Nieuws
ASTRON, een sfeerimpressie
Midden in de verrassend warme week in september (6 september 2023) kwamen een groep wetenschapsjournalisten en een introducee naar ASTRON in Dwingeloo. We werden enthousiast ontvangen door een drietal sprekers, Jessica Dempsey (directeur van ASTRON), Joseph Callingham (Hoofd SKA Science Group) en Roelien Attema (Hoofd R&D), die de geschiedenis van de radioastronomie, de rol van Nederland en ASTRON hierin en de huidige stand van zaken vertelden.
Tekst: Anko Verburg
Foto's: Renée Canrinus-Moezelaar
Radioastronomie geeft een veel ruimere blik op het heelal dan enkel het optische deel wat we met onze ogen kunnen zien: dat is maar 0.00035% van het beschikbare spectrum.
Erg belangrijk is het om naar het in de ruimte alom aanwezige waterstof te kunnen kijken. Dat zendt straling uit op de zogenaamde 21cm golflengte. Tijdens de tweede wereldoorlog besefte Hendrik van de Hulst dat al en in de jaren 50 is dit waarnemen ook daadwerkelijk gebeurd, onder meer dankzij de radiotelescoop in Dwingeloo. In de jaren 60 is Westerbork gebouwd: 12, later 14 radiotelescopen net als die ene in Dwingeloo op een rij om zo nog scherper te kunnen waarnemen.
Om nog meer scherpte te verkrijgen zonder de kosten uit de pan te laten rijzen is LOFAR ontwikkeld. LOFAR staat voor Low Frequency Array. Het is een groep (array) zeer eenvoudige antennes die lage frequenties radioastronomie bedrijven. Hiermee hoopt men de eerst gevormde sterrenstelsels te kunnen waarnemen, in de tijd van ca. 400 miljoen jaar na de Big Bang. LOFAR is gemaakt om wetenschap tegen een lage prijs te kunnen doen. Er worden ca. 130 artikelen per jaar geschreven gebaseerd op de metingen van LOFAR. Dat betekent dat de kosten van LOFAR ca. €26000 per artikel zijn. De kosten van de VLA (een soort telescoop ala Westerbork in de USA) zijn 10x hoger met €226000 per artikel.
Om nog betere waarnemingen te kunnen doen wordt er nu bij ASTRON aan SKA meegewerkt: Square Kilometer Array. Dat zijn, net als LOFAR, een grote serie antennes in gebieden die erg weinig storing hebben. In Australië en Zuid-Afrika wordt SKA opgebouwd. ASTRON ontwikkeld veel zelf maar werkt ook veel samen met de (lokale) MKB en de universiteiten. Dit geeft voor beiden het voordeel dat ze gebruik kunnen maken van de expertise die aanwezig is.
Tijdens de lunch werd er gespeed-date met een groep experts van ASTRON. In 5 minuten vertelden zij over hun expertise, variërend van “time domain astronomy” (bijv. pulserende radiobronnen), software (zowel om de metingen te verbeteren en om de gemeten data eenvoudig beschikbaar te stellen aan de wetenschappers), exo-planeten (ook die moeten zichtbaar zijn met radioastronomie), elektronica en 3D printen.
Een bezoek aan de radiotelescoop om de hoek mocht natuurlijk niet ontbreken. Daar werden life een paar metingen gedaan om te laten zien hoe dat eruit ziet. En dat de wetenschappers ook gewone mensen zijn liet een filmpje zien: via de telescoop werd een radiosignaal naar de maan gestuurd en weer ontvangen. De wetenschapper zong “Vader Jacob” waarop de maan na 2 ½ seconde met hetzelfde deel van het lied antwoorde: “Vader Jacob”, waarna de wetenschapper vervolgde met “Slaapt gij nog?” en de maan dat ook weer netjes herhaalde: https://twitter.com/radiotelescoop/status/1572912065261752320
In de kelder van het gebouw van ASTRON zit JIVE. Daar worden radiotelescopen over de hele wereld aangestuurd om samen te werken als 1 grote telescoop (een soort Westerbork maar dan met de grootte van de aarde). Ook dat centrum werd met een bezoek vereerd.
Tot slot gingen we naar de LOFAR superterp. Dat is het hart van LOFAR met een groot aantal antennes in twee maten. Het is fraai om te zien hoe zulke onopvallende palen en stukken landbouwplastic hoogstaande radioastronomie verzorgen. De antennes zijn verdeeld in “stations”: een groep van 100 low band en 50 high band antennes. Hun signalen gaan naar de kabinetten die in het veld staan (1080457.jpg) waar er de eerste compressie van de data gebeurt. Ook worden de signalen precies gelijk gezet in tijd en daarmee wordt ook bepaald in welke richting gekeken wordt, gecompenseerd voor de lengte van de aansluitdraden in het veld. Het liefst had met elke antenne een eigen lengte aansluitkabel gegeven maar om kosten te besparen zijn er 3 lengtes gebruikt. Van alle stations in een veld (er zijn 6 op de superterp zelf en een paar in de velden eromheen) worden de door de kabinetten verzamelde data doorgegeven naar een kabinet aan de rand van het veld. Vandaaruit gaat de data naar Groningen. De hoeveelheid data is ongeveer 10Gbps per station. LOFAR bestaat op dit moment uit 52 stations dus komt er in Groningen ca. ½ Tbps data binnen. Met LOFAR 2 verwacht men 10x meer data, dus 100Gbps per station.