Astronomer har kartlagt omkring en miljon tidigare oupptäckta galaxer bortom Vintergatan, i den mest detaljerade undersökningen av den södra himlen som någonsin gjorts med hjälp av radiovågor.

Rapid ASKAP Continuum Survey (eller RACS) har placerat CSIRO:s australiska SKA Pathfinder radioteleskop (ASKAP) stadigt på den internationella astronomikartan.

Även om tidigare undersökningar har tagit år att slutföra, ASKAP:s RACS-undersökning genomfördes på mindre än två veckor – vilket slog tidigare rekord för hastighet. Data som samlats in har producerat bilder fem gånger känsligare och dubbelt så detaljerade som tidigare.

Vad är radioastronomi?

Modern astronomi är ett företag med flera våglängder. Vad menar vi med detta?

Väl, de flesta föremål i universum (inklusive människor) sänder ut strålning över ett brett spektrum, kallas det elektromagnetiska spektrumet. Detta inkluderar både synligt och osynligt ljus som röntgenstrålar, ultraviolett ljus, infrarött ljus och radiovågor.

För att förstå universum, vi måste observera hela det elektromagnetiska spektrumet eftersom varje våglängd bär olika information.

Radiovågor har den längsta våglängden av alla former av ljus. De tillåter oss att studera några av de mest extrema miljöerna i universum, från kalla gasmoln till supermassiva svarta hål.

Långa våglängder passerar genom moln, damm och atmosfären med lätthet, men måste tas emot med stora antenner. Australiens vidöppna (men relativt låga höjder) utrymmen är den perfekta platsen för att bygga stora radioteleskop.

Vi har några av de mest spektakulära utsikterna över Vintergatans centrum från vår position på södra halvklotet. Inhemska astronomer har uppskattat denna fördel i årtusenden.

Ett fantastiskt genombrott

Radioastronomi är ett relativt nytt forskningsfält, med anor från 1930-talet.

Den första detaljerade radiokartan på 30 cm över den södra himlen – som inkluderar allt ett teleskop kan se från sin plats på södra halvklotet – var Sydney Universitys Molonglo Sky Survey. Färdigställd 2006, denna undersökning tog nästan ett decennium att observera 25 % av hela himlen och producera slutliga dataprodukter.

Vårt team på CSIROs division Astronomy and Space Science har slagit detta rekord genom att undersöka 83 % av himlen på bara tio dagar.

Med RACS-undersökningen producerade vi 903 bilder, var och en kräver 15 minuters exponeringstid. Vi kombinerade sedan dessa till en karta som täcker hela området.

Det resulterande panoramat av radiohimlen kommer att se förvånansvärt bekant ut för alla som själva har tittat upp på natthimlen. På våra bilder, dock, nästan alla ljuspunkter är hela galaxer, snarare än enskilda stjärnor.

Ta vår virtuella rundtur nedan.

Astronomer som arbetar med katalogen har identifierat cirka tre miljoner galaxer – betydligt fler än de 260, 000 galaxer identifierade under Molonglo Sky Survey.

Varför behöver vi kartlägga universum?

Vi vet hur viktiga kartor är på jorden. De tillhandahåller viktig navigationshjälp och ger information om terräng som är användbar för markförvaltning.

Liknande, kartor över himlen ger astronomer viktiga sammanhang för forskning och statistisk kraft. De kan berätta för oss hur vissa galaxer beter sig, till exempel om de finns i kluster av följeslagare eller driver genom rymden på egen hand.

Att kunna genomföra en all-sky-undersökning på mindre än två veckor öppnar många möjligheter för forskning.

Till exempel, lite är känt om hur radiohimlen förändras över tidsskalor från dagar till månader. Vi kan nu regelbundet besöka var och en av de tre miljoner galaxer som identifierats i RACS-katalogen för att spåra eventuella skillnader.

Också, några av de största obesvarade frågorna inom astronomi relaterar till hur galaxer blev elliptiska, spiral, eller oregelbundna former vi ser. En populär teori tyder på att stora galaxer växer genom sammanslagning av många mindre.

Men detaljerna i denna process är svårfångade och svåra att förena med simuleringar. För att förstå de 13 miljarder eller så åren av vårt universums kosmiska historia krävs ett teleskop som kan se över stora avstånd och exakt kartlägga allt det hittar.

Högteknologi som sätter nya mål inom räckhåll

CSIRO:s RACS-undersökning är ett fantastiskt framsteg som möjliggjorts av enorma steg inom rymdteknik. ASKAP radioteleskop, som togs i drift i februari förra året, designades för hastighet.

CSIROs ingenjörer utvecklade innovativa radiomottagare som kallas "phased array feeds" och höghastighets digitala signalprocessorer specifikt för ASKAP. Det är dessa teknologier som ger ASKAP:s breda synfält och snabba mätmöjligheter.

Under de närmaste åren, ASKAP förväntas genomföra ännu känsligare undersökningar i olika våglängdsband.

Sålänge, RACS undersökningskatalog förbättrar avsevärt vår kunskap om radiohimlen. Det kommer att fortsätta att vara en nyckelresurs för forskare runt om i världen.

Bilder i full upplösning kan laddas ner från ASKAPs dataarkiv.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.