天文学家已经绘制了大约一百万个以前未被发现的位于银河系之外的星系,这是使用无线电波进行的最详细的南部天空调查。快速ASKAP连续体调查(或RACS)已经使CSIRO的澳大利亚SKA路径探测器射电望远镜(ASKAP)在国际天文学地图上占据了重要位置。虽然过去的调查需要数年才能完成,但ASKAP的RACS调查在不到两周的时间内完成,打破了以前的速度记录。
收集的数据产生的图像比以前的图像灵敏度高五倍,细节是两倍。现代天文学是一个多波长的企业。这意味着宇宙中的大多数物体(包括人类)在整个电磁波谱上发射辐射,包括可见光和不可见光,如X射线、紫外线、红外线和无线电波。为了理解宇宙,我们需要观察整个电磁波谱,因为每个波长都携带不同的信息。无线电波是所有形式的光中最长的波长。它们使我们能够研究宇宙中一些最极端的环境,从冷气体云到超大质量黑洞。
长波长轻松穿过云层、尘埃和大气,但需要用大型天线接收。澳大利亚广阔开放(但相对低海拔)的空间是建造大型射电望远镜的理想场所。我们从南半球的位置上拥有一些最壮观的银河系中心视图。土著天文学家已经欣赏了数千年的这种优势。射电天文学是一个相对较新的研究领域,可以追溯到20世纪30年代。悉尼大学的Molonglo天空调查是第一个详细的30厘米射电南部天空地图,包括从南半球位置可以看到的一切。
该调查于2006年完成,观察了整个天空的25%,并产生了最终的数据产品,耗时近十年。我们在CSIRO的天文学和空间科学部门的团队在短短十天内调查了83%的天空,打破了这一记录。通过RACS调查,我们制作了903张图像,每张图像需要15分钟的曝光时间。然后我们将这些图像合并成一张覆盖整个区域的图。由此产生的射电天空全景图对于任何自己仰望夜空的人来说都会显得非常熟悉。
然而,在我们的照片中,几乎所有的亮点都是整个星系,而不是单个恒星。天文学家在编制目录时已经识别出大约三百万个星系,远远超过Molonglo天空调查中识别的260,000个星系。我们知道地图在地球上的重要性。它们提供了至关重要的导航帮助,并提供了对地形的有用信息,这对土地管理很有用。同样,天空地图为天文学家提供了重要的研究背景和统计能力。
它们可以告诉我们某些星系的行为,例如它们是否存在于同伴集群中,或者独自漂浮在太空中。能够在不到两周的时间内进行全天空调查,为研究开辟了许多机会。例如,我们对射电天空在几天到几个月的时间尺度上如何变化知之甚少。我们现在可以定期重新访问RACS目录中识别的三百万个星系,以跟踪任何差异。此外,天文学中一些最大的未解答问题与星系如何成为我们看到的不规则形状有关。
一个流行的理论认为,大星系通过合并许多较小的星系而成长。但这个过程的细节难以捉摸,难以与模拟相协调。理解我们宇宙的宇宙历史大约130亿年需要一个能够跨越广阔距离并准确绘制它发现的一切的望远镜。CSIRO的RACS调查是通过太空技术的巨大飞跃实现的惊人进步。ASKAP射电望远镜于去年二月全面投入使用,设计速度快。
CSIRO的工程师开发了创新的射电接收器,称为“相控阵馈源”和高速度数字信号处理器,专门为ASKAP设计。正是这些技术为ASKAP提供了广阔的视野和快速调查能力。在未来几年,ASKAP预计将在不同的波段进行更敏感的调查。同时,RACS调查目录大大提高了我们对射电天空的了解。它将继续成为世界各地研究人员的关键资源。可以从ASKAP数据档案下载高分辨率图像。