Nederlandse radiotelescoop brengt een bijna onverkend deel van de hemel in beeld

Een Nederlandse radiotelescoop heeft een nieuw venster op de hemel geopend: de eerste gegevens van de LOFAR Decametre Sky Survey tonen radiostraling tussen 15 en 30 megahertz. Dat bereik is vanaf de aarde moeilijk scherp af te beelden. De vrijgave is daarom vooral een nieuwe kaart en gereedschapskist voor astronomen — geen aankondiging van één spectaculaire ontdekking.

Het peer-reviewed artikel in Astronomy & Astrophysics beschrijft de opzet van LoDeSS en de eerste openbare data. De survey richt zich op het noordelijke hemelgebied boven een declinatie van +20 graden. Bij een centrale frequentie van 23 megahertz bereiken de beelden een resolutie van ongeveer 45 boogseconden.

Een lastig radiovenster vanaf de grond

Zichtbaar licht is maar een klein deel van het elektromagnetische spectrum. LoDeSS kijkt naar radiogolven met golflengtes van grofweg tien tot twintig meter. In dat gebied kunnen onder meer oude populaties van energierijke elektronen, pulsars en magnetische verschijnselen rond sterren en planeten zichtbaar worden.

Maar juist deze lange golven worden sterk vervormd door de ionosfeer, de elektrisch geladen bovenlaag van de aardatmosfeer. De ionosfeer verandert voortdurend en kan radiobronnen uitsmeren of verschuiven. Daar komt storing bij van menselijke radiozenders, televisie, vliegtuigen en andere apparatuur.

De onderzoekers voerden de waarnemingen daarom ’s nachts uit, wanneer een deel van de via de ionosfeer teruggekaatste radiostoring minder sterk is. Een gemiddeld richtpunt kreeg ongeveer vijf uur meettijd. Daarna moesten algoritmen instrumentele effecten, de veranderende ionosfeer en de gevoeligheid van de antennes corrigeren.

Wat de eerste vrijgave bevat

LoDeSS maakt gebruik van de Low Band Antennas van LOFAR. In plaats van één grote schotel bestaat de telescoop uit duizenden eenvoudige antennes die samen één meetinstrument vormen. De signalen van stations in meerdere Europese landen worden digitaal gecombineerd.

De eerste release bevat gecorrigeerde beelden van de totale radio-intensiteit, aangeduid als Stokes I, en van circulaire polarisatie, Stokes V. Voor velden waarvan de helderheidsschaal betrouwbaar genoeg is, hoort daar ook een broncatalogus bij. Zo kunnen andere onderzoekers de gegevens hergebruiken en vergelijken met waarnemingen op hogere frequenties.

De beeldkwaliteit is niet overal gelijk. Sommige nachten was de ionosfeer rustiger dan andere, en ook het aandeel meetgegevens dat door radiostoring moest worden weggegooid verschilt per veld. De auteurs noemen die variatie uitdrukkelijk. De kaart is dus geen foutloze foto van de hemel, maar een zorgvuldig bewerkte verzameling radiometingen met bekende grenzen.

Waarom de Nederlandse rol bijzonder is

ASTRON beschrijft LOFAR als een telescoop die in Nederland is ontworpen en gebouwd. Het project begon als een nationale infrastructuur en groeide uit tot een internationaal netwerk. Van de huidige stations liggen er 38 in Nederland; de Europese onderzoeksinfrastructuur wordt vanuit Nederland gehost.

Die rol maakt het onderzoek direct relevant voor Nederlandse lezers. Het gaat niet alleen om deelname van een Nederlandse wetenschapper, maar om een instrument waarvoor Nederlandse antennes, rekenkracht en organisatie de basis vormen.

Een beginpunt, geen eindontdekking

De survey opent mogelijkheden om zwakke en oude radiobronnen te bestuderen en om gerichter te zoeken naar coherente radio-emissie van sterren of planeten. Dat zijn onderzoeksdoelen, geen resultaten die al vaststaan. De eerste datarelease bewijst niet dat LOFAR een radiosignaal van buitenaards leven of een nieuwe exoplaneet heeft gevonden.

De volgende waarde zit in hergebruik en uitbreiding: meer velden, betere kalibratie en vergelijking met andere telescopen. Pas daaruit kunnen afzonderlijke ontdekkingen volgen. Voor nu is het belangrijkste resultaat dat een moeilijk deel van het radiospectrum systematisch toegankelijker is geworden.