De grootste door zwaartekracht gebonden objecten in het universum zijn clusters van sterrenstelsels die zich vormen op de kruising van kosmische webfilamenten. Deze entiteiten worden gevormd en groeien door enorme botsingen terwijl materiaal in hun zwaartekracht stroomt. In het hart van sommige clusters van sterrenstelsels bevinden zich mysterieuze en weinig bekende radio-mini-halo's. Deze zeldzame, verspreid, en steile spectrum (helderder bij lage frequenties) radiobronnen omringen een helder centraal radiostelsel en zijn zeer lichtgevend op radiogolflengten.

Het bestuderen van dit fenomeen is Dr. Tracy Clarke, een radioastronoom bij het U.S. Naval Research Laboratory (NRL) Radio Astrophysics and Sensing Section en co-auteur van onderzoek over het onderwerp getiteld, "Diepe 230-470 [megahertz] VLA-waarnemingen van de mini-halo in de Perseus-cluster." Ze werkt samen met het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), het onderzoeksteam gebruikt de verbeterde Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA) om in de cluster van sterrenstelsels in het sterrenbeeld Perseus te kijken, 250 miljoen lichtjaar van de aarde.

"In 2011, een upgrade van de ontvangers op de JVLA offerde het vermogen van het observatorium op om te werken op frequenties tussen 30 MHz en 300 MHz", zei Clarke. "Echter, in 2013 werden alle 27 van de 25-meter antennes van de JVLA uitgerust met nieuwe ontvangers, het verstrekken van de bandbreedte die nodig is voor deze waarnemingen."

Volgens Clarke is het Perseus-cluster een van de meest massieve objecten in het bekende universum, met duizenden sterrenstelsels ondergedompeld in een enorme wolk van miljoenen graden gas en herbergt een mini-halo. Van mini-halosystemen wordt gedacht dat ze een venster bieden op de anders ongrijpbare turbulentie die wordt veroorzaakt door kleine fusies tussen clusters van sterrenstelsels en minder massieve systemen.

Gefinancierd door NRL, de nieuwe breedband laagfrequente ontvangers hebben de bandbreedte van de VHF/UHF-ontvanger vergroot van 300-340 MHz tot 230-470 MHz, waardoor de gevoeligheid van de telescoop aanzienlijk wordt vergroot. De nieuwe JVLA-faciliteiten hebben ook een orde van grootte van diepere beeldkwaliteit opgeleverd dan eerdere high-fidelity-gegevens, waardoor de mini-halo-emissies duidelijk te zien zijn in het bereik van 270-430 MHz.

"Algemeen, de onlangs opgewaardeerde JVLA heeft een doorbraak in de radioastronomie mogelijk gemaakt door een radiotelescoop te leveren met een ongekende gevoeligheid, oplossing, en beeldvormingsmogelijkheden, " zei Julie Hlavacek-Larrondo, Université de Montréal astrofysicus en hoofdauteur van het artikel. "De nieuwe JVLA-beelden van het Perseus-cluster demonstreren de unieke en ultramoderne mogelijkheden die deze telescoop de gemeenschap biedt."

De diepe JVLA-waarnemingen van het Perseus-cluster, gecombineerd met de eigenschappen van het cluster, bieden onderzoekers een unieke kans om mini-halostructuren te bestuderen. Hoofdauteur Marie-Lou Gendron-Marsolais, doctoraat student aan de Université de Montréal merkt op, "De resultaten demonstreren de gevoeligheid van de nieuwe laagfrequente JVLA-ontvangers, evenals de noodzaak om dieper, high-fidelity radiobeelden van mini-halo's in clusters om complexe structuren te traceren en hun oorsprong beter te begrijpen."

De kracht van de nieuwe VHF/UHF-ontvanger erkennend, NRL wilde de beschikbaarheid van deze nieuwe bron vergroten. In 2014, NRL- en NRAO-onderzoekers werkten aan de ontwikkeling van het VLA Low Band Ionospheric and Transient Experiment (VLITE) om gebruik te maken van de nieuwe breedbandige laagfrequente ontvangers en mee te liften op de $ 300 miljoen dollar kostende infrastructuur van de JVLA.

"De gegevensstroom van dit nieuwe systeem kan worden aangeboord om ons begrip van objecten zoals deze mini-halo's uit te breiden en tegelijkertijd realtime monitoring van ionosferische weersomstandigheden boven het zuidwesten van de VS te bieden, ' zei Clarke.

Momenteel, VLITE wordt verder uitgebreid (eVLITE) tot meer dan het dubbele aantal baselines van de oorspronkelijke 45 baselines tot 104 en zou eind augustus 2017 volledig operationeel moeten zijn. daten, heeft in totaal 66 baselines naar VLITE gebracht.

Astronomen gebruiken VLITE voor een breed scala aan astrofysica, waaronder het verkennen van de lucht voor kortstondige uitbarstingen van radiogolven. Dit type onderzoek wordt steeds belangrijker, aangezien een klein aantal van dergelijke gebeurtenissen astronomen ertoe hebben gebracht te vermoeden dat nog onontdekte verschijnselen in het universum veel van dergelijke krachtige uitbarstingen kunnen veroorzaken.