Sinds afgelopen week kunnen sterrenkundigen hun hart ophalen aan twee kaarten die grote stukken van de hemel in ongekend detail tonen. ‘De ontwikkelingen gaan opeens heel hard.’
Het is alsof je een kaart waarop steden weergegeven staan als bolletjes inruilt voor eentje waarop je opeens ook wegen en parken kunt zien. Alleen gaat het in dit geval om een hemelkaart, die geen steden, maar verre sterrenstelsels toont. Een kleine 2500 exemplaren zijn er te zien, verdeeld over stuk hemel zo groot als 25 keer de volle maan. Voorheen waren deze stelsels enkel bekend als vlekjes van licht. Nu zijn er structuren te zien die onder meer de aanwezigheid van gigantische zwarte gaten onthullen.
Losse antennes
De vorige week gepubliceerde kaart is gemaakt met waarnemingen van de Internationale LOFAR Telescoop. Deze bekijkt de hemel in radiogolven, straling die onzichtbaar is voor onze ogen. Dat doet het niet met één grote telescoop, maar met duizenden losse antennes, verspreid over negen Europese landen, met meetstations in Drenthe als centrum. Door de afzonderlijke waarnemingen van deze antennes samen te voegen, kan men zeer scherpe plaatjes van het heelal schieten.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Alleen: om de grote hoeveelheid meetgegevens van al deze stations te verwerken, is ontzettend veel rekenkracht nodig. Dit maakte het tot voor kort onmogelijk om met radiotelescopen grote stukken hemel gedetailleerd in kaart te brengen. ‘Dankzij de ontwikkeling van supercomputers en verbeterde algoritmes zijn er de afgelopen jaren echter gigantische stappen vooruit gezet’, zegt astronoom Huub Röttgering van de Universiteit Leiden, die meewerkte aan de LOFAR-studie. ‘Waar we tot dusver alleen kaarten konden maken met de gegevens van een beperkt aantal meetstations, kunnen we nu alle Europese LOFAR-stations tegelijk inzetten.’
Pixelknaller
En dat levert plaatjes van ongekende resolutie op. De resulterende kaart, gemaakt met behulp van de nieuwe Leidse supercomputer ALICE en de nationale supercomputer van SURF in Amsterdam, bevat nu al meer pixels dan de grootste, meest gedetailleerde radiokaarten van de gehele hemel.
‘Dat is nog maar van acht uur aan metingen’, merkt Röttgering op. ‘We hebben nog vier- tot vijfhonderd uur aan opnames van dit stukje hemel klaarliggen, waarmee we nog veel gedetailleerdere kaarten kunnen maken. Bovendien willen we uiteindelijk een radiokaart van de gehele noordelijke hemel creëren, waarvoor we ook al redelijk wat waarnemingen hebben. Na een lange aanloopfase vol technologische ontwikkelingen, gaat het nu opeens heel hard.’
Centrum in beeld
Dat geldt ook voor andere radiotelescopen. Vrijwel gelijktijdig met de LOFAR-kaart, publiceerde een andere onderzoeksgroep een uitzonderlijk gedetailleerde radiokaart met waarnemingen van radiotelescoop MeerKAT in Zuid-Afrika, eveneens gebruikmakend van de rekenkracht van supercomputers. Zij keken echter niet naar andere sterrenstelsels, maar legden het centrum van onze eigen Melkweg op ongekende wijze bloot.
Van concurrentie tussen de teams is echter geen sprake. ‘Deze twee kaarten vullen elkaar juist goed aan’, zegt Röttgering. ‘Met de radiokaart van de Melkweg kunnen we één sterrenstelsel zeer gedetailleerd bestuderen. Onze LOFAR-kaart bevat minder details, maar toont wel duizenden stelsels tegelijk, in verschillende soorten en maten, en met verschillende leeftijden. Vergelijk het met het begrijpen van covid-19: in het ziekenhuis kun je individuele patiënten nauwkeurig onderzoeken, maar je kunt ook kijken naar besmettingscijfers over de gehele populatie. Door deze inzichten te combineren, krijg je een compleet beeld.’
Uiteindelijk moet dit leiden tot een beter begrip van het ontstaan van sterrenstelsels. Zo blijkt vrijwel ieder stelsel, inclusief de Melkweg, een superzwaar zwart gat in het centrum te hebben. Sommige van deze zwarte gaten zijn heel actief, waarbij ze enorme stromen van gas uitstoten. Röttgering: ‘We kunnen deze stromen nu voor het eerst gedetailleerd bekijken bij een groot aantal jonge sterrenstelsels. De nieuwe inzichten die dit gaat opleveren, vertellen ons mogelijk weer meer over de geschiedenis van de Melkweg.’
