Nieuwe LOFAR-radiotelescoop levert eerste resultaten en start all-sky survey
Wetenschappers van de Internationale LOFAR Telescope hebben de eerste all-sky survey op lage radiofrequenties aangekondigd. Binnenkort volgt de eerste oproep aan de astronomische gemeenschap om waarneemvoorstellen in te dienen. LOFAR (Low Frequency Array) is een innovatieve radiotelescoop die is gebouwd in Nederland en uitwaaiert over Noord-Europa. Het observatorium gaat de nog goeddeels onbekende sterrenhemel op lage radiofrequenties in kaart brengen. LOFAR gaat op jacht naar de eerste sterren en zwarte gaten in het heelal, radiobronnen, pulsars, kosmische deeltjes en onderzoek doen aan de zon, de planeten en kosmische magnetische velden.
Sterrenkundigen gebruiken LOFAR o.a. voor het bestuderen van superzware zwarte gaten. Een klassiek voorbeeld is het actieve sterrenstelsel Cygnus A, op 700 miljoen lichtjaar afstand. Uit deze eerste LOFAR-opname blijkt dat de jets van plasma van het zware zwarte gat in het centrum tot 2000 lichtjaar van het centrum van het sterrenstelsel reiken (c) J. McKean and M. Wise, ASTRON.
De hardware-constructiefase wordt dit jaar afgerond, waarna onderzoekers van over de hele wereld de mogelijkheid krijgen om te gaan waarnemen met LOFAR. Op de 219de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas (VS) zijn vandaag de eerste resultaten gepresenteerd.
Het eerste grote waarneemproject van LOFAR wordt de Multi-frequency Snapshot Sky Survey (MSSS). Deze survey gaat de meest nauwkeurige catalogus ooit produceren van radiobronnen op lage frequenties. LOFAR is ontworpen om waar te nemen op golfengten van 2 tot 20 meter en kan grote gebieden van de hemel tegelijkertijd observeren. "Met LOFAR kunnen we de laagfrequente radiohemel als nooit tevoren systematisch in kaart brengen, en bijvoorbeeld superzware zwarte gaten zien, door het hele universum heen", zegt MSSS-projectleider dr. George Heald. Deze eerste survey zal een aantal maanden in beslag nemen, evenals de daaropvolgende dataverwerking. Gevoeliger follow-up surveys zullen volgen.
Radioastronomen krijgen in de loop van dit jaar de gelegenheid gebruik te maken van de unieke mogelijkheden van LOFAR. De radiotelescoop is grotendeels digitaal en gebruikt een glasvezelnetwerk om de meer dan 20.000 antennes via internet samen te voegen tot één grote telescoop. De LOFAR-antennes staan gegroepeerd op 48 stations in het noordoosten van Nederland, en in Duitsland, Frankrijk, het Verenigd Koninkrijk en Zweden. Een IBM BlueGene/P supercomputer combineert de signalen van deze stations tot een telescoop met de grootte van 10 tot 25 voetbalvelden en de resolutie van een telescoop met een diameter van 1.000 kilometer. De combinatie van een groot aantal antennes en de enorme effectieve omvang geven LOFAR een ongekende gevoeligheid en oplossend vermogen op lange radiogolven.
Een van de wetenschappelijke teams binnen LOFAR dat gebruik gaat maken van de hoge gevoeligheid is dat van prof. Ger de Bruyn, die het Epoch of Reionization (EOR) project leidt. De Bruyn hoopt de extreem zwakke signalen te ontdekken van het neutraal waterstofsignaal uit de vroegste fase van de kosmos. Deze 21 cm waterstoflijn werd geproduceerd op het moment dat de eerste sterren en sterrenstelsels ontstonden. "Het detecteren van dit signaal, uitgezonden in de kinderjaren van het heelal, zou een mijlpaal betekenen in de kosmologie", aldus De Bruyn. Een aantal waarnemingen dat het EoR-team al heeft gedaan, leverde de diepste en meest gevoelige opnamen op die ooit op deze golflengten zijn gemaakt. Later dit jaar hoopt het team het EoR-signaal zelf te benaderen.
Foto: LOFAR EoR deep field. Dit is de diepste opname ooit gemaakt op een golflengte van 2 meter. De opname laat een glimp zien van een zeer ver en jong universum. Vervolgwaarnemingen met LOFAR zullen de radiogolven ontdekken van het moment dat de eerste sterrenstelsels in het heelal 'aangingen' (c) S. Yatawatta, ASTRON.
De bestuursvoorzitter van de LOFAR-telescoop, prof. Heino Falcke, is enthousiast over de capaciteiten van LOFAR: "Na tien jaar hard werken aan het project, is het fantastisch om te zien dat de telescoop echt werkt".
Ook het onderzoek aan pulsars, de snel roterende neutronensterren die ontstaan nadat een zware ster na een supernovaexplosie is ingestort, zal een nieuwe impuls krijgen. Pulsars zenden radiostraling uit, gedurende soms slechts een paar miljoenste van een seconde. De gevoeligheid van LOFAR maakt het mogelijk om in één keer over de laagste octaven van het waarneembare radiospectrum te observeren. Gecombineerd met data van radiotelescopen die op kortere golflengten opereren, kan de radio-emissie van een pulsar worden gelokaliseerd tot op 100 km boven de magnetische polen van de ster. Het grote blikveld van LOFAR zal worden gebruikt voor surveys om bestaande pulsars te bestuderen en nieuwe te ontdekken.
In mei 2012 komt de eerste oproep aan de astronomische gemeenschap om waarneemvoorstellen in te dienen. Het grootste deel van de beschikbare waarneemtijd wordt in het eerste jaar toegekend aan de 'Key Science Projects'. De rest van de tijd is beschikbaar voor open-sky waarneemprojecten. "Onze bedoeling is om de meest veelzijdige telescoop ter wereld voor de hele gemeenschap ter beschikking te stellen", zegt LOFAR-projectwetenschapper dr. Michael Wise.