Radiotelescoop ziet meerdere objecten

Mischa Brendel

Een internationaal team van astronomen heeft onder leiding van het Nederlandse instituut voor radioastronomie (Astron) met een nieuwe elektronisch gestuurde radiotelescoop gelijktijdig twee verschillende objecten op twee verschillende plekken aan de hemel waargenomen. Een wereldprimeur die belangrijk is in de ontwikkeling van een nieuwe generatie radiotelescopen.

Het team deed de waarnemingen met een prototype radiotelescoop genaamd Embrace (Electronic Multi-beam Radio Astronomy Concept). Deze radiotelescoop is gebaseerd op een compleet ander concept dan de gangbare radiotelescopen die met parabolische schotels zijn uitgerust en één centrale ontvanger hebben. ‘Embrace bestaat uit 144 tegels van elk ruim een vierkante meter’, vertelt dr.ir. Albert-Jan Boonstra, hoofd R&D van Astron. ‘Op elke tegel bevinden zich 72 dual polarization antennes van veertig centimeter hoog, elk met een eigen ontvanger.’ De signalen die de kleine antennes ontvangen, worden met elkaar gecombineerd, zodat de richting waarin de telescoop waarneemt elektronisch te sturen is. ‘Een enorm voordeel ten opzichte van de mechanische sturing van parabolische schotels’, aldus Boonstra. ‘Hierdoor kun je gelijktijdig in meerdere richtingen waarnemingen doen.’

 

Door tegelijkertijd meerdere waarnemingen te doen, kunnen astronomen bijvoorbeeld meer leren over de precieze afstanden van pulsars door te kijken naar de aankomsttijd van de pulsen – te meten als kortstondige radiosignalen – van deze snel roterende neutronensterren op verschillende plaatsen in het heelal. Ook staat de nieuwe technologie toe dat er meerdere astronomen tegelijkertijd gebruik kunnen maken van de radiotelescoop. Bovendien is het relatief gemakkelijk om een van de antennes uit te schakelen als deze beschadigd is. De metingen van deze antenne worden dan buiten beschouwing gelaten. Hierdoor neemt de nauwkeurigheid van de metingen een fractie af, maar deze kunnen wel gewoon doorgaan. 

‘Embrace is een prototype voor de Square Kilometer Array (Ska). Deze veel grotere internationale radiotelescoop wordt op het zuidelijk halfrond gebouwd en zal met dezelfde technologie werken’, aldus Dion Kant, projectleider van Embrace. Astron is een van de leidende instituten bij de ontwikkeling van Ska. Qua frequentiebereik moet Ska in komen te zitten tussen de huidige parabolische-schotelantennes, die in het hogere frequentiebereik zoeken, en Lofar, een radiotelescoop in het lage frequentiebereik. Net als Ska bestaat ook Lofar uit een aaneenkoppeling van vele niet beweeglijke antennes. Kant: ‘Met Ska willen we tussen het lage en het hoge frequentiebereik dat we nu al dekken gaan zitten en zo andere radiosignalen opvangen.’ Omdat conventionele radiotelescopen steeds grotere parabolische schotelantennes nodig hebben naarmate ze lagere frequenties moeten waarnemen, is er gekozen voor een nieuwe technologie om toch observaties van deze lage frequenties te kunnen doen. Ska en Lofar zijn op deze technologie gebaseerd.

 

Met de succesvolle parallelle waarneming van een pulsar en de Melkweg, heeft Astron aangetoond dat de technologie werkt. ‘Nu moeten we gaan aantonen dat we er betrouwbare waarnemingen mee kunnen doen en dat de technologie ook stabiel is’, vertelt Boonstra. ‘Na deze Embrace moet er nog een tweede, groter prototype komen met een oppervlakte van circa tweeduizend vierkante meter.’
De ontwikkeling van Ska gaat in twee fases; de eerste fase moet in 2019 voltooid zijn; de tweede in 2024. Voor die tijd moet er echter nog besloten worden of de radiotelescoop in Australië of in Zuid-Afrika zal komen te staan.