Een kurkdroge woestijn, of een bergtop zo hoog dat je er nauwelijks kunt ademen; in astronomisch paradijs Noord-Chili bouwen sterrenkundigen drie nieuwe observatoria op extreme locaties, waaronder de grootste telescoop in de geschiedenis. ‘Een revolutionair nieuwe manier van sterrenkunde bedrijven.’
is wetenschapsjournalist. Hij schrijft voor de Volkskrant over sterrenkunde.
Op ruim 4.000 meter boven zeeniveau draait David Boettger zijn fourwheeldrive pick-uptruck vanaf de Ruta 27 in Noord-Chili een stenige bergweg op. Het is dan nog een kilometer verder omhoog naar het Simons-observatorium, op 5.200 meter, op de flank van de Cerro Toco-vulkaan.
De lucht is daar zo ijl dat iedereen verplicht met een kleine zuurstoffles rondloopt – wetenschappers, technici, bouwvakkers en bezoekers. Zuurstofgebrek tast je concentratievermogen aan en bij de bouw van een complexe telescoop kun je je geen ongelukken veroorloven, legt Boettger uit.
Aangekomen op het rommelig ogende bouwterrein krijgt de scientific system engineer van het project de autodeur nauwelijks open door de harde wind. De temperatuur ligt rond het vriespunt; de zon schijnt zo fel dat je niet zonder zonnebril en factor 50 kunt.
Dit is het Chajnantor-plateau, vlak bij het drielandenpunt van Chili, Argentinië en Bolivia. Een paar kilometer verderop staan de 66 schotelantennes van het ruim tien jaar oude Alma-observatorium en op de top van een naburige vulkaan hebben Japanse astronomen de afgelopen jaren hun Tao-telescoop gebouwd – de hoogst gelegen sterrenkijker ter wereld, op 5.600 meter.
‘De geografische zuidpool is voor sommige metingen een nóg wat betere plek, omdat de lucht er nog droger is’, aldus Boettger, ‘maar daar is de logistiek voor de bouw van een telescoop een stuk ingewikkelder. Bovendien zie je vanaf de Zuidpool nooit meer dan één helft van de sterrenhemel.’
Alma, Tao en het gloednieuwe Simons-observatorium (genoemd naar de belangrijkste geldschieter) doen alle drie onderzoek aan straling uit het heelal die niet doordringt tot op zeeniveau, maar geabsorbeerd wordt door waterdamp in de atmosfeer.
Hoe minder waterdamp er in de lucht boven je hoofd zit, hoe beter. Daarom zijn dit soort waarnemingen alleen mogelijk als je heel hoog zit, en bovendien op een kurkdroge plek.
Met het Simons-observatorium gaan astronomen de kosmische achtergrondstraling in detail bestuderen – de ‘nagloed’ van de oerknal, waarmee het heelal een kleine 14 miljard jaar geleden ontstond.
Dat gebeurt met vele tienduizenden extreem gevoelige stralingsmetertjes (zogeheten bolometers), verdeeld over drie kleine telescopen en één grote. Die grote telescoop heeft twee gigantische spiegels van 6 meter breed, opgebouwd uit tientallen segmenten. Ze zijn net geïnstalleerd; de kisten waarin ze zijn getransporteerd moeten nog opgeruimd worden.
‘Voor mij is het ook de eerste keer dat ik de spiegels zie’, zegt Boettger, terwijl hij zwaait naar een monteur die boven in het rechthoekige telescoopgebouw aan het werk is – met zuurstof en gezekerd aan kabels. ‘Het plan is om het aantal kleine telescopen in de toekomst uit te breiden. Hoe meer detectoren, hoe gevoeliger de metingen.’
Een van de kleinere instrumenten begint langzaam rond te draaien. ‘Ze worden op afstand bestuurd vanuit Princeton in de Verenigde Staten’, zegt Boettger. ‘Ik denk dat ze nu kalibratiemetingen uitvoeren.’
Uiteindelijk doel van het project: achterhalen wat er in de allereerste ogenblikken van de kosmische geschiedenis precies gebeurde. De meeste kosmologen denken dat het heelal toen een extreem korte periode van exponentieel versnellende uitdijing doormaakte.
Het Simons-observatorium kan daar hopelijk uitsluitsel over geven. ‘De eerste metingen, met de drie kleine telescopen, zijn al gedaan’, aldus Boettger, ‘maar het zal nog wel een paar jaar duren voordat we resultaten kunnen publiceren.’
Maar met één nieuw instrument zijn sterrenkundigen er nog niet. Op de vraag hoe het heelal zich na de ontstaansfase verder ontwikkelde, geeft het Simons-observatorium namelijk geen antwoord – daar heb je weer een heel ander soort telescoop voor nodig.
Die nadert voltooiing op het Vera Rubin-observatorium, zo’n 800 kilometer zuidelijker en 2.500 meter minder hoog. ‘Er is vertraging geweest door de coronapandemie, maar in de loop van 2025 wordt hij officieel in gebruik genomen’, verzekert Leonor Opazo van de Amerikaanse organisatie Noirlab, die de telescoop beheert.
Sterrenkundige Vera Rubin, naar wie de telescoop is genoemd, speelde een belangrijke rol in het onderzoek naar donkere materie – een mysterieus en onzichtbaar bestanddeel van het heelal, waarvan het bestaan wordt afgeleid uit zwaartekrachtmetingen.
Samen met de al even raadselachtige donkere energie die de uitdijing van de lege ruimte opjaagt, is donkere materie verantwoordelijk geweest voor de manier waarop de huidige structuur van het universum evolueerde. De nieuwe telescoop brengt onder andere de driedimensionale verdeling van miljarden sterrenstelsels in kaart.
Technici leggen half februari de laatste hand aan de kolossale digitale camera, met een gewicht van 3 ton en de afmetingen van een kleine auto. Dat gebeurt in de gigantische hal waarin ook de reflecterende zilverlaag van de telescoopspiegels geregeld kan worden vernieuwd.
Er zijn spectaculaire proefopnamen gemaakt met een testcamera; de ‘echte’ camera is begin maart in het hart van de telescoop geplaatst. Het is de grootste digitale camera ooit gebouwd, met 3,2 miljard pixels – bijna zeventig keer zoveel als de camera van de iPhone 15 Pro.
Een doolhof van trappen en liften voert naar de telescoop zelf, een gevaarte van 300 ton met een hoofdspiegel zo groot als een squashbaan. ‘Elke dertig seconden maken we straks een nieuwe foto van steeds een ander stukje sterrenhemel’, vertelt opticus Jacques Sebag, die verantwoordelijk was voor het bijzondere ontwerp van het instrument.
‘In niet meer dan vijf seconden moet de telescoop van positie kunnen veranderen, vandaar dat hij enorm compact moest zijn.’ Het instrument vult zijn cilindrische behuizing inderdaad vrijwel volledig; er blijft maar weinig loopruimte over, ook al omdat de telescoop deels nog in de steigers staat.
Dankzij het hoge werktempo zal het Vera Rubin-observatorium straks drie keer per week de gehele sterrenhemel boven Chili in detail vastleggen. Dat levert naar verwachting een tsunami aan nieuwe ontdekkingen op: objecten en verschijnselen die maar kort duren, zoals explosies in verre sterrenstelsels, of die snel van plaats veranderen, zoals langs scherende asteroïden. Alle informatie wordt direct doorgespeeld naar andere sterrenwachten, voor vervolgonderzoek.
‘Een revolutionair nieuwe manier van sterrenkunde bedrijven’, noemt telescooptechnicus Michael Booth het. ‘Er wordt straks zo veel nieuws gevonden dat er te weinig andere telescopen op aarde zijn om gedetailleerde vervolgwaarnemingen te doen.’
Booth werkt voor de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (Eso), die druk bezig is met de bouw van de derde nieuwe telescoop in Noord-Chili, op de 3.050 meter hoge bergtop Cerro Armazones, ten zuiden van de havenstad Antofagasta. Die Extremely Large Telescope, die bij uitstek geschikt is voor dat soort detailstudies, is vooral bijzonder vanwege de onvoorstelbare afmetingen. ‘De ELT gaat niet alleen nauw samenwerken met Vera Rubin, maar ook met de James Webb-ruimtetelescoop,’ aldus Booth.
Vanaf tientallen kilometers afstand is de 90 meter grote koepel van de reusachtige telescoop al zichtbaar, als een glimmende metalen knikker in het woestijnlandschap. Graafmachines, diepladers en kraanwagens vallen in het niet bij het gigantische bouwwerk.
Veiligheidscoördinator Luigi Pinto, die een Chileense tv-ploeg rondleidt door het nog half open gebouw, wijst in het telescoopgeraamte de plaatsen aan waar de spiegels gaan komen en waar de wetenschappelijke instrumenten komen te staan. Een van die instrumenten, Metis geheten, is door Nederlandse astronomen ontwikkeld. Ook de ondersteuning van de hoofdspiegel van de telescoop is van Nederlandse makelij.
Vrachtwagens die het telescoopgebouw in- en uitrijden, lijken op speelgoedautootjes. Technici in oranje hesjes die in de telescoop aan het werk zijn, lijken op Lego-figuurtjes.
De bouw heeft enige vertraging opgelopen. Naar verwachting zal de telescoop in het voorjaar van 2029 in gebruik worden genomen, als de grootste en krachtigste sterrenkijker in de geschiedenis. Op het gebied van aardse telescopen neemt Europa de leidende positie dan weer over van de Verenigde Staten, die sinds begin vorige eeuw op kop liepen.
Hemelsbreed 20 kilometer verderop, op het nabijgelegen Europese Paranal-observatorium, komen geregeld vrachtcontainers uit Duitsland aan met nieuwe zeshoekige segmenten voor de hoofdspiegel van de Extremely Large Telescope. Die worden daar zorgvuldig getest en gealuminiseerd. Uiteindelijk gaat de bijna 40 meter grote hoofdspiegel van de monstertelescoop bestaan uit 798 van die zeshoeken, elk zo’n anderhalve meter groot.
‘Eens in de paar jaar moet een telescoopspiegel van een nieuwe reflecterende laag worden voorzien’, vertelt Guillaume Blanchard, hoofd van Eso’s optische groep. ‘Dat betekent dat we straks twee spiegelsegmenten per dag opnieuw moeten coaten.’ Ook dat gebeurt in het optische laboratorium op Paranal.
Naast het lab, in een reusachtig klimaatgecontroleerd magazijn, liggen zo’n tweehonderd segmenten te wachten op definitieve plaatsing in de telescoop. Ze liggen in grote kisten die voorzien zijn van een unieke QR-code – elke zeshoek heeft zijn eigen specifieke gebogen oppervlak, en ‘past’ maar op zes posities in de uiteindelijke spiegel.
Als de nacht valt, strekt de Melkweg zich uit boven de Atacama-woestijn, en flonkeren de sterren van Orion en het Zuiderkruis aan de inktzwarte Chileense hemel. Blanchard en zijn collega’s hopen met hun gevoelige instrumenten het ontstaan, de structuur en de evolutie van dat mysterieuze universum te ontraadselen.
Buiten staat Blanchard even stil om van het nachtelijk uitzicht te genieten. Ook wetenschappers en technici die werken aan de nieuwste generatie professionele telescopen raken niet snel uitgekeken op de kosmos zoals die met het blote oog te zien is. Hoe duur en spectaculair die nieuwe telescopen ook zijn, dit is al duizenden jaren de kern van de astronomie. Iemand die ’s nachts vol verwondering naar boven kijkt en besluit: ik wil snappen wat daar gebeurt.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant