《自然-天文学》：利用新算法和超级计算机绘制出详细的宇宙无线电全景图

图片中左边的四个星系在新地图（右）上的焦点更加清晰。

利用新的算法和超级计算机，一个令人难以置信的详细的宇宙无线电全景图被创造出来。现在天文学家可以更精确地查看星系的无线电数据。这项成果是由莱顿大学博士生Frits Sweijen及其同事在《自然-天文学》上发表的。

莱顿天文台的博士生Frits Sweijen说：”这张单一的地图的像素几乎和以前整个天空的地图一样多。研究人员解决了我们大气层中紫外线辐射的模糊效应：通过特殊的软件，他们设法纠正了这种干扰。莱顿和阿姆斯特丹的超级计算机利用其巨大的计算能力，确保这也进行得相当快。

在可预见的未来，新方法可以使整个北方的天空成为鲜明的焦点。现在，研究人员只显示了一小部分，Sweijen解释说。”假设你在天空中看到一个五乘五个满月大小的正方形。从这个空间的立方体中，我们就可以制作近70亿像素的地图，上面有近2500个星系清晰可见。”

“这张空间地图是根据我们用国际LOFAR望远镜从太空中捕捉到的无线电波制作的。这是一个巨大的射电望远镜，有数以万计的天线分布在一个直径为2000公里的欧洲地区。这些天线倾听宇宙无线电射线”。Sweijen说。”由于其巨大的面积和许多天线，LOFAR可以’看到’辐射的精致细节，其灵敏度甚至可以让你探测到火星上的手机发出的信号。来自望远镜的数据在被计算机翻译成辐射图，最后整理成一种照片后，人们就可以很直观地阅读。”

用LOFAR拍摄清晰的宇宙照片的一个问题是来自太阳的紫外线辐射。这使我们的大气层蒙上了带电粒子，即离子。这种电离层在望远镜捕捉到电波之前就已经干扰了来自太空的电波。”这使得LOFAR看起来就像从海底观察天空一样，波浪抹去了信号。荷兰射电天文研究所ASTRON最近开发的软件校正了整个地区的测量辐射。这使我们能够聚焦和绘制LOFAR的整个视场。”Sweijen表示。”我们现在可以比以前更详细地研究黑洞和它们所在的星系的演化。”

该软件的工作原理需要大量的计算机能力的算法。在莱顿，最近建成的莱顿学术跨学科集群环境（ALICE）提供了其计算能力。在阿姆斯特丹，信息和通信技术合作机构SURF提供了对其新的Spider平台的早期访问，该平台是专门为诸如这项研究的数据密集型项目而设立的。

LOFAR视场的数据校正是分25个部分进行的，每个部分有一个满月大小。这需要每个区域花七天时间。在一台计算机上，要创建整个地图需要7乘以25即175天。由于SURF和莱顿的大规模基础设施具有并行计算能力，它只花了7天。这意味着现在有一种快速的方法，可以最终以可比的细节绘制整个北方的天空，Sweijen说这可能在未来几年开始。

“我们现在可以比以前更详细地研究黑洞的演变和它们所在的星系。例如，早期宇宙中的星系，由于它们的距离或年轻的年龄，以前太小，无法看到任何细节，现在可以看到数以千计的锐利画面。”

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