Astronomen zijn begonnen aan het grootste waarnemingsproject in de meer dan vier decennia durende geschiedenis van de Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) van de National Science Foundation - een enorm onderzoek van de lucht dat een rijke wetenschappelijke opbrengst belooft over vele jaren.

In de komende 7 jaar zal de iconische reeks gigantische schotelantennes in de hoge woestijn van New Mexico zal drie volledige scans van de lucht zichtbaar maken vanaf zijn breedtegraad - ongeveer 80 procent van de hele lucht. Het onderzoek, genaamd de VLA Sky Survey (VLASS), het scherpste radiobeeld ooit gemaakt van zo'n groot deel van de lucht zal produceren, en zal naar verwachting 10 miljoen verschillende radio-emitterende hemellichamen detecteren, ongeveer vier keer zoveel als nu bekend zijn.

"Dit onderzoek maakt gebruik van de enorm verbeterde mogelijkheden van de VLA die zijn geproduceerd door het upgradeproject dat in 2012 werd voltooid. Het resultaat zal een uniek en uiterst waardevol hulpmiddel zijn voor grensverleggend onderzoek op een breed scala aan gebieden in de astrofysica, " zei Tony Beasley, Directeur van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

Astronomen verwachten dat de VLASS krachtige kosmische explosies zal ontdekken, zoals supernova's, gammastraaluitbarstingen, en de botsingen van neutronensterren, die voor telescopen met zichtbaar licht worden verduisterd door dikke stofwolken, of die anderszins aan detectie zijn ontsnapt. Het vermogen van de VLA om door stof te kijken, maakt het onderzoek tot een hulpmiddel voor het vinden van een verscheidenheid aan structuren in onze eigen Melkweg die ook door stof worden verduisterd.

Het onderzoek zal nog veel meer voorbeelden onthullen van krachtige jets van supersnelle deeltjes die worden voortgestuwd door de energie van superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. Dit zal belangrijke nieuwe informatie opleveren over hoe dergelijke jets de groei van sterrenstelsels in de loop van de tijd beïnvloeden. Het vermogen van de VLA om magnetische velden te meten, zal wetenschappers helpen om een ​​nieuw begrip te krijgen van de werking van individuele sterrenstelsels en van de interacties van gigantische clusters van sterrenstelsels.

"Naast wat we denken dat VLASS zal ontdekken, we zullen ongetwijfeld verrast worden door ontdekkingen waar we nu niet op anticiperen. Dat is de les van de wetenschappelijke geschiedenis, en misschien wel het meest opwindende deel van een project als dit, " zei Claire Chandler, VLASS-projectleider.

Het onderzoek begon met waarnemingen op 7 september. Het is van plan om drie scans van de lucht te voltooien, elk gescheiden door ongeveer 32 maanden. Gegevens van alle drie de scans worden gecombineerd om gevoelige radiobeelden te maken, terwijl het vergelijken van afbeeldingen van de afzonderlijke scans de ontdekking van nieuw verschijnende of kortlevende objecten mogelijk maakt. Voor de enquête, de VLA zal kosmische radiostraling ontvangen op frequenties tussen 2 en 4 GigaHertz, frequenties die ook worden gebruikt voor satellietcommunicatie en magnetrons.

NRAO zal gegevensproducten uit de enquête zo snel mogelijk vrijgeven als ze kunnen worden geproduceerd. Ruwe data, die verwerking vereisen om in afbeeldingen te veranderen, worden vrijgegeven zodra er waarnemingen zijn gedaan. "Quick look" afbeeldingen, geproduceerd door een geautomatiseerde verwerkingspijplijn, zullen doorgaans binnen een week na de waarnemingen beschikbaar zijn. Meer geavanceerde afbeeldingen, en catalogi van gedetecteerde objecten, zal worden vrijgegeven op tijdschalen van maanden, afhankelijk van de benodigde verwerkingstijd.

In aanvulling, van andere instellingen wordt verwacht dat ze de VLASS-output verbeteren door extra verwerking uit te voeren voor meer gespecialiseerde analyse, en deze producten beschikbaar te stellen aan de onderzoeksgemeenschap. De resultaten van VLASS zullen ook beschikbaar zijn voor studenten, opvoeders, en burgerwetenschappers.

Het voltooien van de VLASS vereist 5, 500 uur observatietijd. Het is het derde grote luchtonderzoek dat samen met de VLA is uitgevoerd. Van 1993-1996, de NRAO VLA Sky Survey (NVSS) gebruikte 2932 waarnemingsuren om hetzelfde hemelgebied te bestrijken als VLASS, maar met een lagere resolutie. De FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimeter) Survey bestudeerde een kleiner deel van de lucht in meer detail, met behulp van 3200 observatie-uren van 1993 tot 2002.

"De NVSS- en FIRST-enquêtes zijn meer dan 4 geciteerd, 500 keer in wetenschappelijke artikelen, en dat aantal groeit nog steeds, ", zei projectwetenschapper Mark Lacy. "Dat is een uitstekende indicatie van de waarde die dergelijke onderzoeken bieden aan de onderzoeksgemeenschap, " hij voegde toe.

Sinds de NVSS- en FIRST-enquêtes zijn voltooid, de VLA onderging een volledige technische transformatie. Van 2001-2012, de originele elektronische systemen die in de jaren zeventig werden ontworpen en gebouwd, werden vervangen door ultramoderne technologie die de mogelijkheden van de VLA enorm uitbreidde.

"Deze upgrade maakte van de VLA een volledig nieuw wetenschappelijk hulpmiddel. We wilden dat hulpmiddel gebruiken om een ​​hemelonderzoek te produceren dat de hele astronomische gemeenschap maximaal ten goede zou komen, ' zei Beasley.

In 2013, NRAO heeft aangekondigd dat het zou overwegen een groot onderzoek uit te voeren, en nodigde astronomen van over de hele wereld uit om ideeën en suggesties in te dienen voor de wetenschappelijke en technische benaderingen die het beste aan de behoeften van onderzoekers zouden voldoen. Ook werden ideeën gevraagd tijdens wetenschappelijke bijeenkomsten, en er werd een Survey Science Group opgericht om de NRAO te adviseren over de wetenschappelijke prioriteiten van het onderzoek, waaronder astronomen van een breed scala aan specialismen en instellingen.

Op basis van de aanbevelingen van de wetenschappelijke gemeenschap, Wetenschappers en ingenieurs van NRAO bedachten een ontwerp voor het onderzoek. in 2016, een proefonderzoek, met behulp van 200 observatie-uren, werd uitgevoerd om de technieken van de enquête te testen en te verfijnen. Het projectteam heeft verschillende ontwerp- en operationele gereedheidsbeoordelingen ondergaan, en kreeg uiteindelijk groen licht om eerder dit jaar met het volledige onderzoek te beginnen.

"Astronomie is fundamenteel verkennen - het maken van beelden van de lucht om te zien wat er is. De VLASS is een nieuwe en krachtige bron voor verkenning, " zei Steve Myers, VLASS technisch leider.