Deze week treedt de Square Kilometre Array (SKA) Observatory officieel in werking. Deze nieuwe intergouvernementele organisatie zal de komende jaren de grootste radiotelescoop ooit bouwen. Die moet op termijn een resem sterrenkundige mysteries ontrafelen, van het ontstaan van de eerste sterren, over donkere energie tot de mogelijke aanwezigheid van exoleven.
Beeld: Joseph Diamond (SKA)
Zichtbaar licht vertelt slechts een stukje van het verhaal van de kosmos. Om het hele verhaal te kennen, moeten we ook kijken en luisteren naar de aanwijzingen die het heelal ons verschaft in de andere gebieden van het elektromagnetisch spectrum: gammastralen, X-stralen, ultraviolette straling, infrarode straling, microgolfstraling. En radiostraling, de elektromagnetische straling met de langste golflengte en de laagste frequentie.
Radiosterrenkunde
Om radiostraling uit de ruimte op te vangen, hebben we antennes nodig. Een radiotelescoop ziet er dan ook helemaal anders uit dan wat je spontaan van een sterrenkijker verwacht. In plaats van lenzen en spiegels, bestaat ze uit dipool- of schotelantennes. Die staan doorgaans in lange rijen gerangschikt. Door de antennes van een heleboel radiotelescopen te combineren, kan je zelfs zwakke signalen opvangen en vertalen naar bruikbare beelden.
Radiostraling kennen we uiteraard ook in ons dagelijks leven. Onze mobiele telefoon of ouderwetse FM-radio is eveneens uitgerust met een antenne om radiosignalen te ontvangen. En precies daar knelt het schoentje: we zenden zelf zoveel radiostraling uit op aarde dat die heel wat zwakkere stralingsbronnen uit de ruimte helemaal overstemt.
Drie gastlanden
Daarom moeten we niet alleen veel en grote antennes naar de hemel richten, maar ze ook nog eens ver weg van storende invloeden opstellen, waartoe trouwens ook vocht in de atmosfeer behoort. Midden in de woestijn bijvoorbeeld. Wat oorspronkelijk leek uit te draaien op een verscheurende keuze tussen de twee toplocaties, West-Australië en Zuid-Afrika, werd uiteindelijk een en-en-verhaal. Vanuit sterrenkundig oogpunt houdt het immers steek om het radiogebied nog eens op te splitsen in twee deelgebieden.
Het desolate Murchison in West-Australië wordt de thuishaven van SKA-Low, dat zich richt op de laagste radiofrequenties. Maar liefst 131.072 dipoolantennes zullen er de woestijnvlakte sieren. De Karoo in Zuid-Afrika mag zich verheugen op de komst van 197 schotelantennes, elk met 15m diameter, die mikken op de iets hogere frequenties en samen SKA-Mid vormen. Zowel SKA-Low als SKA-Mid kunnen later nog uitgebreid worden met bijkomende antennes in Australië respectievelijk Afrika.
Internationale samenwerking
Daarmee fungeren Australië en Zuid-Afrika als gastlanden van de SKA Observatory. Samen met het Verenigd Koninkrijk, dat dienst zal doen als hoofdkwartier. Daarnaast maken er nog twaalf landen deel van uit. Onder meer Nederland, dat een sterke traditie heeft in radiosterrenkunde en 30 miljoen in het project pompt. Verder zijn zowat 100 organisaties uit een twintigtal landen betrokken in het ontwerp en de ontwikkeling van dit telescoopproject.
De SKA Observatory wordt in een klap de op een na grootste sterrenkundige intergouvernementele organisatie, na de European Southern Observatory (ESO). Mark Thomson, een van de bestuurders van de SKA Observatory schuwt de grote woorden niet: ‘De Square Kilometre Array is een van de wetenschappelijke paradepaardjes van deze generatie. Dit is een uitermate belangrijk en opwindend moment voor de sterrenkunde.’
Wat mogen we verwachten?
De SKA Observatory moet onze sterrenkundige en kosmologische inzichten op verschillende vlakken verhelderen en verdiepen.
Ten eerste moeten de radiosignalen ons meer vertellen over de peutertijd van het heelal. Hoe zijn de eerste sterren, sterrenstelsels en zwarte gaten ontstaan? De radiotelescoop moet immers straling kunnen opvangen van het oorspronkelijke waterstofgas waaruit deze hemellichamen en structuren zijn ontstaan. Thomson vat samen: ‘SKA zal ons helpen om enkele fundamentele vragen over de oorsprong van het heelal te onderzoeken.’
Naast het ontstaan van de eerste sterren, willen onderzoekers ook bekijken welke evolutie het proces van stervorming ondergaan heeft. Dat verliep in het vroege heelal immers anders dan nu. De SKA Observatory wordt tevens in staat geacht de hele levenscyclus van sterrenstelsels beter in kaart te brengen.
De vraag van 1 miljoen – zijn wij alleen in het heelal? – mag uiteraard niet ontbreken
Wetenschappers hopen verder meer te weten te komen over de mysterieuze donkere energie die de uitdijing van het heelal sinds enkele miljarden jaren steeds verder versnelt. Inclusief een nieuwe spannende test van de geldigheid van de relativiteitstheorie.
De vraag van 1 miljoen – zijn wij alleen in het heelal? – mag uiteraard evenmin ontbreken. SKA kan mogelijks moleculen op het spoor komen die cruciaal zijn voor het ontstaan van leven.
Maar uiteraard hoopt elke sterrenkundige stiekem ook op verrassingen, ontdekkingen die niemand op dit ogenblik ziet aankomen en ons begrip van de kosmos misschien een nieuwe wending geven.
En het zijn niet alleen de sterrenkundigen die een vette kluif aan SKA zullen hebben. Met een gegevensproductie van 710 petabyte per jaar – 1 petabyte komt overeen met 1 miljoen gigabyte – wordt de studie van radiobronnen in de ruimte meteen ook een feest van Big Data.
