nieuws

Nederlands-Japanse chip meet 49 tinten ver-infrarood

R&D

Het Nederlands-Japanse DESHIMA-instrument heeft een eerste praktijktests doorstaan bij het meten van de afstanden en leeftijden van verre sterrenstelsels. De kern van het instrument is een chip ter grootte van twee euromunten. De chip meet 49 tinten ver-infraroodlicht. De ontwikkelaars van de spectrometer publiceerden de resultaten van hun eerste meetcampagne (first light) in het vakblad Nature Astronomy.

Nederlands-Japanse chip meet 49 tinten ver-infrarood

Om afstanden in het heelal te meten wordt gekeken naar het dopplereffect van het licht van sterrenstelsels. Hoe roder het licht, hoe hoger de snelheid, hoe verder het sterrenstelsel. Het licht van de snelste, verste sterrenstelsels is op aarde te zien als ver-infraroodlicht.
Nederlandse en Japanse onderzoekers monteerden in het najaar van 2017 onder leiding van Akira Endo (TU Delft) een speciale chip op de Japanse ASTE-telescoop in Noord-Chili. Deze supergeleidende chip werd door de TU Delft en SRON ontwikkeld en bevat één antenne, 49 filters en 49 detectoren. De antenne vangt straling op van diverse golflengtes. De filters rafelen de straling uit elkaar in 49 tinten infrarood. De 49 detectoren meten vervolgens de sterkte van de straling. Als een detector een signaal opvangt, is dat te zien als een piek in een grafiek.

First light

In eerste instantie  liep de test met de telescoop vertraging op. Er bleek wat mis te zijn met het koelsysteem van de chip. Reserve-onderdelen voor het koelsysteem waren aanwezig, maar de onderzoekers hadden over het hoofd gezien dat er pinnetjes nodig waren om onderdelen uit te lijnen. Uiteindelijk kon een juwelier in het stadje San Pedro de Atacama de onderzoekers helpen. Hij had een stuk koperdraad met de exacte diameter waaruit pinnetjes konden worden gemaakt. Op die manier kon het instrument worden gerepareerd en uitgeleend en kon de eerste tests met de telescoop, het zogeheten first light, worden doorgevoerd.
De astronomen richtten de telescoop-met-chip eerst op Mars, Saturnus en een aantal bekende sterren en sterrenstelsels. Aangezien dit geen noemenswaardige problemen opleverde en de verwachte helling in de grafiek verscheen, konden de onderzoekers de telescoop richten op een bekend ver sterrenstelsel VV114 en zagen ze de voorspelde roodverschuivingen.

300 tinten

De onderzoekers werken inmiddels aan een chip die het licht uiteenrafelt in een golflengtegebied van meer dan 300 tinten in plaats van de huidige 49. Daarmee kunnen ze de afstanden bepalen tot sterrenstelsels die tot nu toe verborgen zijn achter stofwolken. Ook willen de onderzoekers meerdere chips aan elkaar kunnen koppelen zodat ze meerdere sterrenstelsels tegelijk kunnen bestuderen. De ontwikkeling moet leiden tot een imaging-spectrometer op handzaam formaat die eenvoudig kan worden gebruikt op een telescoop op aarde.

Bron: TU Delft