Luisteren naar het ontstaan van ons universum

De techniek achter de grootste radiotelescoop ter wereld

De grootste radiotelescoop ter wereld staat op een terp in Drenthe. LOFAR, de Low Frequency Array, bestaat uit een netwerk van ruim honderdduizend antennes die zo krachtig zijn dat ze zelfs lage frequenties uit de begintijd van ons heelal opvangen. Dr. Paulus Kruger spreekt tijdens het RF Technology event over de technologie achter de wereldberoemde telescoop.

Schrijf je gratis in voor de lezing en het event

Kruger is van huis uit natuurkundige en ingenieur, een combinatie die goed van pas komt bij zijn werk als RF-system engineer voor het Nederlands Instituut voor Radio Astronomie (ASTRON), onderdeel van de NWO. ASTRON ontwikkelde LOFAR samen met onderzoekers van over de hele wereld, maar de kern van de supertelescoop ligt in Nederland. Als RF-engineer is Kruger vooral verantwoordelijk voor de technische kant van het project.

Miljoenen sterren
“LOFAR is niet alleen de grootste low frequency-telescoop ter wereld, maar ook de gevoeligste” steekt Kruger enthousiast van wal. “Juist die lage frequenties zijn  interessant, omdat ze het verst dragen waardoor we  diep in het heelal kunnen kijken. Zo hebben astronomen dankzij LOFAR miljoenen objecten ontdekt waarvan we het bestaan niet wisten." De meeste van deze objecten zijn in feite complete sterrensystemen die bestaan uit miljoenen sterren. Kruger: “Met LOFAR kunnen we zeer interessante fenomenen observeren zoals pulserende ‘sterren', enorme explosies en zwarte gaten.”

Skymap heelal
LOFAR werkt anders dan de klassieke radiotelescoop. In plaats van één enorme schotel, bestaat LOFAR uit stations (velden) vol antennes verspreid over verschillende landen binnen Europa. Door de stations in the cloud aan elkaar te koppelen en de antennes tegelijkertijd op hetzelfde punt in het heelal te richten, ontstaat als het ware één gigantische Europese supertelescoop. De data wordt verzameld en geanalyseerd door een zeer krachtige computer in Groningen en omgezet in beelden die astronomen kunnen begrijpen.

“Met de data hebben we een gedetailleerde skymap kunnen maken van het heelal, waardoor we nu veel meer inzicht hebben in de samenstelling en het ontstaan van ons universum,” legt Kruger uit. "Een van de grootste uitdagingen is om de vele petabytes aan data correct te interpreteren. Data ontvangen is één ding maar als je niet weet wat de gegevens betekenen, kan je er niks mee."

Ruis
Voor een juiste interpretatie is het belangrijk dat de kwaliteit van de data optimaal is. Om dit te bereiken, moest het team omgevingsinvloeden zoveel mogelijk uitbannen. Kruger: "Een lastige opgave, want hoewel Drenthe voor Nederlandse begrippen een dunbevolkte provincie is, is er toch relatief veel ‘ruis’ die de werking van de telescoop kan beïnvloeden. Denk aan FM radio, mobiele telefooncommunicatie, vliegtuig- en satellietcommunicatie alsook de straling van wind- en zonneparken. Idealiter plaats je LOFAR in een verafgelegen gebied in de woestijn waar zo min mogelijk externe invloeden zijn, maar dat is om logistieke redenen niet wenselijk. Zonder goede infrastructuur kan de telescoop namelijk niet functioneren. Tijdens mijn presentatie zak ik enkele technieken laten zien die we hebben ontwikkeld om de zwakke galactische signalen te kunnen detecteren tussen de enorme hoeveel ‘ruis’ door die soms miljarden keren sterker is.”

Maatschappelijke impact
Ondanks de technische insteek van de presentatie, benadrukt Kruger het grote maatschappelijk belang van de radiotelescoop. Kruger: “De technologie die de basis vormt van LOFAR is niet alleen interessant voor wetenschappers en astronomen, maar voor een breed scala aan organisaties, waaronder commerciële bedrijven. Zo is wifi gebaseerd op technologie die is ontwikkeld voor radiotelescopen. Ook wordt de technologie van onze ontvangers gebruikt om MRI-apparatuur te verbeteren en telecombedrijven zetten het in om de lucht 'schoon' te houden en onnodige radioruis tegen te gaan. Dit verbetert de ontvangst van mobiele telefoons als het signaal zwak is. Kortom: LOFAR heeft een enorme impact op ons dagelijks leven.”

Kom naar de lezing 
Wil je meer weten over de technologie achter de grootste low frequency radiotelescoop ter wereld? Kom dan op 18 april naar het RF Technology event in Leusden. De plenaire lezing van Kruger is gratis toegankelijk, maar je moet je wel van tevoren aanmelden via de website.
Let op: dr. Kruger spreekt tijdens het middagprogramma om 15 uur.