4 juli 2022

Nederlands-Japans sterrenkundig instrument meet 49 tinten ver-infrarood

Het DESHIMA-instrument is getest op de Japanse ASTE-telescoop in Pampa la Bola, 4860 meter hoog in het noorden van Chili. (credit: NAOJ).

Het DESHIMA-instrument van Nederlands-Japanse makelij heeft de eerste praktijktests doorstaan bij het meten van de afstanden en leeftijden van verre sterrenstelsels. De kern van het instrument is een chip ter grootte van twee euromunten die 49 tinten ver-infraroodlicht meet. De ontwikkelaars van de spectrometer publiceren de resultaten van hun eerste meetcampagne (first light) maandag in het vakblad Nature Astronomy.

Het meten van afstanden en leeftijden in het heelal is een probleem. De helderheid van een ster of een sterrenstelsel zegt namelijk weinig over de leeftijd. Sterrenkundigen omzeilen dat probleem door te kijken naar het dopplereffect van het licht van sterrenstelsels. Hoe roder het licht, hoe hoger de snelheid, hoe verder het sterrenstelsel. Het licht van de snelste, verste sterrenstelsels is op aarde te zien als ver-infraroodlicht.

49 kanalen

In oktober 2017 monteerden Nederlandse en Japanse onderzoekers onder leiding van Akira Endo (TU Delft) de speciale chip op de Japanse ASTE-telescoop in Noord-Chili. Op de door de TU Delft en SRON ontwikkelde supergeleidende chip bevinden zich één antenne, 49 filters en 49 detectoren. De antenne vangt straling van diverse golflengtes op. De filters rafelen de straling uiteen in 49 tinten infrarood. De 49 detectoren meten de sterkte van de straling. Als een detector een signaal opvangt, is dat te zien als een piek in een grafiek.

DESHIMA, een Japans-Nederlandse spectrometer-op-een-chip bevat 49 detectoren die evenzoveel tinten ver-infrarood meten. De chip is zo klein als een munt van euro en een munt van vijf Japanse yen. (c) SRON/Jochem Baselmans.

First light

De eerste tests met de telescoop, het zogeheten first light, waren veelbelovend. De astronomen hadden de telescoop-met-chip eerst op Mars, Saturnus en een aantal bekende sterren en sterrenstelsels gericht. Toen die zonder noemenswaardige problemen de verwachte helderheid waarnamen, konden de onderzoekers de telescoop richten op het bekende verre sterrenstelsel VV114 en zagen ze de voorspelde roodverschuivingen.

Ruimtetelescoop

De onderzoekers werken inmiddels aan een chip die het licht uiteenrafelt in een golflengtegebied van meer dan 300 tinten in plaats van de huidige 49. Daarmee kunnen ze de afstanden bepalen tot sterrenstelsels die tot nu toe verborgen zijn achter stofwolken. Daarnaast willen de onderzoekers meerdere chips koppelen zodat ze meerdere sterrenstelsels tegelijk kunnen bestuderen. De ontwikkeling moet leiden tot een imaging-spectrometer op handzaam formaat die gemakkelijk gebruikt kan worden op een telescoop op aarde en een must is voor ruimtetelescopen.

Hulp van juwelier

Overigens mislukte de eerste tests op de telescoop in Chili nog bijna door materiaalproblemen. Er was namelijk wat mis met het koelsysteem van de chip. De onderzoekers hadden wel reserve-onderdelen meegenomen voor het koelsysteem, maar ze waren de pinnetjes vergeten om de onderdelen uit te lijnen. Na een urenlange zoektocht in het stadje San Pedro de Atacama kwamen de onderzoekers bij juwelier Jose Pinto. Ze vonden in Pinto’s gereedschapskist een stuk koperdraad met precies de goede diameter. Daarmee konden ze de vergeten pinnetjes maken. En zo was het instrument gered en kon de test met de chip die 49 tinten infraroodlicht meet van start.

Wetenschappelijke artikelen

First light demonstration of the integrated superconducting spectrometer. By Akira Endo et al. geaccepteerd voor publicatie in Nature Astronomy vanaf 6 augustus.

Bron: Astronomie.nl.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: