Iedereen met een beetje liefde voor sterrenkunde had het gisteren over Vera C. Rubin, want het krachtige observatorium gaf de eerste beelden vrij. Het is de opmaat naar revolutionaire observaties, die mede mogelijk gemaakt worden door Hollandse vindingrijkheid.
Op een meer dan 2600 meter hoge bergtop in Chili is de afgelopen tien jaar hard gebouwd aan het Vera C. Rubin Observatory. Dat het enorme observatorium – uitgerust met een 8,4 meter grote spiegel en ’s werelds grootste digitale camera – uitgerekend hier verrijst, is niet zomaar. Het heeft onder meer te maken met het feit dat de lucht hier doorgaans heel droog en helder is, waardoor het krachtige observatorium weinig te duchten heeft van storende bewolking. En mocht er toch een keer wat bewolking ontstaan, dan kan een Nederlandse uitvinding wellicht uitkomst bieden.
DREAM
We hebben het over DREAM. Dat staat voor Dutch Rubin Enhanced Atmospheric Monitor. Het is een geavanceerd observatiesysteem dat realtime de bewolking in de gaten houdt én het Vera C. Rubin Observatory helpt om de waarnemingen zo optimaal mogelijk te plannen. “DREAM neemt elke zes seconden een foto van de hele hemel, waarin ook 6000 sterren zichtbaar zijn,” legt professor Henk Hoekstra uit. Hij is hoogleraar observationele kosmologie aan de Universiteit Leiden en gaf leiding aan de ontwikkeling van DREAM. “Door de helderheid van deze sterren te vergelijken met referentiewaarden – want gemiddeld zullen deze sterren niet veel veranderen – kunnen we zien waar (sluier)bewolking licht absorbeert. We kunnen zo de bewolking nauwkeurig reconstrueren. De computers in DREAM doen dit een paar keer per minuut en sturen dit door naar de planningscomputer van het Vera C. Rubin Observatory.” En die kan dan tussen de geplande waarnemingen zoeken naar observaties die met het oog op de bewolking op dat moment het beste kunnen worden uitgevoerd. “Dit gaat allemaal helemaal automatisch, want de telescoop wisselt bijna twee keer per minuut van veld.”
Condenssporen en satellieten
Het klinkt misschien wat vreemd, om een instrument te bouwen dat bewolking kan detecteren op een plek waar weinig bewolking ontstaat. Dat is het echter niet, zo legt Hoekstra uit. Zo kan DREAM ook condenssporen van vliegtuigen zien. Net als de door sterrenkundigen zo gehate satellietconstellaties. Met dat laatste wordt overigens niets gedaan, zo onthult Hoekstra. “Daar valt niet meer tegenop te plannen. Dus die worden uit de Rubin-data gefilterd.”
Deels bewolkte nacht is geen verloren nacht
De belangrijkste reden om een instrument in te zetten dat bewolking kan waarnemen in een gebied waar nauwelijks bewolking voorkomt, is echter dat het ook op die ene bergtop in Chili toch nog in 5 tot 10 procent van de nachten gedeeltelijk bewolkt is. Dankzij DREAM is zo’n half bewolkte nacht niet automatisch een verloren nacht, maar kunnen er toch nog wat waarnemingen gedaan en kan een deel van de data ‘gered’ worden. En dat is belangrijk. Want Vera C. Rubin is ontwikkeld om gedurende 10 jaar elke 3 tot 4 nachten een blik op de zuidelijke nachthemel te werpen en in beeld te brengen wat er verandert. Voor een zo compleet mogelijk beeld, wil je natuurlijk zoveel mogelijk nachten kunnen waarnemen en zo weinig mogelijk data missen. In ongeveer 5 procent van de tijd kunnen we ervoor zorgen dat data verzameld wordt die dezelfde kwaliteit heeft als data die tijdens een heldere nacht is verzameld,” vertelt Hoekstra. De aanpak levert niet alleen meer data op, maar vereenvoudigt ook de analyse van de Rubin-data. “Met het oog op de totale waarde van Rubin en de waarnemingen (ongeveer 1 miljard dollar) is de 5% die we zo ‘redden’ toch mooi 50 miljoen waard,” stelt Hoekstra. En dat tegen een mooi prijsje, want de bouw van DREAM heeft slechts ongeveer 300.000 euro gekost.
Keuze voor Nederlandse wetenschappers
Dat de Amerikanen – die Vera C. Rubin bouwen en beheren – voor DREAM in Nederland uitkwamen, is volgens Hoekstra goed te verklaren. “Er zijn systemen die iets dergelijks kunnen doen, maar die presteren slechter wanneer er sluierbewolking is terwijl de maan zichtbaar is. Dit is geen probleem voor DREAM vanwege de hogere gevoeligheid. Ook hebben we vijf camera’s die deels overlappen in beeldveld. Als er één uitvalt, werkt alles nog steeds. Deze robuustheid en het feit dat dit bestaande technologie is (die in Leiden is ontwikkeld en gebruikt) was belangrijk voor de keuze. Rubin wil een goed en betrouwbaar systeem.” In Leiden besloten ze vervolgens om er softwareontwikkelaars uit Nijmegen bij te halen. “Vanwege hun expertise.”
Gezonde spanning
En na jaren van voorbereiding gaat het observatorium binnenkort dus echt aan de slag. De eerste beelden die gisteren verschenen zijn, zijn slechts de opmaat naar meer; de komende tien jaar zal het observatorium onze kijk op het universum naar verwachting drastisch veranderen. Het brengt wel enige gezonde spanning met zich mee voor de Nederlanders die middels DREAM hun steentje daaraan bijdragen, maar Hoekstra blijft er nuchter onder. “Het is altijd mooi als een dergelijk groot project – dat al jaren in de planning zit – ook daadwerkelijk begint. Maar het is toch iets anders dan de eerste plaatjes van de Euclid-satelliet, waar ik vooral aan werk. In de ruimte kan er niets gerepareerd worden, terwijl dat in dit geval wel mogelijk is. Wat wel spannend is, is of DREAM aan de verwachtingen gaat voldoen.” Dat zal de komende tijd duidelijk moeten worden.
Wat Vera C. Rubin gaat doen
Ondertussen zijn ook de verwachtingen omtrent het Vera C. Rubin Observatory zelf hooggespannen. Astronomen verwachten dankzij het observatorium tot tal van nieuwe inzichten te komen, zo vertelde wetenschapper Elisa Chisari, verbonden aan de Universiteit Utrecht en nauw betrokken bij het Rubin Observatorium aan Scientias.nl. “We verwachten dat Rubin een revolutie te weeg gaat brengen als het gaat om ons begrip van de vorming van onze eigen Melkweg, het in kaart brengen van ons zonnestelsel, het ontrafelen van de ‘donkere’ componenten van het heelal (donkere materie en donkere energie) en het zichtbaar maken van allerlei onbekende veranderingen aan de nachtelijke hemel. En zeker is: er zullen ook ontdekkingen zijn die we nu nog helemaal niet kunnen voorzien, simpelweg omdat we nog nooit over dit soort data hebben beschikt.” Hoekstra sluit zich daarbij aan. “Rubin luidt een nieuw tijdperk in de sterrenkunde in.”
De verwachting is dus dat het Vera C. Rubin Observatory veel, grote en uiteenlopende ontdekkingen zal doen. En als die ontdekkingen straks de wetenschappelijke journals vullen en bij tijd en wijle de voorpagina’s van kranten sieren, is enig chauvinisme op zijn plaats. Want een nieuwe blik op het heelal begint bij helder zicht – en dankzij een Nederlandse innovatie zal Vera C. Rubin dat vaker weten te vinden dan het Chileense weer eigenlijk toestaat.
