Größte Sammlung kosmischer Radioquellen veröffentlicht

Mehr als zehn Jahre lang beobachtete ein internationales Forschungsteam den Nordhimmel mit dem Radioteleskop LOFAR. Zu den beteiligten Einrichtungen zählen die Universitäten Hamburg, Bielefeld, Bochum und Würzburg sowie die Thüringer Landessternwarte und das Jülich Supercomputing Centre. Nun legen die Astronom*innen die Beobachtungsdaten dieser umfassenden Himmelsdurchmusterung vor und veröffentlichen die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“. Forschende der Universität Bielefeld trugen dazu bei, die Genauigkeit der riesigen Himmelskarte abzusichern.

Radioastronomie „hört“ ins Universum – statt Licht nutzen Forschende Radiowellen, um Phänomene zu erfassen, die das menschliche Auge nicht sehen kann: etwa Magnetfelder in unserer und anderen Galaxien oder Sterne, die vor langer Zeit explodiert sind.

© LoTSS-Team

Aktive Galaxien, sichtbar in Radiowellen, mit gewaltigen Jets aus ihren Zentren – angetrieben von supermassiven Schwarzen Löchern.

Die neue Himmelsdurchmusterung (LOFAR Two-metre Sky Survey, LoTSS) erfasst 13,7 Millionen kosmische Radioquellen – das sind zum größten Teil Galaxien, die junge Sterne enthalten, und supermassive schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien, sogenannte aktive Galaxien. Für die Himmelskarte wertete das internationale Forschungsteam knapp 13.000 Stunden Beobachtungszeit aus. Die Kartierung ist die bislang größte Sammlung an Radioquellen, die jemals angelegt wurde, und liefert die umfassendste Bestandsaufnahme aktiver Galaxien. Die großflächige Radiokarte des Universums mit bisher unerreichter Detailtiefe ist nun öffentlich zugänglich.

© Universität Bielefeld/Sarah Jonek

Prof. Dr. Dominik Schwarz, Kosmologe an der Universität Bielefeld und Koordinator im LOFAR-Großprojekt.

Forschende der Universität Bielefeld um den Kosmologen Professor Dr. Dominik Schwarz haben untersucht, wie verlässlich die umfangreiche Himmelskarte ist. Die Forschenden analysierten systematische Abweichungen in den Daten und entwickelten Modelle, um sie rechnerisch zu berücksichtigen.

„Neben Erkenntnissen über die detaillierten physikalischen Vorgänge lernen wir aus dem neuen Himmelsatlas auch, wie sich Galaxien entwickeln und wie sie im Universum angeordnet sind“, sagt Schwarz, der im laufenden LOFAR-Großprojekt das kosmologische Team koordiniert.

Daten für alle zugänglich

Interessierte können den Nordhimmel mit einer interaktiven Karte selbst erkunden. Darüber hinaus sind alle Daten der Himmelsdurchmusterung hier öffentlich zugänglich, darunter Karten und Kataloge, die 46 Prozent des Himmels abdecken, sowie 590 Terabyte an Rohdaten.

Kosmologische Fragen im Fokus

Das internationale Team aus Wissenschaftler*innen im LOFAR-Projekt analysiert die neu entdeckten kosmischen Objekte, um darauf zu schließen, wie sich das Universum insgesamt entwickelt hat.

Dominik Schwarz: „Für unsere kosmologischen Analysen sind nicht einzelne der 13,7 Millionen Quellen entscheidend, sondern ihre Gesamtheit sowie ihre Verteilung und Eigenschaften. Andere Arbeitsgruppen beschäftigen sich aber auch mit einzelnen Objekten.“

„Wir konnten bereits mit den 2022 veröffentlichten Daten des zweiten LOFAR‑Datensatzes zeigen, dass sich unsere Durchmusterungen sehr gut dazu eignen, kosmologische Fragestellungen zu beantworten“, erklärt Schwarz. „Mit der nun deutlich verbesserten Statistik der dritten Veröffentlichung erwarten wir, einen Beitrag zur Beantwortung brennender kosmologischer Fragen leisten zu können – etwa zur sogenannten Hubble‑Tension und zur Aufklärung der Natur der dunklen Energie.“

© LoTSS-Team

Blick ins Innere der Milchstraße in Richtung des Sternbilds Adler, wo zahlreiche massereiche Sterne explodiert sind. Gut zu erkennen sind der Manatee-Nebel (unten rechts) und weitere blasenförmige Supernova-Überreste.

© LoTSS-Team

Der LOFAR-Himmel von der Andromeda-Galaxie (M31) bis zu den Galaxien NGC 315 und NGC 383. Die Aufnahme zeigt einen Ausschnitt der Sternbilder Andromeda und Fische und umfasst rund 15 Grad – etwa die Spanne einer ausgestreckten Hand auf Armlänge.

© LoTSS-Team

Die Andromeda-Galaxie (M31), größte Nachbarin der Milchstraße, in neuer Perspektive: Im Radiolicht dominiert die Strahlung aus dem zentralen supermassiven Schwarzen Loch. Ein ausgedehnter Ring zeigt Regionen aktiver Sternentstehung. Dahinter erscheinen Hunderte ferner Galaxien.

© LoTSS-Team

Die Radiogalaxien NGC 315 und NGC 383 dominieren dieses Bild mit Materiejets aus hochenergetischen Teilchen, die von supermassiven Schwarzen Löchern ins All geschleudert werden. In 223 beziehungsweise 209 Millionen Lichtjahren Entfernung überstrahlen sie die zahlreichen fernen, meist punktförmigen Radiogalaxien.

Laut Dominik Schwarz unerwartet und besonders bemerkenswert: Die Durchmusterung hat auch viele Sternsysteme in der Milchstraße aufgespürt, deren Sterne Aktivität im Radiofrequenzbereich zeigen. „Das eröffnet die Möglichkeit, Magnetfelder in anderen Sonnensystemen zu untersuchen. Magnetfelder sind notwendig, um Planeten vor kosmischer Strahlung zu schützen“, so Schwarz.

LOFAR gehört zu den leistungsstärksten Radioteleskopen der Welt. Getragen wird es von einem Verbund aus elf Ländern. In Deutschland betreiben elf Universitäten und Forschungszentren im GLOW-Konsortium sechs der LOFAR-Stationen. An der Universität Bielefeld ist die LOFAR-Forschung im Fokusbereich ANBauEn angesiedelt. In dem Forschungsnetzwerk wird untersucht, wie aus grundlegenden Bausteinen komplexe Systeme entstehen und wie sich ihr Verhalten auf zentrale Prinzipien zurückführen lässt.

Originalveröffentlichung

Timothy W. Shimwell et al.: The LOFAR Two-metre Sky Survey VII. Third Data Release. Astronomy & Astrophysics, DOI: 10.1051/0004-6361/202557749, veröffentlicht am 19. Februar 2026