科学探索|天文学家利用新算法和超级计算机绘制出细致得多的宇宙地图天文学家利用新算法和超级计

利用新的算法和超级计算机，一个令人难以置信的详细的宇宙无线电全景图被创造出来。现在天文学家可以更精确地查看星系的无线电数据。这项成果是由莱顿大学博士生Frits Sweijen及其同事在《自然-天文学》上发表的。
莱顿天文台的博士生Frits Sweijen说："这张单一的地图的像素几乎和以前整个天空的地图一样多。研究人员解决了我们大气层中紫外线辐射的模糊效应：通过特殊的软件，他们设法纠正了这种干扰。莱顿和阿姆斯特丹的超级计算机利用其巨大的计算能力，确保这也进行得相当快。
在可预见的未来，新方法可以使整个北方的天空成为鲜明的焦点。现在，研究人员只显示了一小部分，Sweijen解释说。"假设你在天空中看到一个五乘五个满月大小的正方形。从这个空间的立方体中，我们就可以制作近70亿像素的地图，上面有近2500个星系清晰可见。"

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图片中左边的四个星系在新地图（右）上的焦点更加清晰。
"这张空间地图是根据我们用国际LOFAR望远镜从太空中捕捉到的无线电波制作的。这是一个巨大的射电望远镜，有数以万计的天线分布在一个直径为2000公里的欧洲地区。这些天线倾听宇宙无线电射线" 。Sweijen说。"由于其巨大的面积和许多天线，LOFAR可以'看到'辐射的精致细节，其灵敏度甚至可以让你探测到火星上的手机发出的信号。来自望远镜的数据在被计算机翻译成辐射图，最后整理成一种照片后，人们就可以很直观地阅读。"
用LOFAR拍摄清晰的宇宙照片的一个问题是来自太阳的紫外线辐射。这使我们的大气层蒙上了带电粒子，即离子。这种电离层在望远镜捕捉到电波之前就已经干扰了来自太空的电波。"这使得LOFAR看起来就像从海底观察天空一样，波浪抹去了信号。荷兰射电天文研究所ASTRON最近开发的软件校正了整个地区的测量辐射。这使我们能够聚焦和绘制LOFAR的整个视场。"Sweijen表示。"我们现在可以比以前更详细地研究黑洞和它们所在的星系的演化。"
该软件的工作原理需要大量的计算机能力的算法。在莱顿，最近建成的莱顿学术跨学科集群环境（ALICE）提供了其计算能力。在阿姆斯特丹，信息和通信技术合作机构SURF提供了对其新的Spider平台的早期访问，该平台是专门为诸如这项研究的数据密集型项目而设立的。
LOFAR视场的数据校正是分25个部分进行的，每个部分有一个满月大小。这需要每个区域花七天时间。在一台计算机上，要创建整个地图需要7乘以25即175天。由于SURF和莱顿的大规模基础设施具有并行计算能力，它只花了7天。这意味着现在有一种快速的方法，可以最终以可比的细节绘制整个北方的天空，Sweijen说这可能在未来几年开始。
【科学探索|天文学家利用新算法和超级计算机绘制出细致得多的宇宙地图】"我们现在可以比以前更详细地研究黑洞的演变和它们所在的星系。例如，早期宇宙中的星系，由于它们的距离或年轻的年龄，以前太小，无法看到任何细节，现在可以看到数以千计的锐利画面。"