Jaarboek no. 89. 2010/2011 - Koninklijke Maatschappij voor ...

LOFAR: op zoek naar de snelste deeltjes in het heelal
vanaf Drentse terpen
Prof. dr. H. Falcke, A.C.W. Corstanje M.Sc.
Radboud University Nijmegen
Op 12 juni 2010 is de radiotelescoop LOFAR (Low
Frequency Array) officieel in gebruik genomen door
koningin Beatrix.
Anders dan conventionele radiotelescopen, die
bestaan uit een of meerdere grote schotels, is
LOFAR opgebouwd uit een groot aantal eenvoudige
draadantennes. Deze zijn gegroepeerd in stations
van 96 stuks op een oppervlak met diameter ca.
80 m. Het centrum ligt in Drenthe, in de buurt van
Exloo en Buinen, waar 6 van dergelijke stations
geplaatst zijn op een ringvormige ‘superterp’ (zie
fig. 1), en nog eens 16 binnen enkele kilometers
afstand. Er liggen ook stations tot 50 km van het
centrum, plus enkele in het buitenland: Duitsland,
Engeland, Frankrijk en Zweden. Dit maakt LOFAR tot
een internationaal project.
De telescoop werkt op de laagste frequenties
Figuur 1
De centrale regio van LOFAR, de ‘superterp’, met
een doorsnede van 300 m. De grijze vlakken zijn
tegelvormige antennes voor de hogere frequentieband;
de driehoekige antennes (zie fig. 2) staan meer verspreid
over het veld.
Natuurkundige voordrachten I Nieuwe reeks 89
waarmee de ruimte vanaf de aarde waargenomen
kan worden (10-90 MHz en 110-250 MHz). Voor
lagere frequenties is de ionosfeer ondoorzichtig.
Deze frequenties zijn laag genoeg om het radiosignaal
van elke antenne te kunnen digitaliseren,
waarna de gehele signaalverwerking digitaal plaatsvindt.
Hiervoor worden de signalen over een speciaal
aangelegde glasvezelverbinding naar een centrale
supercomputer in Groningen gestuurd.
De antennes zijn gevoelig voor straling uit alle richtingen;
om in een bepaalde richting te kunnen ‘kijken’
worden de signalen uit alle antennes gecombineerd
volgens het principe van interferometrie. Omdat
de lichtsnelheid eindig is, komen signalen uit een
gegeven richting bij elke antenne op een iets ander
tijdstip aan (zie fig. 2). De tijdvertraging kunnen
we berekenen voor elke antenne, om het signaal
Figuur 2
Een piramidevormige antenne voor de laagste
frequentieband (10-90 MHz). Deze zijn ca. 1.5 m hoog.
Lezing gehouden voor de Koninklijke Maatschappij
voor Natuurkunde ‘Diligentia’ te ’s-Gravenhage
op 21 maart 2011
103