Dankzij de nieuwe hemelkaart ontwikkelen onderzoekers in recordtempo een soort ‘Google Maps’ van de ruimte, die vele eeuwenoude vragen over het heelal moet oplossen.

Onderzoekers hebben een nieuwe hemelkaart gemaakt die gebaseerd is op waarnemingen van de toonaangevende ASKAP-radiotelescoop. De telescoop kamde in recordbrekend tempo en in ongekend detail vrijwel de gehele zuidelijke hemel uit. Het leidde tot een prachtige nieuwe kaart van het heelal, waar bovendien een aantal heel interessante ontdekkingen uit rolt. Bijvoorbeeld de ontdekking van miljoenen nog nooit eerder waargenomen sterrenstelsels.

Meer over ASKAP
ASKAP staat voor Australian Square Kilometre Array Pathfinder en is ontwikkeld en beheerd door het Australische nationale wetenschappelijke bureau CSIRO. Het belangrijkste kenmerk van de telescoop is het brede gezichtsveld; zo heeft de telescoop zicht op zo’n zes graden van de hemel, wat overeenkomt met twaalf keer de grootte van de maan. Hierdoor is ASKAP in staat om in verbazingwekkend detail panoramische foto’s van de nachtelijke hemel te maken. Maar de radiotelescoop is nog tot veel grotere dingen in staat. De meest opwindende ontdekking van ASKAP zijn namelijk de nog altijd raadselachtige snelle radioflitsen (FRB’s). Tot voor kort was de precieze locatie van snelle radioflitsen – dus waar ze zich precies aan de nachtelijke hemel bevonden – niet bekend. Maar ASKAP is erin geslaagd om hun precieze locatie te bepalen. Bovendien is de radiotelescoop ingezet in de zoektocht naar buitenaards leven. De telescoop luisterde naar talloze sterren in de hoop op een signaal van een buitenaardse beschaving te stuiten.

Met behulp van de ASKAP-telescoop observeerde de onderzoeksgroep 83 procent van de hemel. Dit resulteerde in een nieuwe hemelkaart die bestaat uit ‘slechts’ 903 verschillende afbeeldingen; aanzienlijk minder dan de vaak tienduizenden afbeeldingen die veel andere grote wereldtelescopen nodig hebben om een soortgelijke kaart te vervaardigen. De nieuwe hemelkaart onthult bovendien miljoenen sterren die allemaal verre sterrenstelsels vertegenwoordigen.

Recordtempo
De radiotelescoop liet er overigens geen gras over groeien. Want door vijftien luttele minuten naar de nachtelijke hemel te turen, kan ASKAP een afbeelding vervaardigen waarin 3000 sterrenstelsels pronken. En in slechts 300 uur bracht de radiotelescoop zo’n drie miljoen sterrenstelsels in kaart; een recordtempo. “Van deze drie miljoen sterrenstelsels, zien we nu een miljoen sterrenstelsels voor het eerst,” vertelt onderzoeksleider David McConnell in een interview met Scientias.nl. “Deze nieuw gevonden sterrenstelsels zijn allemaal vrij zwak, vandaar dat ze ook nog niet in eerdere studies aan het licht zijn gebracht.” Met de nieuwe gegevens kunnen astronomen statistische analyses van grote populaties sterrenstelsels uitvoeren, vergelijkbaar met onderzoekers die informatie uit een nationale volkstelling halen. Daarnaast zijn astronomen met name geïnteresseerd in de meest afgelegen stelsels. “Deze kunnen waardevolle informatie opleveren over de jonge jaren van het heelal, toen de eerste sterrenstelsels geboren werden,” aldus McConnell.

Google Maps
Dankzij de nieuwe kaart ontwikkelen astronomen eigenlijk een soort Google Maps van de ruimte, waarmee ze door het omvangrijke universum kunnen navigeren. “Net als landkaarten hebben astronomische hemelonderzoeken veel verschillende toepassingen,” legt McConnell uit. “Ze bieden nieuwe inzichten die gebruikt kunnen worden in statistische studies over bijvoorbeeld de populatie en distributie van bepaalde klasse hemellichamen. Maar het kan ook nieuwe informatie verschaffen over een bepaald object dat al bestudeerd wordt. Over het algemeen vullen studies zoals deze, eerdere onderzoeken die gebruik maakten van optisch licht of röntgenstraling aan. Veel astrofysisch onderzoek is gericht op de vorming, ontwikkeling en evolutie van sterrenstelsels. En veel sterrenstelsels – ook die op grote afstanden – hebben actieve centra die goed met radiotelescopen gedetecteerd kunnen worden. Daarom kunnen onderzoeken met radiotelescopen sterrenstelsels aan het licht brengen die anders gemakkelijk over het hoofd zouden worden gezien. Deze kunnen we vervolgens weer in meer detail bestuderen, om te begrijpen hoe sterrenstelsels zich in de loop van de tijd hebben ontwikkeld.”

Foto van een ASKAP-radiotelescoop. Afbeelding: CSIRO/Cherney

In totaal genereerde de ASKAP-telescoop een slordige 13,5 exabyte (ofwel 13.500.000.000.000.000.000 bytes in het SI-prefix) aan onbewerkte gegevens. Dit onnoemelijk hoge aantal werd vervolgens met behulp van hardware en software die speciaal op maat zijn gemaakt, verwerkt. De ‘Galaxy’ supercomputer van het Pawsey Supercomputing Centre zette de gegevens om in 2D-radiobeelden met in totaal 70 miljard pixels. De uiteindelijke 903 afbeeldingen en ondersteundende informatie, zijn samen goed voor zo’n 26 terabyte (26.000.000.000.000 bytes) aan gegevens.

Vragen
De onderzoekers hopen dat ze dankzij de nieuwe hemelkaart eeuwenoude vragen over het heelal kunnen oplossen. “Deze telling van het heelal zal door astronomen over de hele wereld gebruikt worden om het onbekende te verkennen,” stelt McConnell. “We kunnen alles bestuderen; van stervorming tot hoe sterrenstelsels en hun superzware zwarte gaten evolueren en een wisselwerking met elkaar aangaan.” Het betekent dat mogelijk al binnenkort grote mysteries over het universum ontraadseld kunnen worden.

Bovendien bewijzen de recordbrekende resultaten dat een volledige hemelkaart in slechts weken in plaats van jaren gemaakt kan worden. “Voor het eerst heeft ASKAP met een recordsnelheid een kaart van het heelal vervaardigd in meer detail dan ooit tevoren,” gaat McConnell verder. En dat is veelbelovend. Het onderzoek laat daarom zien dat we klaar zijn om een grote sprong voorwaarts te maken op het gebied van radioastronomie. “We verwachten in toekomstige onderzoeken nog tientallen miljoenen nieuwe sterrenstelsels boven tafel te krijgen,” besluit McConnell.