POLFAR i LOFAR-ERIC

Od kilkunastu lat techniki obserwacyjne fal radiowych wkraczają w zupełnie nowy obszar instrumentalny, gdzie olbrzymie czasze teleskopów zastępuje się wielką liczbą małych, sprzężonych ze sobą prostych anten. W takim podejściu kluczową rolę odgrywają cyfrowe technologie informatyczne i szybka sieć Internet.

Przykładem tego typu instrumentu jest LOFAR (ang. LOw Frequency ARray), będący obecnie największym na świecie systemem radioteleskopów zlokalizowanych w różnych częściach Europy (m.in. na terenie Niderlandów, Niemiec, Polski czy Szwecji). Układ wykorzystuje zjawisko interferencji fal radiowych do obserwacji radioźródeł i badania zjawisk fizycznych w nich zachodzących. Obserwacje prowadzone są na niskich częstotliwościach (10–240 MHz), co stanowi nieeksplorowaną wcześniej część widma promieniowania radiowego. Obecnie system tworzą 53 stacje połączone ze sobą bardzo szybkim łączem internetowym. Każda ze stacji LOFAR składa się z dwóch pól anten: Low-Band Antennas (LBA), rejestrujących sygnały radiowe w zakresie: 30–90 MHz oraz High-Band Antennas (HBA) w zakresie: 110–240 MHz.

Pomysłodawcą i inicjatorem LOFAR jest środowisko naukowe radioastronomów związane z niderlandzkim instytutem ASTRON, a początki przedsięwzięcia sięgają lat 90. XX wieku. Spośród 53 stacji pracujących w systemie LOFAR aż 38 znajduje się w Niderlandach, natomiast pozostałych 15 jest zlokalizowanych w Niemczech (6), Polsce (3), Szwecji (1), Wielkiej Brytanii (1), Francji (1), Irlandii (1), Bułgarii (1) i na Łotwie (1). W roku 2027 powstanie stacja we Włoszech (Medicina, koło Bolonii). W latach 2028–2029 powstanie druga włoska stacja (Noto na Sycylii) oraz stacja w Czechach. Aspiracje do budowy stacji zgłaszają również Hiszpania, Grecja, Belgia oraz Ukraina.

Rozproszenie stacji systemu LOFAR po całym kontynencie jest kluczowe, gdyż pozwala obserwować obiekty kosmiczne z bardzo dużą zdolnością rozdzielczą. W stacjach zainstalowano łącznie ponad 100 tysięcy dipolowych anten z systemami odbiorczymi, które poprzez odpowiednie sterowanie zapóźnieniami sygnału (fazami) mogą działać jak pojedynczy kierunkowy teleskop lub obserwować w tym samym czasie wiele obiektów widocznych w różnych częściach nieba ponad horyzontem.

Teleskop LOFAR nazywany jest często teleskopem cyfrowym, w którym infrastruktura informatyczna i oprogramowanie odgrywają kluczową rolę w procesie przetwarzania informacji astrofizycznych.

Zebrane dane pomagają w dokonywaniu przełomowych odkryć. W latach 2021–2026, dzięki kilkuletniej pracy naukowców ze wszystkich stacji, udało się stworzyć najdokładniejszą i największą radiową mapę Wszechświata, na której znalazło się ponad 4,4 miliona obiektów, z czego około miliona nowych. Przeprowadzone obserwacje pozwoliły na wykrycie dziesiątek tysięcy galaktyk podobnych do naszej Drogi Mlecznej, położonych nawet na krańcach Wszechświata.

Formalne nawiązanie krajowej współpracy na rzecz udziału Polski w LOFAR nastąpiło w 2007 roku wraz z powołaniem do życia konsorcjum POLFAR, obejmującego obecnie 12 instytucji.

Wszystkie trzy polskie stacje LOFAR (w Borówcu, Łazach i Bałdach) powstały w latach 2013–2015 w ramach realizacji projektu: „Budowa polskich stacji europejskiego interferometru radiowego LOFAR” finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (decyzja nr 6339/IA/158/2013.1).

Od 2015 roku Polska, wraz z trzema swoimi stacjami LOFAR: w Borówcu, Łazach i Bałdach, wchodzi w skład International LOFAR Telescope (ILT) – obecnie Low Frequency Array European Research Infrastructure Consortium (LOFAR ERIC). W latach 2016–2026 udział Polski w pracach konsorcjum był finansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach realizacji projektu „Udział konsorcjum POLFAR oraz grupy roboczej POLFARO w europejskiej strukturze ILT” (decyzja nr DIR/WK/2016/05 oraz umowa nr 2021/WK/02).

W latach 2023–2026 w ramach LOFAR ERIC przeprowadzono pierwszą obowiązkową modernizację wszystkich europejskich stacji LOFAR (LOFAR 2.0), w tym trzech polskich. W Polsce modernizacja ta przebiegała w ramach realizacji projektu: „Udział konsorcjum POLFAR oraz grupy roboczej POLFARO w europejskiej strukturze ILT na lata 2021–2026” finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (umowa nr 2021/WK/02).