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 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 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), Bułgaria (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, obejmującym 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).