Radioastronomen vermijden verstoring van de atmosfeer van de aarde met nieuwe kalibratietechnologie

Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van Leidse astronomen, heeft voor het eerst scherpe radiokaarten gemaakt van het heelal bij lage frequenties. Dankzij een nieuwe kalibratietechniek vermeden ze verstoringen van de ionosfeer van de aarde. Met de nieuwe methode bestudeerden ze plasma’s van oude uitbarstingen van zwarte gaten. De techniek kan geschikt zijn voor het vinden van exoplaneten die rond kleine sterren draaien. De onderzoekers publiceren hun techniek in Natuur Astronomie.

Voor het eerst stelt de technologie astronomen in staat scherpe radiobeelden van het heelal te verkrijgen op frequenties tussen 16 en 30 MHz. Tot nu toe werd altijd gedacht dat dit onmogelijk was omdat de ionosfeer, zo’n 80 kilometer boven de aarde, interfereert met waarnemingen op de aarde. deze frequenties.

De onderzoekers maakten gebruik van de LOFAR-telescoop in Drenthe. Het is momenteel een van de beste radiotelescopen ter wereld voor lage frequenties. Om hun techniek te testen, bestudeerden ze een reeks clusters van sterrenstelsels die tot nu toe alleen in detail zichtbaar waren op hogere frequenties.

Bril
De nieuwe afbeeldingen laten zien dat de radio-emissie van deze clusters niet gelijkmatig over de cluster is verdeeld, maar dat er eerder sprake is van een gespikkeld patroon. “Het is alsof je voor het eerst een bril opzet en je zicht niet meer wazig is”, zegt studieleider Christian Groeneveld (Universiteit Leiden).

De reden voor het onderzoeken van de nieuwe technologie was dat er de afgelopen jaren al veel verbeteringen zijn aangebracht in de kalibratie bij hoge frequenties, rond de 150 MHz. “We hoopten deze technologie ook uit te kunnen breiden naar lagere frequenties, onder de 30 MHz”, zegt de bedenker van het idee, Reinout van Weeren (Universiteit Leiden). “En dat werkte.”

Onderzoekers verwerken momenteel meer gegevens, zodat ze de hele noordelijke hemel op lage frequenties in kaart kunnen brengen.

Volgens de onderzoekers maakt de nieuwe kalibratietechniek het mogelijk om fenomenen te bestuderen die voorheen verborgen bleven. Het zou mogelijk kunnen zijn om exoplaneten te ontdekken die rond kleine sterren draaien. En, zo besluit Groeneveld, “het kan natuurlijk ook zo zijn dat we iets onverwachts ontdekken.”

Wetenschappelijk artikel
Karakterisering van de decameterhemel met een resolutie van minder dan een minuut. Door: C. Groeneveld, RJ van Weeren, E. Osinga, WL Williams, JR Callingham, F. de Gasperin, A. Botteon, T. Shimwell, F. Sweijen, J. de Jong, LF Jansen, GK Miley, G. Brunetti, M. Brüggen en HJA Röttgering. In: Natuur Astronomie6 mei 2024. (origineel | voordruk (pdf))

Links ziet u een afbeelding van een stukje hemel, waargenomen met de beste kalibratietechniek tot nu toe. Rechts zie je hetzelfde stukje lucht met de nieuwe techniek. Er zijn meer details zichtbaar en wat voorheen grote, wazige stippen waren, zien er nu uit als individuele stippen. (c) LOFAR/Groeneveld et al. (hoge resolutie)