Radioastronomie: van amateurwortels tot wereldwijde groepen

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Radioastronomie is ontstaan uit een amateuristisch begin in de achtertuinen van radio-ingenieurs en is nu het middelpunt van elite, internationale mondiale consortia. Emma Kapman schetst hoe het onderwerp zich heeft ontwikkeld en waarom het een goed evenwicht moet vinden tussen zijn wetenschappelijke en technische wortels

Ik heb de laatste tijd veel over mijn identiteit nagedacht. Als iemand mij vraagt wat ik doe, omschrijf ik mezelf als radioastronoom, of kosmoloog, of astrofysicus – afhankelijk van mijn humeur en met wie ik praat. Maar ik heb nooit echt het gevoel gehad dat ik volledig bij een van deze opties hoorde. Het leek mij dat mijn zoektocht naar de eerste sterren met behulp van radiogegevens niet helemaal paste in de gespannen discussies van kosmologen over de inflatieparadigma's en donkere energie. Op dezelfde manier stroomde bij het bezoeken van radiotelescopen het jargon van ‘ontvangers’ en ‘winsten’ over mijn hoofd.

‘Radioastronoom’ is een merkwaardige uitdrukking, omdat je zelden hoort dat wetenschappers zich zo nauw aan een andere golflengte hechten. Ik heb bijvoorbeeld nog nooit de uitdrukking “gammastralingastronoom” gehoord. Maar nadat ik het afgelopen jaar groepen amateurradioastronomen had bezocht, besefte ik dat ik nog niet over de vaardigheden beschik om mezelf een echte ‘radioastronoom’ te noemen. Het label is een ereteken dat je niet kunt verdienen door simpelweg gegevens te gebruiken die zijn verzameld door radiotelescopen.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world.jpg" data-caption="Het moderne gezicht De Karl G Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico, VS, werd gebouwd tussen 1973 en 1981. De 28 radiotelescopen, elk met een schotel van 25 meter, zijn gerangschikt in een Y-vormige interferometer. (Met dank aan: Bettymaya Foott, NRAO/AUI/NSF)” title=”Klik om afbeelding in pop-up te openen” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from- amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world.jpg”> Rij grote radiotelescopen bij zonsondergang

Het moderne gezicht De Karl G Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico, VS, werd gebouwd tussen 1973 en 1981. De 28 radiotelescopen, elk met een schotel van 25 meter, zijn gerangschikt in een Y-vormige interferometer. (Met dank aan: Bettymaya Foott, NRAO/AUI/NSF)

Ik ben een actief lid van de Square Kilometre Array-observatorium (SKAO), een internationale radiotelescoop die momenteel in aanbouw is in Zuid-Afrika en West-Australië. Hoewel het hoofdkantoor van het project de Jodrell Bank Observatory in Groot-Brittannië is, is de SKAO een mondiaal project met partnerschappen die zich uitstrekken van Australië, China, Italië en Nederland tot Portugal, Zuid-Afrika, Spanje, Zwitserland en het Verenigd Koninkrijk.

Astronoom versus ingenieur

Volgens astrofysicus Philip Diamond, directeur-generaal van de SKAO, bestrijken de oproepen en bijeenkomsten van het project vaak zo'n twintig tijdzones. Met zo'n mondiaal en dichtbevolkt observatorium is het niet verwonderlijk dat veel van de mensen die de SKA projectbeheeren een zakelijke achtergrond hebben. Diamond grapte ooit half gekscherend dat sommigen nog nooit een telescoop zullen hebben aangeraakt. Maar dat is geen slechte zaak: ze zijn er niet vanwege hun liefde voor de sterren. Ze zijn er omdat ze weten hoe ze complexe bedrijven kunnen laten floreren, zodat de eindgebruiker (zoals ikzelf) op tijd hoogwaardige gegevens kan ontvangen.

Diamond heeft ongetwijfeld de onderscheiding ‘radioastronoom’ verdiend – zijn doctoraat gaat zelfs over dit onderwerp, en door zijn carrière heeft hij bij de meeste grote radiofaciliteiten ter wereld gewerkt. Als ik met hem praat, wordt het duidelijk dat hij net zoveel houdt van de kern van de instrumenten als van de wetenschap die ze mogelijk maken. Lager in de hiërarchie is niet iedereen even breed gesitueerd. Er is een expliciete scheiding tussen astronomen en ingenieurs, op enkele uitzonderingen na.

De twee consortia, techniek en wetenschap, hebben zelfs afzonderlijke conferenties, hoewel ik denk niet dat iemand je soldeervaardigheden op de technische bijeenkomst zou testen om je toegang te verlenen. Hoewel ik vele jaren geleden een technische conferentie heb bijgewoond, zit ik stevig in het wetenschapskamp en ik kan je vertellen: soms voelt die splitsing meer als een kloof. De ingenieurs betreuren de wetenschappers die te veel vragen en de grenzen van de technologie niet begrijpen. Ondertussen wanhopen de wetenschappers op de wetenschappelijke conferenties luidkeels over eventuele antenneveranderingen die hun eigen wetenschappelijke doelstellingen ondermijnen, waarbij ze klagen dat de ingenieurs niet begrijpen dat het wetenschappelijke potentieel ten onder gaat.

Deze gesprekken zijn niet uniek voor de SKA, maar wel uitgesproken omdat de omvang van de samenwerking zo groot is. De overgrote meerderheid van de betrokken onderzoekers is gevestigd aan hun universiteiten en bedrijven over de hele wereld, en niet op één locatie waar ze de kans zouden kunnen hebben om elkaar te ontmoeten en het tribalisme te verminderen.

In veel opzichten zien we de radioastronomie terugkeren naar haar roots, die begon met een ongemakkelijk huwelijk tussen astronomie en elektrotechniek. Het kostte wetenschappers op deze twee gebieden tijd om te leren samenleven en hun academische nakomelingen les te geven – maar uiteindelijk produceerden universiteiten kant-en-klare radioastronomen die de grote radiofaciliteiten van de jaren zestig en daarna creëerden.

Recreatieve wortels

Radioastronomie werd ontwikkeld door Bell Labs-ingenieur Karl Jansky en de Britse wetenschappers James Stanley Hé en Bernard Lovell (zie onderstaande vakken). Hun eerste ontdekkingen waren alleen mogelijk dankzij de samenwerking tussen elektrotechnici, astronomen en amateurs. Maar nu de grootschalige radioastronomie steeds meer een samenwerking wordt tussen twee grimmige specialismen – ingenieurs aan de ene kant en wetenschappers aan de andere kant – hoe zit het dan met de alleskunners? Is er nog ruimte voor de groep die zo’n cruciale rol heeft gespeeld in het ontstaan van het vakgebied?

Karl Jansky: de ingenieur

Twee zwart-witfoto's: een man in een kantoor en een groot metalen bouwwerk op wielen — **De monteur** Karl Jansky (foto links in de jaren dertig) bouwde een roterende antenne (rechts) om dekking over de hele hemel te krijgen op een frequentie van 1930 MHz. Met “Jansky's Merry-go-round” pikte hij onweersbuien en een vreemd gesis op dat de hele dag door bewoog. (Met dank aan: NRAO/AUI/NSF)

In 1928 was Karl Jansky ingenieur bij Bell Labs in de VS, waar het zijn taak was om het vervelende gekraak op de telefoon te verminderen nieuwe transatlantische radiotelefoondienst die 25 dollar per minuut kost (vandaag 400 dollar). Het meeste geluid dat hij tegenkwam, was te wijten aan lokale verstoringen – zoals onweer – maar er klonk een minder, aanhoudend gesis in zijn koptelefoon dat hij niet kon plaatsen. Jansky maakte goed gebruik van zijn technische vaardigheden en bouwde zijn ‘Merry-go-Round’, een 30 meter brede opstelling van rechthoekige draadlussen die samen als antenne fungeerden, allemaal geplaatst op hergebruikte Ford Model T-wielen. Dit was tenslotte tijdens de Grote Depressie, en geld was schaars.

Er volgde een frustrerend jaar, waarin Jansky het gesis door de lucht achtervolgde, aanvankelijk ervan overtuigd dat het van de zon kwam. Maar in 1932 realiseerde hij zich uiteindelijk dat de ware bron het centrum van onze Melkweg was. Jansky kwam niet alleen tot deze conclusie. Het besef kwam pas toen een collega-astronoom voorstelde om gegevens van het hele jaar samen te voegen, en een dagelijkse verschuiving van vier minuten loste zichzelf op: de exacte sterrentijd (tijd bepaald door de schijnbare dagelijkse bewegingen van de sterren) die je ziet in objecten buiten de zonne-energie. systeem. Helaas, aangezien Bell Labs niet betrokken was bij radioastronomie, ging Jansky niet verder met deze ontdekking – maar zijn onderzoek werd voortgezet door amateurastronoom Grote Reber.

Grote Reber: de eerste radioastronoom

Zwart-witfoto van een man die voor een radiotelescoop staat — **De eerste radioastronoom** De zelfgebouwde telescoop van Grote Reber wordt algemeen beschouwd als de eerste radiotelescoop ter wereld. Het werd oorspronkelijk gebouwd in 1938 in de achtertuin van zijn huis in Wheaton, Illinois. Toen hij in de jaren zestig voor het National Radio Astronomy Observatory ging werken, verplaatste hij zijn telescoop en de ontvangsttoren naar Green Bank in West Virginia. (Met dank aan: NRAO/AUI/NSF)

Na Jansky's ontdekking in 1932 was er een aantal jaren lang één radioastronoom in de hele wereld, en dat was een amateur met een reputatie als excentriekeling. Grote Reber, een jonge Amerikaanse ingenieur die voor een fabrikant van radioapparatuur in Chicago werkte, had de vooroorlogse literatuur van Jansky verslonden en contact opgenomen met verschillende academische afdelingen met de vraag wanneer zij actie zouden ondernemen op basis van deze duidelijk belangrijke ontdekking. Hij werd herhaaldelijk afgewezen en uiteindelijk, verveeld door het gebrek aan respect van professionele astronomen, besloot hij in 1936 een radiotelescoop te bouwen in de achtertuin van zijn moeder.

Gebruikmakend van zijn vaardigheden als radio-ingenieur, werkte Reber de beste vorm voor de schotel uit (een parabool die als blauwdruk zou dienen voor de meeste toekomstige radioschotels). Vervolgens nam hij een zomer vrij van zijn werk en een jaarsalaris van de bank en bouwde een schotel van 9.6 meter. De buren vreesden dat het het weer zou kunnen veranderen, piloten werden omgeleid om het te vermijden, en schoolkinderen gebruikten het als klimrek als hij niet keek.

Reber liet zich niet afschrikken en bevestigde eerst de experimenten van Jansky en bracht vervolgens begin jaren veertig de hele radiohemel in kaart, waarbij hij de eerste radiostelsel, Cygnus A. Hij voerde ook enkele van de eerste zonneradiometingen uit, terwijl professionele astronomen zich nog maar net bewust werden van het potentieel van radioastronomie na de vrijgave van documenten na de Tweede Wereldoorlog. Naarmate de resultaten van Reber (en later die van James Stanley Hey en Bernard Lovell) bekender werden, ontstond er een haast om de radiohemel te observeren.

Degenen met een natuurkundige achtergrond konden de apparatuur maken, maar hadden geen idee wat ze detecteerden. Ondertussen wisten astronomen waar ze naar wilden kijken, maar konden ze de elektrotechniek niet begrijpen. In deze eerste jaren konden academici slechts de helft van de vaardigheden bieden die een echte radioastronoom nodig heeft: ze konden het experiment begrijpen of ze konden de resultaten begrijpen. Reber leek de enige persoon te zijn die beide kon doen. Alleen, in de tuin van zijn moeder, was Reber de eerste radioastronoom, amateur of professional, en dat bleef hij ruim tien jaar.

James Stanley Hé: de leraar

Zwart-witfoto van een man in een pak buiten een groot huis — **De leraar** James Stanley Hey in 1958 in Meudon House in Engeland. (Foto door Leo Goldberg, met dank aan AIP Emilio Segrè Visual Archives)

In 1942 faalde het radarverdedigingsnetwerk van de Britse Royal Air Force (RAF) gedurende twee zenuwslopende dagen. Natuurkundige James Stanley Hey kreeg de leiding om uit te zoeken waarom de storing plaatsvond. Hij was aan het begin van de Tweede Wereldoorlog opgeroepen om natuurkunde te doceren aan de Burnley Grammar School in Lancashire, toen hij zich aansloot bij de Onderzoeksgroep legeroperaties. Hey had een vluchtige briefing over radiotechniek gekregen en had de leiding gekregen over een team dat verantwoordelijk was voor het verbeteren van de radar voor luchtafweergeschut. Door de timing en de mate waarin elk radarstation een black-out kreeg te vergelijken, kwam Hey erachter dat de bron van de radarstoring de zon was.

Als hij een astronoom was geweest, zou Hey perplex zijn geweest, aangezien de meeste astronomen destijds wisten dat er alleen maar mislukkingen waren geweest in pogingen om zonneradiogolven te detecteren. Zelfs Thomas Edison was er niet in geslaagd. Als natuurkundeleraar had Hey echter niet zulke vooroordelen en gaf hij grif zijn eigen onwetendheid toe. Hij ging zelfs zo ver dat hij belde Royal Greenwich-observatorium om te vragen of er iets mis was met de zon. Het blijkt dat dit inderdaad het geval was, zoals de astronomen van Greenwich bevestigden. Hey kwam er inderdaad achter dat tijdens het exacte venster waarin de radarstations overweldigd werden door lawaai, er een monsterlijke zonnevlek over het oppervlak van de zon was verschenen.

Destijds moet de RAF blij zijn geweest dat de bron niet een nieuwe Duitse storingstechnologie was, en dankbaar dat er geen aanval had plaatsgevonden terwijl de verdediging blind was. Na de oorlog, toen zijn werk werd vrijgegeven, begon Hey lezingen te houden, maar de astronomiegemeenschap was niet vriendelijk. Wie was deze man, niet minder dan een leraar, om hen te vertellen dat de zon radiogolven uitzond? Belachelijk!

Gelukkig kwam zijn rechtvaardiging snel toen in 1946 een andere gigantische zonnevlek de zonneschijf passeerde en dezelfde interferentie veroorzaakte. Op dit punt werd radioastronomie over de hele wereld een serieus beroep, en Hey en andere natuurkundigen (waaronder Bernard Lovell) ruimden niet meer gebruikte radarapparatuur uit oorlogstijd op en bouwden hun eigen afluisterapparatuur. Deze keer waren ze echter niet op vijandelijke vliegtuigen gericht, maar op de sterren.

Bernard Lovell: de natuurkundige

Twee zwart-witfoto's: een man in pak en een grote telescoop in aanbouw — **de natuurkundige** Bernard Lovell gebruikte afgelegen velden van de Universiteit van Manchester bij Jodrell Bank om radarapparatuur op te zetten die overblijft uit oorlogstijd. Later koos hij deze locatie voor de bouw van de Mark I-telescoop, nu omgedoopt tot de Lovell-telescoop. (Met dank aan: Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Universiteit van Manchester)

Toen in 1939 de Tweede Wereldoorlog uitbrak, Bernard Lovell was onderzoeker aan de Universiteit van Manchester, VK, waar hij de sporen van ioniserende deeltjes door damp in een wolkenkamer visualiseerde. Lovell was opgeroepen om draagbare radareenheden te ontwikkelen, maar deze hadden last van een vervelende bron van interferentie. Uiteindelijk werden de valse signalen toegeschreven aan deeltjesdeeltjes die in wisselwerking stonden met de ionosfeer en radiogolven creëerden – een toevallige ontdekking voor Lovell. Nadat hij worstelde met wolkenkamers op tafel, realiseerde hij zich dat hij kon vertrouwen op de atmosfeer van de aarde als deeltjesversneller en als wolkenkamer.

Na de oorlog ‘redden’ Lovell en anderen – waaronder zijn collega James Hey in oorlogstijd – een aantal niet meer gebruikte radarapparatuur en plaatsten deze in de velden van een kleine buitenpost van de Universiteit van Manchester, in Jodrell-bank. De rustige locatie had moeten betekenen dat hij eens per uur de ping van de radar hoorde die de sporen van een deeltjesbui oppikte. Maar tot zijn verbazing hoorde hij een kakofonie. Hey suggereerde dat de signalen van Lovell in plaats daarvan te wijten zouden kunnen zijn aan het binnendringen van een ruimtesteen in de atmosfeer van de aarde. De geïoniseerde sporen die deze meteoren achterlaten, zouden radiosignalen reflecteren en hun positie prijsgeven.

Lovell, die op geen enkele manier gekwalificeerd was om over meteoren na te denken, kwam er al snel achter dat professionele astronomen noch de tijd noch de neiging hadden om hun kostbare telescopen te gebruiken om ze te bestuderen. Ze lieten dat bedrijf over aan de amateurs. En zo overtuigde Lovell Manning Prentice – overdag advocaat, ‘s nachts amateur-astronoom – om zich bij hem te voegen bij Jodrell Bank tijdens de volgende grote meteorenregen. Prentice ging achterover in zijn ligstoel liggen en schreeuwde wanneer en waar hij een meteoor zag. Elke keer draaide Lovell de radarapparatuur in die richting en schreeuwde als er pings op het radarscherm waren.

Het werd al snel duidelijk dat Lovell inderdaad meteorenregens had geregistreerd. Nu de wolkenkamers en de deeltjesfysica vergeten zijn, begon Lovell geld in te zamelen om de Mark I Telescope bij Jodrell Bank (later omgedoopt tot de Lovell Telescope) en begon het pad om een van de grootste radioastronomen van de 20e eeuw te worden. Het enige dat nodig was, waren lessen van een amateur.

Het woord ‘amateur’ heeft twee gemeenschappelijke betekenissen: ‘iemand die zich bezighoudt met een bezigheid, studie, wetenschap of sport als tijdverdrijf in plaats van als beroep’ en ‘iemand die ervaring en competentie mist in een kunst of wetenschap’. Van tuinieren tot klussen, er zijn veel vaardigheden waarin ik zowel onbetaald als incompetent ben, en het moet dus dieper gaan dan dat. De Latijnse wortel van het woord is inderdaad amateur, wat ‘geliefde’ betekent. Letterlijk betekent amateur zijn in een bezigheid er van houden, er een passie voor hebben.

Het bleek dat ik een oneerlijk oordeel had gegeven over degenen die zich bezighouden met amateurhobby's, niet in de laatste plaats op het gebied dat ik dacht beter te kennen dan wie dan ook: radioastronomie. Amateurastronomen worden misschien niet betaald of produceren spraakmakende academische artikelen, maar het gepingel van een meteoor en het gesis van de Melkweg in hun koptelefoon doen ze stralen van vreugde.

Toen ik op zoek ging naar een modern equivalent van de baanbrekende Amerikaanse amateurradioastronoom Grote Reber (zie kader hierboven), kwam ik talloze verenigingen van amateurradioastronomieclubs tegen die alles observeerden, van de galactische spiraalarmen tot, verbazingwekkend genoeg, pulsars. Na een gesprek met een paar – inclusief de Britse amateurastronomie Radioastronomiegroep Lincoln Amateur Astronomie ClubEn Sutton en Mansfield Amateurastronomieclub – Ik besefte dat ik me nergens meer amateur voel dan in een amateurastronomieclub.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world-5.jpg" data-caption="Passie-project Amateurradioastronoom Laurence Newell bouwt momenteel een observatorium dat hij “Area Fifty One and Three Quarters” noemt in Suffolk, VK, als een pensioenproject. Het observatorium bestaat uit verschillende gedoneerde gerechten in verschillende bouwstaten. Ze omvatten twee volledig bestuurbare schotels van 4 meter (die met moeite kunnen worden gebruikt voor pulsar-ontvangst) en twee schotels van 3 meter die fungeren als interferometer op 1420 MHz. Newell ontwikkelt ook een ontvanger voor de Schumann-resonanties. (Met dank aan: Dr. Laurence Newell)” title=”Klik om de afbeelding in pop-up te openen” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomie-van-amateur-roots-to -worldwide-groups-physics-world-5.jpg”> Rij van verschillende telescoopschotels op een grasveld voor een laag stenen gebouw

Passie-project Amateurradioastronoom Laurence Newell bouwt momenteel een observatorium dat hij noemt “Gebied Eenenvijftig en Driekwart” in Suffolk, VK, als pensioenproject. Het observatorium bestaat uit verschillende gedoneerde gerechten in verschillende bouwstaten. Ze omvatten twee volledig bestuurbare schotels van 4 meter (die met moeite kunnen worden gebruikt voor pulsar-ontvangst) en twee schotels van 3 meter die fungeren als interferometer op 1420 MHz. Newell ontwikkelt ook een ontvanger voor de Schumann-resonanties. (Met dank aan: Dr. Laurence Newell)

Als ik zulke groepen ontmoet, moet ik in de ogen van de leden zo'n teleurstelling overkomen; niet dat ik ooit door hen dat gevoel krijg. De optische astronomen die in deze clubs wonen, doen er meestal goed aan om te herstellen van hun geschokte pauzes nadat ik toegeef dat ik niet weet naar welke planeet, sterrenbeeld of ster ze wijzen, terwijl de radioamateurs beleefd proberen voorbij te gaan aan mijn gebrek aan ervaring met het bouwen of het onderhouden van radiotelescopen.

Vaatwerk siert de daken, draadlijnen strekken zich uit over palen en antennes in alle vormen wijzen naar de hemel. De technologie is zo eenvoudig en vertrouwd dat het gemakkelijk is om aan te nemen dat degenen in de schuren alleen maar proberen gebruik te maken van een gratis radio- of tv-dienst. Voor mij echter spring ik op van opwinding als ik de antennes zie die zijn gevormd om de stormen van Jupiter op te vangen of binnenkomende zonnevlammen te meten.

De mensen die deze telescopen vrijwillig onderhouden, zijn meestal gepensioneerde mannen die in vakgebieden als elektrotechniek of radarwetenschap hebben gewerkt. Het zijn experts op het gebied van terrestrische radiotechnologie die na hun pensionering hun apparaten hebben omgedraaid om omhoog te kijken – puur voor de uitdaging of, eerlijk gezegd, omdat hun artsen hen vertelden dat ze hun kolossale optische buizen niet langer door donkere, ijzige velden moesten dragen.

Er zijn nog steeds genoeg professionele radioastronomen met kennis van hun antennes die grenst aan het niveau van paardenfluisteren – maar ik heb ze vooral ontmoet bij de oudere, kleinere telescopen en minder vaak onder mijn generatie academici. Bij grote samenwerkingsverbanden zijn dit soort radioastronomen tegenwoordig zeldzaam, vanwege de noodzaak van schaalgrootte. In mijn ogen is dat een verlies. Het was in de koude, vervallen loodsen van de amateurgroepen dat ik de geest van de radioastronomie herontdekte. Hier waren de echte radioastronomen, amateur of niet.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world-6.jpg" data-caption="Burgerwetenschap De Brits Meteoorbaken is een burgerwetenschappelijk project om een systeem te bouwen om meteoren en de ionosfeer te bestuderen. Het bestaat uit een baken nabij Nottingham (links) en vier ontvangers in het Verenigd Koninkrijk. In een samenwerking tussen amateurradio en radioastronomie hebben zowel de Radio Society of Great Britain als de British Astronomical Association bijgedragen aan de kosten, terwijl vrijwilligers het project runnen. Nigel “Sparky” Cunnington (rechts) kan naar de sporen van gedetecteerde meteoren kijken in het Radio Astronomy Centre van het Sherwood Observatory, VK, waar hij coördinator radioastronomie is. (CC DOOR Phil Randall, met aanvullende informatie van Brian Coleman).” title=”Klik om afbeelding in pop-up te openen” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomie-van-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world -6.jpg”> Twee foto's: een radiobaken en een man die aan een bureau zat en naar verschillende gegevensmonitors keek

Burgerwetenschap De Brits Meteoorbaken is een burgerwetenschappelijk project om een systeem te bouwen om meteoren en de ionosfeer te bestuderen. Het bestaat uit een baken nabij Nottingham (links) en vier ontvangers in het Verenigd Koninkrijk. In een samenwerking tussen amateurradio en radioastronomie hebben zowel de Radio Society of Great Britain als de British Astronomical Association bijgedragen aan de kosten, terwijl vrijwilligers het project runnen. Nigel “Sparky” Cunnington (rechts) kan naar de sporen van gedetecteerde meteoren kijken in het Radio Astronomy Centre van het Sherwood Observatory, VK, waar hij coördinator radioastronomie is. (CC DOOR Phil Randall, met aanvullende informatie van Brian Coleman).

De geschiedenis doemt op boven het SKA-hoofdkwartier in het Jodrell Bank Observatory, gelegen in de schaduw van de iconische Lovell-telescoop. Deze 76 meter schotel was ooit de grootste bestuurbare radioschotel ter wereld toen hij in 1957 werd gebouwd en de fenomenale prestatie van zijn constructie betekent dat slechts twee telescopen hem sindsdien hebben overtroffen (in XNUMX). Effelsberg, DuitslandEn Groene Bank Telescoop in West-Virginia, VS).

Grootschalige radiotelescooparrays, zoals de SKA, zijn de cruciale volgende stap om licht over grotere gebieden te verzamelen. De SKA is inderdaad een interferometer, waarvan één deel bestaat uit 130,000 antennes in de West-Australische woestijn, die zo met elkaar zijn verbonden dat binnenkomende radiogolven met een lange golflengte een gigantisch verzamelgebied ‘zien’ dat de mechanisch-technische beperkingen van een fysieke schotel omzeilt.

Een enkelvoudig gerecht is gemakkelijk te antropomorfiseren en lief te hebben; Ik vermoed dat het minder waarschijnlijk is dat een array van 130,000 antennes evenveel liefde en loyaliteit zal opwekken. Misschien zul je een voorliefde ontwikkelen voor antenne 118,456, die op dinsdag altijd brutaal offline lijkt te gaan, maar het zal de data-ingenieur zijn die grinnikt. De astronoom zal het waarschijnlijk nooit weten.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world-7.jpg" data-caption="Toekomstige astronomie Artist's impression van geplande SKA-Low-stations in Murchison, West-Australië. Deze array zal 131,072 laagfrequente antennes omvatten, elk 2 meter hoog, gegroepeerd in 512 stations. De componenten zullen over de hele wereld worden gebouwd. (Copyright: DISR)” title=”Klik om afbeelding in pop-up te openen” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomie-van-amateur-roots-to-worldwide -groups-physics-world-7.jpg”> Groot woestijngebied met verschillende cirkelvormige groepen van honderden kleine antennes

Toekomstige astronomie Artist's impression van geplande SKA-Low-stations in Murchison, West-Australië. Deze array zal 131,072 laagfrequente antennes omvatten, elk 2 meter hoog, gegroepeerd in 512 stations. De componenten zullen over de hele wereld worden gebouwd. (Auteursrecht: DISR)

Een malafide radioastronoom

Dit gebrek aan geconsolideerde kennis is een reden tot bezorgdheid voor sommige radioastronomen, die weten hoe belangrijk het is om te begrijpen hoe gegevens worden verzameld. Ik vond zo'n astronoom op de afdeling natuurkunde van de Universiteit van Californië, Berkeley, VS. Als directeur van zijn Laboratorium voor radioastronomie, Aäron Parsons heeft belangrijke bijdragen geleverd op mijn onderzoeksgebied van de eerste sterren, waarbij ik leiding gaf aan een samenwerkingsverband van wetenschappers in hun zoektocht naar radiosignalen uit het vroege heelal. Voor mij was een rondleiding door zijn laboratorium een magische ervaring. Ik schoot rond, tilde metalen platen op en bewonderde verschillende antennes terwijl ik in vervoering luisterde hoe Parsons over elk stuk sprak, alsof hij een gepassioneerd kunstcurator was.

Aaron Parsons is nu wat ik graag zie als een malafide radioastronoom, die de evolutie van het veld naar mondiale samenwerking de rug toekeert

Parsons uit vrijuit zijn bezorgdheid – grenzend aan cynisme – over grote samenwerkingen, vanwege de natuurlijke kloof in expertise die efficiëntie dicteert. Sterker nog, hij is nu wat ik graag zie als een malafide radioastronoom, die de evolutie van het veld naar mondiale samenwerking de rug toekeert. Hij brengt zijn vakanties zelfs alleen of met zijn zoon door met kamperen in afgelegen delen van de VS, op zoek naar de perfecte kloof waar hij zijn nieuwste, handgemaakte antenne overheen kan hangen.

De vindingrijkheid van zijn solo-samenwerking doet openlijk denken aan Reber en Lovell. Parsons bouwt zijn eigen instrumenten, waarbij hij altijd in gedachten houdt hoe hij verwacht dat de gegevens eruit zullen zien. Hij vertelt me dat hij moeite zou hebben om de analyse van andere wetenschappers te vertrouwen, tenzij ze de antennes zelf hebben gebouwd. Je moet het instrument kennen om het effect ervan op de gegevens te kennen, meer dan ooit wanneer het kleinste kosmologische signaal kan worden weggevaagd door een antenne-effect verkeerd te modelleren.

Radiopioniers: de blijvende rol van 'amateurs' in de radioastronomie

Nu we een tijdperk van immense interferometrie binnengaan, lopen we het risico het nauwe huwelijk tussen elektrotechniek en astronomie te ontwarren. De kennis die nodig is om expertise op welk aspect dan ook aan te tonen, is nu te groot voor één persoon, of zelfs voor één PhD-opleiding. Het geluk van elke lopende relatie hangt af van het samen doorbrengen van tijd en het open communiceren. Grote observatoria zoals de SKA zullen alleen gedijen als de wetenschappers en ingenieurs kennis uitwisselen en elkaars expertise en liefde voor hun vak respecteren. Het één zonder het ander is zo goed als helemaal niets.

In sommige opzichten zijn echte radioastronomen een uitstervend ras. Ze zijn vooral te vinden bij kleinere telescopen of in amateurclubs; het is pottenbakken voor het plezier, niet publiceren of vergaan. Ik begrijp waarom grote samenwerkingsverbanden een duidelijke scheiding tussen ingenieurs en astronomen nodig hebben, maar beide partijen moeten een beetje van elkaars taal leren, zodat het essentiële huwelijk tussen geesten niet wankelt. Uw plaatselijke amateurastronomieclub zou heel goed de beste plek kunnen zijn om precies dat te doen.