LOFAR, een nieuw oog op het heelal
Wie dacht dat men zich een relatief goed beeld kon vormen van het aantal sterrenstelsels die zich in het heelal bevinden zal zijn opinie moeten herzien. Een internationaal team van meer dan tweehonderd astronomen uit achttien verschillende landen heeft zopas de eerste resultaten gepubliceerd van een nieuw onderzoek waarin een deel van de noordelijke hemel afgespeurd werd met de gloednieuwe Nederlandse radiotelescoop: LOFAR. Tot nu toe werd ongeveer een kwart van de noordelijke hemel onderzocht en de eerste resultaten werden begin februari 2019 vrijgegeven.
De radiotelescoop staat onder het beheer van ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie. In dit instituut werken verschillende universiteiten en bedrijven samen.
De grootste verzameling astronomische gegevens ter wereld
Op de vrijgegeven foto's zijn honderdduizenden tot nu toe onbekende melkwegstelsels te zien. Vele van de waargenomen radiosignalen zijn miljarden lichtjaren onderweg geweest om ons te bereiken. De foto's tonen onder meer lange slierten gas die meestal afkomstig zijn van samensmeltende melkwegstelsels of die door zwarte gaten werden uitgezonden.
En dit zijn nog maar de eerste resultaten. Het is uiteraard de bedoeling om met LOFAR de volledige hemel te onderzoeken. Binnen afzienbare tijd zouden deze gegevens wel eens kunnen uitgroeien tot de grootste verzameling astronomische gegevens ter wereld. En het zal uiteraard tijd en veel inspanningen vragen om die grote hoeveelheid gegevens tot bruikbare resultaten te verwerken. Speciale rekentechnieken moeten ontworpen worden en zeer krachtige computers zijn hierbij onmisbaar.
Diameter van duizend kilometer
Wat maakt de LOFAR-radiotelescoop nu zo uitzonderlijk? LOFAR, wat staat voor 'Low Frequency Array', werd in 2009-2010 ontworpen en is voor het ogenblik de grootste radiotelescoop ter wereld. Maar LOFAR is geen klassieke radiotelescoop met een grote schotelantenne, het gaat om een totaal nieuw concept. In Nederland werden een veertigtal stations gebouwd, elk voorzien van duizenden afzonderlijke antennes, ongeveer twee meter hoog. Al die antennes, verspreid over verschillende stations, bestrijken in Nederland een gebied met een diameter van honderd kilometer.
Naast die stations in Nederland werden ook nog in vier andere landen acht bijkomende stations gebouwd die eveneens voorzien zijn van duizenden antennes. Vijf van die stations staan in Duitsland, één in het Verenigd Koninkrijk, één in Zweden en één in Frankrijk. Als men de stations in het buitenland meerekent, beslaat de totale oppervlakte van LOFAR een diameter van duizend kilometer. De ontwerpers hebben ten andere de bedoeling om nog bijkomende stations in nog andere landen te bouwen. Zo werden in 2017 antennes in werking gesteld in Ierland.
Door de grote geografische spreiding van die stations bekomt men één grote radiotelescoop met een oplossend vermogen van 0,2 boogseconden. Op die manier was het voor het eerst mogelijk om gedetailleerde foto's te bekomen van de quasar 3C196, die zich op een afstand van ongeveer 7 miljard lichtjaar bevindt. De radiofrequentie die LOFAR gebruikt om sterren en gassen in het heelal waar te nemen ligt tussen 10 tot 240 MHz. Alle data die LOFAR zowel in Nederland als in andere landen verzamelt worden door snelle glasvezels naar een centraal rekencentrum in Groningen doorgestuurd om er via ingewikkelde en speciaal daartoe ontwikkelde rekenmethodes uitgewerkt te worden tot bruikbare resultaten.
Kijk hier voor de bijhorende afbeelding.
Copyright: LOFAR @ ASTRON
Grensverleggend onderzoek
De verwachtingen van de wetenschappelijke wereld in verband met LOFAR liggen hoog. Nu reeds worden de gegevens van het instrument door vele astronomen wereldwijd gebruikt om ons heelal beter te doorgronden. Door de veel grotere gevoeligheid van de telescoop hoopt men verder te kunnen doordringen richting begin van het heelal. De nieuwe beelden zullen wetenschappers ook helpen om een beter inzicht te bekomen in diverse domeinen van de astronomie. Bovenaan het lijstje staat onder andere het ontstaan en de evolutie van zwarte gaten. Uit de vele slierten gas die zich in het heelal bevinden, heeft men reeds kunnen afleiden dat zwarte gaten steeds meer massa van andere sterren opslorpen. Andere vragen zijn welke energie die zwarte gaten uitstoten, hoe het zit met de evolutie van grote clusters van melkwegstelsels die zelf bestaan uit honderden melkwegstelsels, of wat er gebeurt wanneer twee clusters van melkwegstelsels samensmelten.
Het onderzoeksdomein van LOFAR zal zich in de toekomst evenwel niet beperken tot astronomie. Het ligt in de bedoeling om met LOFAR ook onderzoek te verrichten in domeinen als landbouwonderzoek en geofysica. Een goed begrip van de vele gegevens zal ook leiden tot nieuwe inzichten in domeinen als verkeersobservatie, publieke veiligheid, watermanagement, of het monitoren van het milieu.
Bron: Astron News 17-02-2019
Tekst: Emiel Beyens, 27 februari 2019