Stacja LOFAR PL-612 w Bałdach

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 w chwili obecnej 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 52 stacje połączone ze sobą bardzo szybkim łączem internetowym. Każda ze stacji LOFAR składa się z dwóch pól anten: Low-Band Antennas (LBA) rejestrujące 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-tych XX wieku. Spośród 52 stacji pracujących w systemie LOFAR aż 38 znajduje się w Niderlandach, natomiast pozostałych 14 jest zlokalizowanych w Niemczech (6), Polsce (3), Szwecji (1), Wielkiej Brytanii (1), Francji (1), Irlandii (1) i na Łotwie (1). W latach 2025-2026 planuje się przyłączenie do systemu dwóch kolejnych stacji (we Włoszech oraz Bułgarii). Aspiracje do budowy stacji zgłaszają również Hiszpania, Czechy, 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 2021 roku, 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.