничения. В новото проучване учените са използвали телескопа LOw Frequency ARray (LOFAR), за да изпълнят висококачествена интерферометрична образна спектроскопия — образни наблюдения на слънчево радио излъчване от спокойната корона при честоти под 90 MHz. Представен е температурният спектър на яркостта и размера на Слънцето в честотния диапазон 20-80 MHz. Изследването съобщава за тъмни коронални области с ниска температура на яркост във всички наблюдавани честоти. Температурният спектър на яркостта на тихото Слънце е разгледан и сравнен с емисиите на спирачно лъчение на коронален модел и с предишни наблюдения на спокойното Слънце.

Фиг. 3 – Температурният спектър на яркостта, наблюдаван от LOFAR (червен цвят), температурата на яркостта на модела (плътно черно) и предишни наблюдения.

Фигура 4 – Температурните спектри на яркостта на няколко избрани коронални позиции. В зелено се вижда спектърът на много радио тъмна област в короната, наблюдавана на 07.08.2021 г. (горно слънчево радио изображение).

С въвеждането на програмата за обновяване LOFAR 2.0, в близко бъдеще този телескоп ще придобие още по-висока разделителна способност в пространствено, времево и честотно отношение, което дава възможност на учените да изучават по-детайлно атмосферата на Слънцето. България участва активно в работата по обновяване и развиване на радио телескопа LOFAR чрез изграждане на собствена наблюдателна станция LOFAR-BG, обект от Националната пътна карта за научна инфраструктура, ръководена от Министерство на образованието и науката. Институтът по астрономия води консорциума LOFAR-BG, който работи за развитие на радио астрономията в България.