Groen licht voor bouw van ’s werelds grootste radiotelescoop SKA Observatory

Credit: SKAO

Tijdens een historische vergadering van de Raad vorige week kreeg het onlangs opgerichte SKA Observatorium (SKAO) van zijn lidstaten goedkeuring om te starten met de bouw van de SKA-telescopen in Australië en Zuid-Afrika. De twee telescopen, die momenteel SKA-Low en SKA-Mid worden genoemd – de namen beschrijven het radiofrequentiebereik dat zij elk bestrijken – worden de twee grootste en meest complexe netwerken van radiotelescopen die ooit zijn gebouwd.

Het besluit om de bouw goed te keuren volgt op de oprichting van de SKAO als intergouvernementele organisatie eerder dit jaar en de publicatie van twee sleuteldocumenten, het Observatory’s Construction Proposal en het Observatory Establishment and Delivery Plan, vorig jaar. De documenten zijn het hoogtepunt van meer dan zeven jaar ontwerp- en constructiewerk door meer dan 500 deskundigen uit 20 landen om de technologieën te ontwikkelen en te testen die nodig zijn om de ultramoderne telescopen te bouwen en te exploiteren. Elf internationale consortia die meer dan 100 instellingen vertegenwoordigen, waaronder onderzoekslaboratoria, universiteiten en bedrijven uit de hele wereld, hebben de antennes, netwerken, computers, software en infrastructuur ontworpen die nodig zijn om de telescopen te laten functioneren. De kosten voor de bouw van de twee telescopen en de bijbehorende exploitatie- en bedrijfsvoeringsfuncties zullen 2 miljard euro bedragen over de periode 2021 – 2030. Bron: Astronomie.nl.

Twee reusachtige radiostelsels met MeerKAT ontdekt – er zijn er vast nog véél meer

In rood de met MeerKAT ontdekte jets van de twee reusachtige radiostelsels. CredI. Heywood (Oxford/Rhodes/SARAO.

Sterrenkundigen hebben met de krachtige MeerKAT radiotelescoop in Zuid-Afrika twee reusachtige radiosterrenstelsels ontdekt. Er zijn al vele radiostelsels bekend, sterrenstelsels die zeer veel straling uitzenden in het radiogolfgebied van het elektromagnetische spectrum, maar van de ‘reusachtige radiostelsels’ zijn er maar een paar honderd bekend. Deze ‘giant radio galaxies’, zoals ze in het Engels worden genoemd, hebben straalstromen of jets, die meer dan 700 kpc lang zijn, dat is meer dan 22 keer zo groot als de gehele Melkweg! Een bekend voorbeeld van zo’n reusachtige radiostelsel is Centaurus A, welke je hieronder afgebeeld ziet.

Centaurus A. Credit: ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray).

MGTC J095959.63+024608.6 en MGTC J100016.84+015133.0 zijn de twee reusachtige radiostelsels, die met MeerKAT ontdekt zijn, je ziet ze in de bovenste afbeelding. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Jacinta Delhaize (Universiteit van Kaapstad) keek in het kader van het MeerKAT International Gigahertz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE) onderzoek naar een klein stukje van de hemel, pakweg vier keer de grootte van de Volle Maan. Men dacht op basis van eerdere onderzoeken dat reusachtige radiostelsels niet veel voorkomen en de kans dat men in die vierkante postzegel aan de hemel reusachtige radiostelsels zou aantreffen schatte men vantevoren in op slechts 0,0003%. Maar men trof er dus maar liefst twee aan met MeerKAT, een serie aan elkaar verbonden kleine radiotelescopen, tesamen één grote radiotelescoop vormend. MeerKAT is een voorloper van de Square Kilometer Array (SKA), de reusachtige radiotelescoop die in Zuid-Afrika en Australië moet verrijzen en waarvan de bouw dit jaar moet gaan starten. Op basis van deze ontdekking van twee reusachtige radiostelsels denkt men dat er nog veel meer zullen zijn in het heelal.

MeerKAT. Credit: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO).

Vakartikel: “MIGHTEE: Are giant radio galaxies more common than we thought?”, J. Delhaize, I. Heywood, M. Prescott, et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 501 (3), pp. 3833-3845 (2021) (DOI: 10.1093/mnras/staa3837).

Bron: Royal Astronomical Society.

Twee ERC Advanced Grants voor Nederlandse sterrenkundigen

Prof. Erwin de Blok en Prof. Léon Koopmans. Credit: ASTRON.

Twee Nederlandse sterrenkundigen krijgen elk een Advanced Grant van de European Research Council (ERC). Het gaat om de Groningse hoogleraar prof. Léon Koopmans (3,5 miljoen euro) en prof. Erwin de Blok van ASTRON (2,5 miljoen euro).

Léon Koopmans krijgt de Europese beurs voor zijn programma CoDEX: The Final 21-cm Cosmology Frontier. Daarmee wil hij de uiterst zwakke straling van neutraal waterstof waarnemen uit de tijd dat het heelal minder dan een miljard jaar oud was. Deze straling bevat gedetailleerde informatie over de eerste sterren, sterrenstelsels, zwarte gaten en de fundamentele fysica.

Instrumenten CoDEX. Credit: ASTRON.

Deze waarnemingen gaan Koopmans en zijn team doen met de Nederlandse Low-Frequency Array (LOFAR), de New Extension in Nançay Upgrading LOFAR (NenuFAR) en de Netherlands-China Low-Frequency Explorer (NCLE), die aan boord is van een Chinese satelliet die zich achter de maan bevindt. Binnen CoDEX worden de rekeninfrastructuur, algoritmes en software ontwikkeld die nodig zijn om de vele petabytes aan data te analyseren die deze telescopen in de komende jaren (en de Square Kilometre Array (SKA) in de verdere toekomst) gaan genereren.

Erwin de Blok leidt het ERC-programma MeerGas: Finding the Origin of Gas in Galaxies with MeerKAT. Hij wil de herkomst van neutraal waterstofgas in sterrenstelsels achterhalen. Neutraal waterstof is het gas waaruit de sterren in sterrenstelsels worden gevormd. De meeste stelsels bevatten echter slechts voldoende gas om maar voor een fractie van hun levensduur sterren te vormen. Ze moeten dus gas van elders krijgen. Computersimulaties suggereren dat dit gas zich in de ruimte tussen de sterrenstelsels bevindt, en van daaruit door de sterrenstelsels wordt ingevangen. De radiostraling die dit gas uitzendt is erg zwak en daardoor nog nooit ondubbelzinnig waargenomen.

MeerKAT. Credit: ASTRON.

De groep van De Blok wil met extreem gevoelige radiowaarnemingen van de nieuwe MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika dit gas detecteren. MeerKAT is een voorlopertelescoop van de toekomstige Square Kilometre Array (SKA) in Zuid-Afrika en Australië, waarin Nederland een partner is. MeerGas zal nieuwe technieken gebruiken en ontwikkelen waarmee de grote hoeveelheden gegevens efficiënt geanalyseerd kunnen worden. Het onderzoeksprogramma zal bijdragen aan de voorbereidingen voor de nog grotere toevoer aan gegevens die de SKA zal produceren.

De Advanced Grant van de European Research Council (ERC) wordt toegekend op basis van zowel de wetenschappelijke excellentie van de aanvrager als het onderzoeksvoorstel. Bron: Astronomie.nl.

Lezing: ‘OLFAR – de nieuwe radiotelescoop in de ruimte’ vrijdag 24 januari bij Huygens

Impressie van OLFAR./ Credit: ASTRON / Mark Bentum

Op vrijdag 24 januari houdt Mark Bentum bij sterrenkundevereniging Chr. Huygens in Papendrecht een lezing getiteld: ‘OLFAR – de nieuwe radiotelescoop in de ruimte’. Bentum is hoogleraar Radio Science aan de Technische Universiteit Eindhoven. Daarnaast is hij werkzaam bij ASTRON in Dwingeloo. Hij werkt aan nieuwe technieken en nieuwe radiotelescopen op lage waarneemfrequenties; is actief binnen het nieuwe instrumentatieprogramma van de Square Kilometer Array en is daarnaast een enthousiaste docent op het gebied van Electromagnetisme en draadloze communicatie.

Voor de radioastronomie is het gebied beneden de 30 MHz één van de laatste onbekende frequentiebanden. Wetenschappelijk gezien is dat een bijzonder interessant frequentiegebied. Daarbij kunnen we denken aan het bestuderen van rood verschoven radiogolven afkomstig van waterstof uit het vroegste Heelal, het ontdekken van planeten en zonuitbarstingen in andere zonnestelsels en het bestuderen van ruimteweer. Helaas is dit frequentiegebied onbereikbaar vanaf de Aarde ten gevolge van de invloeden van de ionensfeer. Dus moeten we de ruimte in!!! In het OLFAR-project worden technieken ontwikkeld voor een radiotelescoop in de ruimte met behulp van een zwerm van circa 50 kleine satellieten in een baan rond bijvoorbeeld de Maan. In een samenwerkingsverband tussen een aantal universiteiten, instellingen en bedrijven wordt in de komende jaren hard gewerkt aan nieuwe technologieën om dit concept mogelijk te maken. In de lezing zal het OLFAR-project gepresenteerd worden, zowel de technische aspecten, als ook de wetenschappelijke mogelijkheden. De zaal is geopend om 19:30 uur en ze beginnen bij Huygens om 20:00 uur. Bron: Huygens.

Nederland ratificeert als eerste de deelname aan de bouw van ‘s-werelds grootste radiotelescoop

Impressie van SKA. Credit: SKA Collaboration.

Het Square Kilometre Array (SKA) Observatorium, de intergouvernementele organisatie die de grootste radiotelescoop ter wereld gaat bouwen en bedienen, heeft een belangrijke stap vooruit gezet dankzij de bekrachtiging van het SKA Observatorium Verdrag door het Nederlandse parlement. De ratificatie is nu bevestigd.
Voor de zomer heeft het Nederlandse parlement het Verdrag tot de oprichting van het Square Kilometre Array Observatorium geratificeerd en de bevestiging is nu ontvangen dat de akten van ratificatie zijn geaccepteerd door het Britse ministerie van Buitenlandse Zaken en het Gemenebest, de beheerder van het Verdrag. Nederland is het eerste land dat zijn ratificatieproces officieel voltooit en zijn ratificatie-instrumenten voorlegt aan de beheerder. Dit is een belangrijke stap in de oprichting van de nieuwe intergouvernementele organisatie, met hoofdkantoor nabij Manchester in het Verenigd Koninkrijk.
De andere landen die het verdrag hebben ondertekend, namelijk Australië, Zuid-Afrika, het Verenigd Koninkrijk, China, Italië en Portugal, doorlopen momenteel ook een vergelijkbaar ratificatieproces. Het Verdrag, ondertekend in Rome op 12 maart dit jaar, tot oprichting van de intergouvernementele organisatie treedt in werking zodra ten minste vijf landen, waaronder de drie gastlanden (Australië, Zuid-Afrika en Verenigd Koninkrijk), de ratificatie hebben voltooid en hun akten van ratificatie bij de beheerder hebben neergelegd.

Minister Van Engelshoven (ministerie OCW): “De Square Kilometre Array is een project waarbij Nederland meebouwt aan ’s-werelds grootste radiotelescoop. Met dit grote aantal antennes genereert de SKA enorme hoeveelheden gegevens; één petabit per seconde, dat is meer dan drie keer het wereldwijde internetverkeer in 2018. Dit is baanbrekend! We investeren € 30 miljoen in het project, en die investering levert onze samenleving werkgelegenheid, bedrijvigheid en kennis op. Bijvoorbeeld op het gebied van ICT en duurzame energie. Ook zal Nederland hiermee zijn wereldwijd toonaangevende positie in de wetenschap versterken.’’

Megaproject
Prof. Carole Jackson, directeur-generaal van ASTRON (Nederlands instituut voor radioastronomie): “Ik ben erg trots dat Nederland een van de oprichters is van het nieuwe SKA Observatorium. ASTRON is gastheer van het SKA Office voor Nederland, waarmee we de wetenschappelijke en technische inspanningen van dit megaproject coördineren met Nederlandse universiteiten en industrie. We kijken ernaar uit om dit werk met onze nationale en internationale partners voort te zetten om de SKA tot een succes te maken.”
Prof. Philip Diamond, directeur-generaal van SKA voegt eraan toe: “Ik ben zeer verheugd dat Nederland de eerste van onze partnerlanden is die het SKA Observatorium Verdrag heeft geratificeerd. Dit versterkt het momentum dat nu binnen SKA bestaat. We verwachten volgend jaar volledige ratificatie van het Verdrag en in ongeveer 18 maanden de start van de bouw.”

SKA: 200 schotels en 130.000 antennes
De SKA wordt de grootste en meest gevoelige radiotelescoop ter wereld. Hij zal worden gebouwd in Zuid-Afrika en Australië. In Zuid-Afrika zal een eerste set van ongeveer 200 grote schotels worden ingezet in de Karoo-regio, terwijl in West-Australië de telescoop aanvankelijk zal bestaan uit meer dan 130.000 antennes verspreid over 512 antennevelden. Het ontwerp van deze antennes is gebaseerd op de Low Frequency Array (LOFAR) telescoop van ASTRON. Met dit grote aantal antennes genereert de SKA enorme hoeveelheden gegevens.

Zijn we alleen in het universum?
De SKA is ontworpen om belangrijke vragen over ons universum te onderzoeken: hiermee kunnen astronomen de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein in extreme omstandigheden testen, de vroege fasen van het heelal onderzoeken, inclusief de vorming van de eerste sterren en sterrenstelsels, magnetische velden in kaart brengen, de aard van de raadselachtige snelle radio-uitbarstingen ontrafelen, planeten rond nabijgelegen sterren bestuderen en het antwoord zoeken op een van de grootste mysteries voor de mensheid: zijn we alleen in het universum?

Slimme software
Het SKA project zal niet alleen een grote wetenschappelijke impact hebben, het stimuleert nu al technologische innovatie. Ontwikkelingen in antennestructuren, datatransport, software en computerarchitecturen zullen worden verbeterd door de eisen van de SKA. Dr. Michiel van Haarlem, hoofd van het SKA Office voor Nederland bij ASTRON: “Binnen het project is afgesproken dat de deelnemende landen een evenredig aandeel krijgen in contracten voor de bouw van de SKA. Nederlandse bedrijven en instellingen zijn goed gepositioneerd om contracten op vele gebieden binnen te halen, bijvoorbeeld voor de levering van elementen van de telescoop en slimme software.”

Samenwerking in Data science
Een netwerk van regionale SKA-centra zal de SKA-gegevens verwerken en archiveren, waardoor het enorme volume wordt omgezet in wetenschappelijke ontdekkingen. Nederland zal een Science Data Centre (SDC) opzetten om werkgelegenheid te bieden aan hoogopgeleide onderzoekers, ontwikkelaars en ondersteunende (ICT) dienstverleners. Door krachten te bundelen en samen te werken met andere data-intensieve sectoren, ontstaat een publiek-privaat, multidisciplinair cluster dat zich richt op data Science. Bron: ASTRON.

Stervorming wordt mogelijk tegengehouden door koud geïoniseerd waterstof

Een samengesteld beeld van onze Melkweg, boven de Engineering Development Array bij het Murchison Radio-astronomy Observatory in West-Australië. De locatie van het centrum van onze Melkweg wordt gemarkeerd naast het geïoniseerde waterstof (H+ ) signaal dat wordt gedetecteerd uit dit hemelgebied . Het wit-blauwe licht laat de sterren zien die deel uitmaken van de Melkweg en de donkere plekken die het licht verduisteren, tonen het koude gas dat zich ertussen bevindt. Credit: Engineering Development Array image met dank aan ICRAR. Afbeelding van de Melkweg met dank aan Sandino Pusta.

Voor het eerst is geïoniseerd waterstof gedetecteerd op de laagste frequentie ooit nabij het centrum van onze Melkweg. Deze ontdekking werd gedaan in een wolk die zowel erg koud is (ongeveer -230 graden Celsius) als ook geïoniseerd, iets wat nooit eerder is waargenomen. Deze ontdekking kan een verklaring zijn waarom sterren zich niet zo snel vormen als theoretisch mogelijk zou zijn.

Dr. Raymond Oonk (ASTRON/Sterrewacht Leiden/SURFsara) leidde deze studie die vandaag in MNRAS wordt gepubliceerd. Hij zei: “In eerder werk werd er gezinspeeld op het mogelijke bestaan van koud geïoniseerd gas, maar dit is de eerste keer dat we het ook duidelijk zien.”

Ionisatie is een energetisch proces waarbij atomen hun elektronen verliezen. Het atoom raakt hierdoor elektrisch geladen en kan dan een ion worden genoemd. Dit gebeurt normaal in erg heet gas (10.000 graden Celsius) waar de atomen hun elektronen gemakkelijk kunnen verliezen. Het was daarom raadselachtig om geïoniseerd waterstof van zeer koud gas te ontdekken in deze wolk. Normale energiebronnen, zoals fotonen van massieve sterren, zouden dit niet veroorzaken. Meer exotische energievormen, zoals hoogenergetische deeltjes die ontstaan in supernova schokgolven en nabij zwarte gaten, zijn waarschijnlijk verantwoordelijk.

Dr. Oonk vervolgt: “Deze ontdekking toont aan dat de energie die nodig is om waterstofatomen te ioniseren diep kan doordringen in koude wolken. Van zulke koude wolken wordt aangenomen dat ze de brandstof zijn waaruit nieuwe sterren worden geboren. We weten dat in onze Melkweg het geboortecijfer voor sterren zeer laag is, veel lager dan men in eerste instantie zou verwachten. Misschien fungeert de energie die hier waargenomen is als een stabilisator voor koude wolken, zodat de wolk niet ineen zal storten en nieuwe sterren kan vormen.”

The Engineering Development Array from ICRAR on Vimeo.

De waarneming werd uitgevoerd met de Engineering Development Array (EDA), een prototype station van de Square Kilometre Array (SKA), ’s werelds grootste radiotelescoop. A/prof. Randall Wayth (Curtin University / ICRAR) zegt: “Deze detectie werd mogelijk gemaakt door de brede bandbreedte van de EDA en de extreem ruis vrije locatie van het Murchison Radio-astronomy Observatory. Het laagfrequente deel van de Square Kilometre Array zal worden gebouwd op deze locatie in de komende jaren, dus dit uitstekende resultaat geeft ons een glimp van waar de SKA toe in staat is als deze eenmaal gebouwd is.”

De datareductie werd geleid door Emma Alexander (University of Manchester) als onderdeel van haar zomerstudentenstage bij ASTRON: “Het is een zeer opwindende tijd om je te begeven in de wereld van de radioastronomie, en het was geweldig om aan de eerste hoge resolutie spectroscopische gegevens van dit SKA prototype station te werken. De technologieën die worden ontwikkeld voor de SKA, en de wetenschappelijke resultaten die daaruit voortkomen, zullen een drijvende kracht zijn voor mijn generatie radioastronomen. ”

Dit onderzoek werd uitgevoerd als een samenwerking tussen het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), de Universiteit Leiden, the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), University of Manchester en de Square Kilometre Array. Bron: ASTRON.

Landen ondertekenen verdrag ter oprichting van het SKA Observatory

De eerste ondertekenaars van de SKA Observatory Convention. Van links naar rechts: ambassadeur van het VK in Italië Jill Morris, vice-minister van Wetenschap en Technologie van China Jianguo Zhang, minister van Wetenschap, Technologie en Hoger Onderwijs van Portugal Manuel Heitor, minister van Onderwijs, Universiteiten en Onderzoek van Italië, Marco Bussetti, minister van Wetenschap van Zuid-Afrika en technologie Mmamoloko Kubayi-Ngubane, Nederland Oscar Delnooz, plv. Directeur Onderzoek en Wetenschapsbeleid van het ministerie OCW, en Australië’s ambassadeur van Italië Greg French (Credit: SKA Organization).

Nederland, samen met 6 andere landen, was dinsdag aanwezig in Rome om het internationale verdrag te ondertekenen dat de Square Kilometre Array Observatory (SKAO) opricht, de intergouvernementele organisatie die is belast met het opleveren van de Square Kilometre Array (SKA), ’s werelds grootste radiotelescoop.

Prof. Carole Jackson, Algemeen Directeur van ASTRON zegt: “Ik ben erg trots dat Nederland een van de oprichters is van de nieuwe SKA-verdragsorganisatie. ASTRON is gastheer van het SKA-office voor Nederland en zal samenwerken met onze internationale partners om het volledige succes van deze nieuwe wereldwijde telescoop te realiseren.”

Ingrid van Engelshoven, Minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, zei: “Samenwerking en een sterk systeem zijn erg belangrijk voor het Nederlandse wetenschapsbeleid, daarom geloof ik er sterk in om ons aan te sluiten bij onderzoeksfaciliteiten van wereldklasse, zoals de Square Kilometer Array. Nederland is verheugd zich aan te sluiten bij deze wereldwijde onderneming, met het volste vertrouwen dat de SKA-telescoop een onderzoeksfaciliteit van wereldklasse zal zijn die baanbrekend onderzoek zal leveren in de komende jaren, en nieuwe antwoorden zal bieden op vragen in de astronomie, data science en duurzame energie. Deelname aan SKA zal economische en wetenschappelijke vruchten afwerpen en zal Nederland in staat stellen om zijn prominente positie in de wereld van de radioastronomie te versterken.”

Zeven landen ondertekenden dinsdag het verdrag, waaronder Australië, China, Italië, Nederland, Portugal, Zuid-Afrika en het Verenigd Koninkrijk. India en Zweden, die ook hebben deelgenomen aan de multilaterale onderhandelingen om de SKA Observatory IGO op te zetten, volgen verdere interne processen voordat zij het verdrag ondertekenen. Samen vormen deze negen landen de oprichtende leden van de nieuwe organisatie.

SKA wordt de grootste wetenschappelijke faciliteit ter wereld, met een infrastructuur verspreid over drie continenten op beide hemisferen. De twee netwerken van honderden schotels en duizenden antennes worden verspreid over honderden kilometers in Australië en Zuid-Afrika, met het hoofdkantoor in het Verenigd Koninkrijk.

SKAO wordt pas de tweede intergouvernementele organisatie in de wereld die zich toelegt op astronomie, na het European Southern Observatory (ESO). Bron: ASTRON.

Nederland steekt € 30 miljoen in bouw grootste radiotelescoop ter wereld, SKA

Een impressie van de Square Kilometer Array (SKA). Credit: SKA Collaboration

ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie, is verheugd dat Nederland gaat meewerken aan de bouw en het beheer van de grootste radiotelescoop ter wereld, de Square Kilometre Array (SKA). Dit ambitieuze project zal leiden tot grote ontdekkingen over de aard van ons universum en lang bestaande vragen beantwoorden. De ministerraad heeft besloten dat Nederland het verdrag tot de oprichting van het internationale SKA-observatorium gaat ondertekenen. ASTRON coördineert de Nederlandse deelname aan SKA.

De bouw van SKA zal de komende jaren worden voortgezet. Op 12 maart 2019 zullen de internationale partners, nu inclusief Nederland, in Rome een verdragsovereenkomst ondertekenen. De 30 miljoen euro die door het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap wordt toegekend, vormt de basis voor de Nederlandse deelname om SKA te realiseren.

“Dit zijn spannende tijden voor ons,” zegt prof. Carole Jackson, algemeen en wetenschappelijk directeur van ASTRON. “Nederland zal een volwaardige partner zijn in deze wereldwijde telescoop om een aantal van de mysteries van het universum te onderzoeken. We zijn blij dat de regering heeft besloten om op deze manier te investeren.”

Negen multinationale consortia leggen de laatste hand aan het ontwerp van SKA, waarvan de bouw gepland is om in 2021 te beginnen. ASTRON leidt het consortium dat de antennestations van SKA in West-Australië ontwikkelt. Daarnaast speelt het een grote rol in twee andere consortia waarbinnen oplossingen worden ontworpen voor het combineren en verder verwerken van de enorme hoeveelheden data die de antennes produceren.

En nog een impressie van de Square Kilometer Array (SKA). Credit: SKA Collaboration

SKA wordt de grootste en meest gevoelige radiotelescoop ter wereld. In West-Australië zal de telescoop uit 130.000 antennes bestaan, verspreid over 512 antennevelden. Het ontwerp is gebaseerd op ASTRON’s Low Frequency Array (LOFAR) telescoop. Met al deze antennes gaat SKA enorme hoeveelheden data genereren: één petabit per seconde – meer dan drie keer het wereldwijde internetverkeer in 2018.

Een netwerk van SKA Regional Centres zal de SKA-gegevens verwerken en archiveren, waarbij het enorme volume data wordt omgezet in wetenschappelijke ontdekkingen. Nederland zal een Science Data Centre (SDC) opzetten om werkgelegenheid te bieden aan hoogopgeleide onderzoekers, ontwikkelaars en ondersteunende (ICT) dienstverleners. Door krachten te bundelen en samen te werken met andere data-intensieve sectoren, ontstaat een publiek-privaat, multidisciplinair cluster dat zich richt op data science.

Dr. Michiel van Haarlem, hoofd van het SKA Office Nederland bij ASTRON, voegt toe: “Binnen dit project is overeengekomen dat de deelnemende landen een proportioneel aandeel krijgen in contracten voor de bouw van SKA. Nederlandse bedrijven en instellingen zijn goed gepositioneerd om contracten te winnen op veel gebieden, bijvoorbeeld voor de levering van elementen van de telescoop en slimme software.”

SKA zal naar verwachting een enorme impuls geven aan het brede astronomische onderzoek: van het testen van Albert Einstein’s algemene relativiteitstheorie, het onderzoeken van het vroege heelal en het ontstaan van de eerste sterren en sterrenstelsels, het in kaart brengen van de magneetvelden in het heelal, het verhelderen van de mysterieuze snelle radioflitsen, de studie van planeten rond nabije sterren, tot aan het zoeken naar een antwoord op een van de grootste mysteries voor de mensheid: zijn we alleen in het heelal?

“SKA zal een echt transformationeel instrument zijn, in staat om direct waterstofgas in het jonge universum te visualiseren,” zegt prof. Leon Koopmans (Rijksuniversiteit Groningen). “Dit gas vormde bijna alles dat we nu om ons heen zien. Het ontdekken en in kaart brengen van waterstof in de periode nadat Kosmische Achtergrondstraling werd uitgezonden zal een grote lacune in onze kennis opvullen.”

Prof. Ralph Wijers (Universiteit van Amsterdam), voorzitter van de Raad voor de Sterrenkunde, vult aan: “Deelname aan SKA was een topprioriteit voor de Nederlandse astronomische gemeenschap in haar strategisch plan. Ik ben enthousiast over de wetenschappelijke mogelijkheden die het onze gemeenschap biedt en ik ben blij dat de lange geschiedenis van de Nederlandse expertise in radioastronomie nu kan worden vertaald in een lidmaatschap van het eerste wereldwijde observatorium.”

Het SKA-project zal niet alleen een grote wetenschappelijke impact hebben, maar ook technologische innovatie stimuleren. Ontwikkelingen op het gebied van antennes, datatransport, software en rekenkracht zullen worden bevorderd door de eisen van SKA. Bron: Astron.

Blikveld vergroot van vernieuwde Westerbork radiotelescoop

Credit: ASTRON.

Het blikveld van de Westerbork Synthese Radio Telescoop is 37 keer vergroot dankzij Apertif, een innovatief nieuw type ontvanger. Apertif, ontwikkeld door het Nederlands Instituut voor radioastronomie (ASTRON), wordt op 13 september 2018 officieel geopend door gedeputeerde Cees Bijl van de provincie Drenthe. Op deze dag wordt ook het 50-jarige jubileum van de telescoop gevierd.

De iconische 50-jaar oude radiotelescoop in Westerbork heeft in 12 van de 14 schotels een nieuwe set camera’s gekregen. Met behulp van een techniek genaamd beamforming kan nu in één waarneming een deel van de hemel in kaart worden gebracht dat 37 keer groter is dan voorheen. Apertif is ook een door het Square Kilometre Array (SKA) project erkende voorloper van SKA, de toekomstige grootste en meest gevoelige radiotelescoop ter wereld.

Evolutie van sterrenstelsels

Apertif gaat een groot deel van de noordelijke hemel in kaart brengen. Door radiobeelden te maken van het neutrale waterstofgas in het heelal, kunnen de eigenschappen en distributie van gas in sterrenstelsels worden onderzocht. Het zal ook in meer detail naar een kleiner deel van de hemel kijken, waardoor we een scherp beeld krijgen van heel zwakke nabijgelegen sterrenstelsels en sterrenstelsels in het verre heelal. Deze verschillende waarnemingen zullen leiden tot nieuwe inzichten in de vorming en evolutie van sterrenstelsels. De verzamelde gegevens zullen nog tientallen jaren worden gebruikt door toekomstige onderzoekers.

Het exploderende heelal

De vernieuwde telescoop zal ook zoeken naar snelle radioflitsen, de krachtigste explosies in het heelal. De oorsprong en aard van deze extreem heldere flitsen van radiolicht, die miljarden lichtjaren reizen om de aarde te bereiken, zijn nog steeds grotendeels een mysterie. Omdat de flitsen maar een fractie van een seconde duren, zijn ze heel gemakkelijk te missen en moeilijk om waar te nemen. Dit gaat veranderen met Apertif, waarmee continu een hogesnelheidsfilm gemaakt zal worden van de radiohemel die wordt geanalyseerd door de krachtigste GPU-supercomputer in Nederland.

Instituut-brede inspanning

De upgrade van Westerbork is een instituut-brede inspanning voor ASTRON geweest. “Het ontwikkelen van een complex instrument zoals Apertif vereist samenwerking vanuit meerdere disciplines”, zegt projectleider Agnes Mika. “Daarom werken ingenieurs van verschillende afdelingen al meer dan een jaar samen in één ruimte. Dit verbeterde de communicatie en het oplossen van problemen aanzienlijk. Ik ben erg trots op het hele team en blij dat Apertif nu operationeel wordt.” Bron: ASTRON.nl

ASTRON ontwikkelt hart van nieuwe supercomputer voor grootste radiotelescoop ter wereld

De presentatie van het Gemini bord aan minister Van Engelshoven door Gijs Schoonderbeek (Instrument engineer bij ASTRON) en Paula Fusiara (Mechanisch ontwerper bij ASTRON). Credit: ASTRON

ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie, heeft het hart ontwikkeld van de nieuwe supercomputer voor de Square Kilometre Array (SKA), de toekomstige grootste en meest gevoelige radiotelescoop ter wereld. Op 4 juni presenteert ASTRON dit hart, het computerbord genaamd Gemini, aan Ingrid van Engelshoven, de minister van Onderwijs Cultuur en Wetenschap, tijdens een kennismakingsbezoek in Dwingeloo.

De Square Kilometre Array (SKA) is een nieuwe radiotelescoop die door een internationale samenwerking wordt gebouwd in West-Australië en Zuid-Afrika. In West-Australië zal de telescoop bestaan uit 130.000 kleine antennes, verdeeld over 512 antennevelden. Het ontwerp is gebaseerd op ASTRON’s Low Frequency Array (LOFAR) in Drenthe. Met al die antennes gaat SKA enorme hoeveelheden data genereren: één petabit per seconde – meer dan drie keer het wereldwijde internetverkeer in 2018.

ASTRON ontwikkelt samen met het Australische onderzoeksinstituut CSIRO het hart van de supercomputer, het computerbord Gemini, dat alle data in West-Australië gaat verwerken. Dankzij Gemini wordt het nu mogelijk om de duizenden antennes te combineren tot een grote telescoop, wat cruciaal is voor het astronomisch onderzoek van SKA. “Het is prachtig dat alle SKA data in Australië straks door Nederlandse technologie bewerkt zal worden. ASTRON speelt een hoofdrol op het wereldtoneel van de radiosterrenkunde. Daar mogen we heel trots op zijn”, laat minister Van Engelshoven weten.

Enorme hoeveelheden data

Gemini is een computerbord waarop de nieuwste processor van het bedrijf Xilinx Inc. is bevestigd, ook wel een Field Programmable Gate Array (FPGA) genoemd. Hiermee kan het enorme hoeveelheden gegevens onafgebroken verwerken. Om alle datastromen van SKA in Australië te verwerken en combineren, wordt uiteindelijk een supercomputer gemaakt met in totaal 288 Gemini-borden. “Na combinatie per antenneveld moet de supercomputer in totaal 5,8 Terabit per seconde aan data verwerken. Daarom zijn die borden met efficiënte processoren noodzakelijk”, legt ASTRON-ingenieur Gijs Schoonderbeek uit. “Ter vergelijking: de Amsterdam Internet Exchange, het grootste internetknooppunt van Nederland, heeft een gemiddelde datastroom aan de ingang van 3,4 Terabit per seconde.”

Het Gemini bord. Credit: ASTRON

Waterkoeling

Voor Gemini is veel energie nodig die omgezet wordt in warmte. Om de processor optimaal te kunnen koelen heeft ASTRON een speciaal waterblok ontwikkeld. “Het water voert de warmte van de processor direct af naar een koele plaats diep onder de grond van de Australische woestijn”, vertelt Schoonderbeek. “Op deze manier koelen we de processor beter dan met traditionele luchtkoeling. Een bijkomend voordeel is dat het energiegebruik lager is als de processor koeler is.”

Grote productie

Voor de productie van de 288 Gemini-borden werkt ASTRON nauw samen met het bedrijf Neways Electronics in Leeuwarden. “Dankzij deze samenwerking maken we een ontwerp dat ondanks de complexiteit in grote aantallen kan worden geproduceerd”, zegt Schoonderbeek. “Het programmeren van de specialistische processor doen we in samenwerking met CSIRO en de Auckland University of Technology in Nieuw-Zeeland.” Bron: ASTRON.