Radio-astronomie blijft ontzettend actueel en eind dit jaar en begin volgend jaar viert deze weinig bekende tak van de sterrenkunde zijn 80ste verjaardag!

Echter weinig astronomen zagen het potentieel van radio-astronomie en Jansky’s voorstel om een grotere antenne te bouwen werd afgewezen. In 1936 las de 25-jarige radioingenieur Grote Reber (1911-2002) het verslag van Jansky’s ontdekking en besloot om eigenhandig een radioantenne te bouwen in z’n tuin in Wheaton, Illinois – VSA. Vanaf 1937 kon Grote Reber met z’n revolutionaire 9,30 m parabolische radioreflector uitstekende radio-waarnemingen uitvoeren en gedurende de Tweede Wereldoorlog maakte hij de allereerste radio hemelkaarten. Reber was tevens de eerste om z’n bevindingen te publiceren in Astrophysical Journal, waardoor de professionele astronomische gemeenschap beter op de hoogte werd gebracht over de mogelijkheden van radioastronomie. Een decennium lang bleef Grote Reber de enige radio-astronoom totdat de Brit James Stanley Hey (1909-2000) radiostraling van de zon detecteerde tijdens het testen van radars in de Blitz op Londen. Tijdens de oorlogsjaren was het verspreiden van wetenschappelijke data aan banden gelegd, maar één van Rebers artikelen bereikte de Nederlandse astronoom Jan Oort op de Leidense sterrenwacht. Dit was de impuls die Jan Oort ertoe aanzette om Hendrik van de Hulst (1918-2000) verder onderzoek inzake de 21 cm golflengte van neutrale waterstof op te dragen. In de jaren 1950 bracht dit onderzoek de structuur van ons Melkwegstelsel in beeld!

Medio de jaren 1950 kreeg radioastronomie een enorme boost, mede dankzij het hergebruik van militaire radioapparatuur en antennes voor astronomisch onderzoek.

In 1956 bouwden de Nederlanders een 25,0 m radio antenne en één jaar later voltooide de Britse professor Bernard Lovell (1913-.) de 76,2 m Jodrell Bank radiotelescoop. Bij wetenschappers in de VSA lag de focus veeleer bij nucleair onderzoek totdat, in 1951 Harold Ewen en Edward Purcell (1912-1997) de 21 cm lijn detecteerden, en in 1955 Bernard Burke en Kenneth Franklin (1923-2007) radiostraling van de planeet Jupiter ontdekten. Deze radiostraling was afkomstig van de 4 Galileïsche maantjes en hun interacties met de magnetosfeer van de gasreus.

Amerikaanse astronomen zagen de noodzaak om hun optische waarnemingen te koppelen aan radio-waarnemingen maar beseften dat radio-astronomie grootschalige apparatuur vereiste die buiten de financiële scope van één enkele universiteit viel. Aangemoedigd door de National Science Foundation (1950), verenigden universiteiten zich in AURA (Association Universities for Research in Astronomy) hetgeen in 1956 aanleiding gaf tot het ontstaan van NRAO (National Radio Astronomy Observatory).


NRAO.

Wereldwijd planden radio-astronomen grotere antennes (122 m Mark V in GB en 183 m Sugar Grove in VSA) maar de praktische haalbaarheid van deze projecten werd in vraag gesteld. Intussen werkten ingenieurs van Caltech (California Institute of Technology) aan een interferometer bestaande uit twee 27,5 m radio telescopen op de Owens Valley sterrenwacht. Hun werk was gebaseerd op het onderzoek van Martin Ryle (1918-1984) en Antony Hewish (1924-.) in het Cavendish Laboratorium van de Cambridge universiteit.

De techniek van interferometrie plaatst twee of meerdere radio-telescopen op verschillende afstanden van elkaar, zodat je verschillende aperturen (effectieve diameter van de ontvangers) krijgt, waarbij de radioantennes zich als één grote denkbeeldige telescoop gedragen. Bij de eerste interferometers bestond de noodzaak om een fysieke link tussen de antennes te hebben, maar dankzij de ontwikkeling van precieze klokken, stabiele frequentie standaarden en data-taperecorders viel werd deze link medio de jaren 1960 overbodig. Bij moderne interferometers sturen de ontvangers hun signalen naar een centrale correlator, een supercomputer die de rekenintensieve Fourier-transformatie-inversies uitvoert, waardoor een hoog opgelost beeld wordt samengesteld.

NRAO plannen voor een radio-interferometer om een groter scheidend vermogen (resolutie) te verkrijgen, resulteerden in de Green Bank interferometer (1964) die het prototype werd voor de Very Large Array (VLA). In 1974 begon de VLA-constructie op de San Augustin vlakte (2124m) nabij Socorro in de staat New Mexico. De site werd gekozen omwille van de “radio stille” omgeving, lagere atmosferische druk en het woestijn klimaat. De eerste van zevenentwintig 25,0 m radio antennes werd in 1975 geplaatst en de radio-astronomen verkregen “First Light” in 1977 met een matrix van zes antennes. Uiteindelijk werd de volledige VLA op 10 oktober 1980 officieel ingehuldigd en het geheel had een prijskaartje van 77 miljoen US dollar.

Europa doet niet onder want in augustus 1972 werd de 100 m Effelsberg-radiotelescoop (hieronder) ingehuldigd nabij Bad Munstereifel in Duitsland. Voor bijna dertig jaren was dit de grootste beweegbare radio-telescoop ter wereld totdat de 110 m Robert Byrd radio-telescoop operationeel werd in Green Bank – Virginia VSA.

Radiotelescopen zijn ontworpen om een veelheid aan astronomische objecten te bestuderen, zoals quasars (actieve galactische kern), pulsars (roterende neutronenster), zwarte gaten, supernova’s, gamma-ray bursts, gravitatielenzen, sterrenstelsels en astronomische masers. Het meest astro-exotische object ooit waargenomen is ongetwijfeld MG1131 +0456, een Einstein ringstructuur van een quasar veroorzaakt door gravitatie lens.

Voor de volledigheid vermelden we het inzetten van diverse radio-telescopen in wereldwijde matrixen, zodat een betere resolutie wordt verkregen. Voorbeelden hiervan zijn de Very Long Baseline Interferometers (VLBI) in Europa, Canada, Australië, China en Japan alsook de Very Long Baseline Array (VLBA) in de VSA.

Momenteel is voor vele radio-astronomie observatoria een verjongingskuur in de vorm van een “digitale” modernisering afgerond, zodat de radio-astronomen klaar zijn voor de wetenschappelijke uitdagingen van de 21^ste eeuw!

Post Scriptum:

Nederland vervult, met ASTRON - LOFAR, ongetwijfeld een rol van wereldformaat in de Radio-astronomie. De voorbije jaren hebben we meermaals de radio sterrenwachten in Nederland aangeschreven om een bezoekje te plannen en aldus hun geschiedenis eens goed uit de doeken te doen. Noch Dwingeloo, noch Westerbork antwoordden op onze aanvraag. Ondanks ITAR regulering blijkt het gemakkelijker een sterrenwacht op 15000 km te bezoeken dan ééntje bij onze noorderburen op slechts 150 km! Blijkbaar moet men in Europa nog heel veel leren om een degelijke " Outreach en PR " te verzekeren...