Sieć Radiowa Niskiej Częstotliwości

LOFAR to największy na świecie system radioteleskopów zlokalizowanych w różnych częściach Europy (m.in. na terenie Niderlandów, Niemiec, Polski czy Szwecji). Obecnie system tworzą 52 stacje połączone ze sobą bardzo szybkim łączem internetowym. Jego pomysłodawcą i inicjatorem jest środowisko naukowe radioastronomów związane z niderlandzkim instytutem ASTRON, a początki tego przedsięwzięcia sięgają lat 90. ubiegłego wieku. Większość, bo aż 38, stacji pracujących w systemie LOFAR znajduje się w Niderlandach. Kolejnych 6 zlokalizowanych jest w Niemczech, 3 w Polsce i po 1 w Szwecji, Wielkiej Brytanii, Francji, Irlandii i na Łotwie.

Odkrycia

LOFAR jest uważany za jeden z najbardziej efektywnych instrumentów badawczych w dziedzinie fizyki i astronomii w Europie. W 2021 roku, dzięki kilkuletniej pracy naukowców ze wszystkich stacji, udało się stworzyć najdokładniejszą i największą radiową mapę Wszechświata, na której znalazły się ponad 4 miliony obiektów, z czego około miliona nowych, w tym 25 tysięcy czarnych dziur. Przeprowadzone obserwacje pozwoliły na wykrycie dziesiątek tysięcy galaktyk podobnych do naszej Drogi Mlecznej i położonych nawet na krańcach Wszechświata. W oparciu o dane zawarte na mapie uruchomiono projekt nauki obywatelskiej (ang. citizen science) pomagający w odnajdywaniu nowych czarnych dziur. Projekt nazywa się Radio Galaxy Zoo: LOFAR i został stworzony w dużej mierze przez Polaków.

Konsorcjum

Członkami założycielami LOFAR ERIC – oprócz Polski – są Bułgaria, Irlandia, Niderlandy, Niemcy i Włochy. Siedziba Konsorcjum znajduje się w Dwingeloo w Niderlandach, a jej gospodarzem jest Niderlandzki Instytut Radioastronomii. Konsorcjum ERIC jest podmiotem prawnym ustanowionym na mocy decyzji Komisji Europejskiej. 

Znaczenie

LOFAR ERIC wkracza do Europejskiej Przestrzeni Badawczej jako wiodąca infrastruktura wykorzystująca najnowocześniejsze osiągnięcia nauki i technologii astronomicznej. Będzie służyć astronomom najnowocześniejszymi możliwościami obserwacji i przetwarzania danych: rozległym polem widzenia nieba, bezprecedensową czułością i rozdzielczością obrazu oraz nowatorskimi możliwościami obserwacji w wielu kierunkach jednocześnie. Zapewni przejrzysty dostęp do szerokiej gamy usług badawczych dla naukowców z całego świata, wspierając współpracę naukową i umożliwiając realizację innowacyjnych projektów na dużą skalę w różnych dziedzinach nauki. Będą to m.in.: badania właściwości odległego młodego wszechświata, obserwacje procesów formowania się i ewolucji galaktyk, fizyka pulsarów i przejściowych zjawisk radiowych, natura cząstek kosmicznych o ultrawysokiej energii czy też badanie warunków w ośrodku międzygwiazdowym i struktury kosmicznych pól magnetycznych.

Polska w LOFAR

Decyzja o zaangażowaniu się polskich zespołów naukowych w rozwój systemu LOFAR była naturalną konsekwencją współpracy międzynarodowej rozwijanej przez krajowe środowisko radioastronomów od lat 80. XX wieku, m.in. w ramach europejskiej i ogólnoświatowej sieci interferometrycznej VLBI. Zaproponowany przez polskich badaczy unikalny program badań, łączący cele naukowe i aplikacyjne, spotkał się z dużym zainteresowaniem społeczności LOFAR. Deklarowana chęć budowy w Polsce 3 stacji systemu LOFAR sprawiła, że polscy naukowcy od początku odgrywali istotną rolę w pracach nad rozwojem i konsolidacją systemu.

Formalne nawiązanie krajowej współpracy na rzecz udziału Polski w LOFAR nastąpiło w 2007 r. wraz z powołaniem do życia konsorcjum POLFAR obejmującego 9 instytucji:

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie,
• Uniwersytet Jagielloński w Krakowie,
• Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie,
• Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk w Warszawie,
• Poznańskie Centrum Superkomputerowo–Sieciowe afiliowane przy Instytucie Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk,
• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu,
• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu,
• Uniwersytet Szczeciński,
• Uniwersytet Zielonogórski.

Trzy pierwsze instytucje wybudowały w 2015 r. stacje LOFAR: PL-612 w Bałdach (k. Olsztyna), PL-611 w Łazach (k. Krakowa) oraz PL-610 w Borówcu (k. Poznania). 

W 2016 r. polskie stacje stały się funkcjonalnie częścią systemu LOFAR i rozpoczęły prowadzenie obserwacji radioastronomicznych i monitorowanie przestrzeni kosmicznej w ramach tzw. Kluczowych Projektów Naukowych (ang. Key Science Projects) LOFAR. 

Wyniki naukowe osiągane przez polskich radioastronomów dzięki współpracy w ramach LOFAR są w skali świata znaczące, czego dowodem są liczne publikacje, często w prestiżowych czasopismach jak „Nature” czy „Astronomy and Astrophysics”. Polscy badacze biorą aktywny udział w najważniejszych z punktu widzenia rozwoju systemu LOFAR projektach finansowanych w ramach Programu Ramowego Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych i innowacji Horyzont Europa oraz grantów Niderlandzkiej Rady ds. Badań Naukowych (ang. Dutch Research Council, NWO).

Udział polskiego środowiska naukowego w LOFAR skokowo zwiększył konkurencyjność krajowych badań w obszarze astronomii i fizyki oraz przełożył się na dynamiczny rozwój technologii w zakresie gromadzenia, przetwarzania i przesyłu dużych ilości danych. Pozwolił także zbudować w kraju zespół naukowy, który jest w stanie całościowo realizować wielkie międzynarodowe projekty badawcze.