Radio-astronomen omzeilen storende aardatmosfeer met nieuwe kalibratie

Radio-astronomen omzeilen storende aardatmosfeer met nieuwe kalibratietechniek

16 mei 2024 | Universiteit Leiden

Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van Leidse sterrenkundigen, heeft voor het eerst scherpe radiokaarten gemaakt van het heelal op lage frequenties. Dankzij een nieuwe kalibratietechniek omzeilden ze de verstoringen van de aardse ionosfeer. Met de nieuwe methode bestudeerden ze plasma's van oude uitbarstingen van zwarte gaten. Mogelijk is de techniek geschikt om exoplaneten te vinden die om kleine sterren draaien. De onderzoekers publiceren hun techniek in Nature Astronomy.

De techniek zorgt er voor het eerst voor dat sterrenkundigen scherpe radiobeelden van het heelal kunnen maken op frequenties tussen 16 tot 30 MHz. Tot nu toe werd altijd gedacht dat dit onmogelijk was omdat de ionosfeer op zo'n 80 kilometer boven de aarde de waarnemingen op deze frequenties stoort.

LOFAR-telescoop

De onderzoekers gebruikten de LOFAR-telescoop in Drenthe. Dat is op dit moment een van de beste radiotelescopen ter wereld voor lage frequenties. Om hun techniek te testen, bestudeerden ze een aantal clusters van sterrenstelsels die tot nu toe alleen in detail op hogere frequenties bekeken konden worden.

Bril

Dankzij de nieuwe beelden blijkt dat de radiostraling van deze clusters niet gelijkmatig over het hele cluster verdeeld is, maar dat er sprake is van een vlekkenpatroon. "Het is alsof je voor het eerst een bril opzet en niet meer wazig ziet," zegt onderzoeksleider Christian Groeneveld (Universiteit Leiden).

"Het is alsof je voor het eerst een bril opzet en niet meer wazig ziet," zegt onderzoeksleider Christian Groeneveld

Aanleiding van het onderzoek naar de nieuwe techniek was dat er op de hoge frequenties, rond de 150 MHz de laatste jaren al veel verbeteringen in de kallibratie waren doorgevoerd. "We hoopten dat we deze techniek ook naar lagere frequenties, onder de 30 MHz, konden doortrekken," zegt bedenker van het idee Reinout van Weeren (Universiteit Leiden). "En dat is dus gelukt."

Op dit moment verwerken de onderzoekers meer gegevens zodat ze de hele noordelijke hemel in kaart kunnen brengen op de lage frequenties.

Volgens de onderzoekers maakt de nieuwe kalibratietechniek het mogelijk om verschijnselen te bestuderen die eerst verborgen waren. Het is misschien mogelijk om exoplaneten te ontdekken die om kleine sterren draaien. En, zo besluit Groeneveld, "Er is natuurlijk ook eens kans dat we iets onverwachts ontdekken."