Een internationaal team van radioastronomen heeft de kracht van 64 schotelantennes gecombineerd om de zwakke structuur van neutraal waterstofgas op kosmologische schaal te detecteren.
Dit is gedaan met behulp van de in Zuid-Afrika gestationeerde MeerKAT-radiotelescoop, een voorloper van wat straks de grootste radiosterrenwacht ter wereld moet worden: het SKA Observatory (SKAO).
Een van de hoofdtaken van SKAO is het onderzoek van de evolutie van het heelal.
Daartoe zal de structuur van het heelal tot op de grootste schalen in kaart worden gebracht.
Op deze schalen kunnen sterrenstelsels als afzonderlijke punten worden beschouwd en geeft hun verdeling aanwijzingen over de aard van de zwaartekracht en over mysterieuze zaken als de donkere materie en de donkere energie.
Radiotelescopen zijn bij uitstek geschikt voor dit soort onderzoek, omdat zij de straling op golflengten van 21 centimeter kunnen detecteren zoals die van nature wordt uitgezonden door neutraal waterstofgas, het meest voorkomende element in het heelal.
Door waterstof tot op afstanden van miljoenen lichtjaren op te sporen, kunnen astronomen de verdeling van de kosmische materie in kaart brengen.
SKAO is nog in aanbouw, maar een stukje ervan, de 64 schotels tellende MeerKAT-array in de Karoo-woestijn in Zuid-Afrika, is al in bedrijf.
Net als SKAO zal MeerKAT vooral als interferometer worden gebruikt. Daarbij worden zijn schotelantennes gecombineerd tot één reusachtige telescoop waarmee gedetailleerde afbeeldingen van verre objecten kunnen worden gemaakt.
Als interferometer zal SKAO echter niet gevoelig genoeg zijn om de grootschalige structuur van het heelal te onderzoeken.
Daarom hebben de radioastronomen MeerKAT nu gebruikt als een verzameling van 64 afzonderlijke radiotelescopen, en de signalen van deze schotels bij elkaar ‘opgeteld’.
Het is voor het eerst dat deze ‘multi-dish auto-correlation intensity mapping’-techniek voor kosmologische onderzoeksdoeleinden is ingezet.
Bij het onderzoek is gekeken naar een hemelgebied dat tussen 2006 en 2011 is verkend met de optische Anglo-Australian Telescope (AAT).
Met de AAT is destijds de verdeling van verre sterrenstelsels in dit gebied in kaart gebracht.
En de nieuwe Meerkat-resultaten tonen een (statistisch) vergelijkbare verdeling van neutraal waterstofgas.
Daarmee is aangetoond dat ook het SKA Observatory met behulp van deze techniek de ruimtelijk verdeling van neutraal waterstof op grote kosmische afstanden goed in kaart zal kunnen brengen. (EE)
(Image Credit: SKA South Africa)
