Profiel

Een opdonder voor de enorme radiotelescoop van Arecibo

Astronomie De op een na grootste radiotelescoop op aarde – ook bekend dankzij James Bond, Jodie Foster en Joy Division – is flink beschadigd geraakt.

De schade aan de schotel gezien van onderaf. Er is een gat van zo’n dertig meter geslagen.
De schade aan de schotel gezien van onderaf. Er is een gat van zo’n dertig meter geslagen. Foto AP

Tweehonderdvijftig panelen in puin, gebroken kabels en een gapend gat in de spiegelreflector. De Arecibo radiotelescoop op Puerto Rico staat er gehavend bij. Het is niet de genadeslag voor het bijna zestig jaar oude observatorium. Maar zeker is dat de tot voor kort grootste radiotelescoop ter wereld (met een diameter van 305 meter) een flinke opdonder heeft gehad. Observaties zijn voorlopig niet mogelijk.

Door nog onbekende oorzaak brak vorige week een van de zware kabels boven de grote schotel, die uit zo’n 38.000 panelen bestaat, waardoor een gat werd geslagen in de primaire spiegel. De kabels werden ruim twintig jaar geleden gemonteerd om de koepel die boven de schotel hangt te ondersteunen. „Ze zouden nog zeker vijftien tot twintig jaar mee moeten zijn gegaan”, zei Fransisco Cordova, directeur het observatorium, vrijdag in een persconferentie. „We zijn in elk geval blij dat er niemand gewond is geraakt.”

Met de radiotelescoop doen astronomen metingen aan licht van golflengten van enkele centimeters tot een meter lang. Die straling wordt via de primaire spiegel (de grote schotel) gereflecteerd naar een tweede en derde spiegel in de koepel die erboven bungelt. Daar wordt de straling gefocust tot een punt, waardoor een bruikbaar signaal ontstaat. Hiermee doen astronomen onderzoek naar fenomenen als pulsars – snel roterende neutronensterren die elektromagnetische straling uitzenden –, planetoïden en (exo)planeten.

Lees ook: Het nieuwe, grote oor van China

Mogelijk instabiel

Het ongeluk wordt nog onderzocht. Daarbij ligt niet de nadruk op het zo snel mogelijk herstellen van de primaire spiegel, verklaarde Cordova. „We moeten eerst zorgen dat het gehele platform stabiel is en blijft. Dan pas gaan we kijken wat er precies is gebeurd.” Door de val van de bovenste kabel zijn ook kabels gebroken die de spiegel ondersteunen en normaal onder spanning staan. De hele constructie is hierdoor verschoven en mogelijk instabiel.

Het observatorium werd in de jaren zestig gebouwd naar het idee van een professor aan Cornell University in de staat New York. Omdat hij een grotere, en veel duurdere, telescoop nodig had voor zijn onderzoek naar elektronen in de bovenste laag van de aardse ionosfeer, stelde hij voor deze ook te gebruiken voor astronomisch onderzoek. Financiering kwam uiteindelijk van het Amerikaanse defensie. Die was óók geïnteresseerd in die ionosfeer, maar dan voor het traceren van Sovjetraketten.

De telescoop een lange lijst aan primeurs op zijn naam staan. Zo voorzag het astronomen van metingen waarmee het eerste steekhoudend bewijs werd gevonden voor het bestaan van neutronensterren, leverde het de eerste afbeelding ooit van een planetoïde (4769 Castalia), en werden er de eerste exoplaneten mee ontdekt.

Nobelprijs

„En Arecibo heeft minstens één Nobelprijs binnengesleept”, vertelt Jason Hessels, onderzoeker aan de Universiteit van Amsterdam. „Met deze telescoop werd voor het eerst een systeem van twee om elkaar roterende neutronensterren gevonden.” De onderzoekers ontvingen hier in 1993 een Nobelprijs voor. Een vergelijkbaar systeem van twee zwarte gaten leidde tot de historische meting van zwaartekrachtsgolven in 2015. Die waren afkomstig van twee om elkaar roterende zwarte gaten die naar elkaar toe bewogen en uiteindelijk botsten.

Arecibo in de James Bond-film GoldenEye (1995), met Pierce Brosnan.
Arecibo in de film Contact (1997), met Jodie Foster.
Screenshot van het project SETI@Home, waarbij mensen hun eigen computer kunnen inzetten om buitenaardse leven te vinden in gegevens die zijn opgevangen met de Arecibo ruimtetelescoop.

„De sterren die rond 1974 door Arecibo werden geobserveerd, zullen pas over 300 miljoen jaar op elkaar botsen. Wel konden onderzoekers met behulp van de radiostraling elk jaar de baan van de twee sterren nauwkeurig meten”, zegt Hessels. „Daaruit bleek dat ze steeds dichter bij elkaar kwamen. Een indirecte meting van de zwaartekrachtsgolven, want de metingen kwamen precies overeen met de voorspellingen van Einstein.”

Recenter onderzoek, waar Hessels zelf bij betrokken is, zorgde in 2016 voor de ontdekking van herhaalde, zogeheten fast radio bursts, korte radiopulsen afkomstig van hoogenergetische processen. Veel is er nog niet over bekend, „maar dat Arecibo het eerste herhalende signaal vond, helpt ons om meer van zulke bronnen te vinden. Velen dachten dat deze bursts van eenmalige ontploffingen kwamen, maar dit wees erop dat dat dus niet hoeft.”

Enen en nullen

De roem van Arecibo strekt verder dan de astronomie. De telescoop verwierf ook bekendheid door zijn rol in zoektochten naar buitenaards leven, zoals de projecten van SETI. In 1974 werd met de telescoop een radioboodschap de ruimte in gestuurd richting de Herculesbolhoopcluster, zo’n 25.000 lichtjaar van de aarde aan de rand van de Melkweg. De boodschap bevatte 1.679 bits, ‘enen’ en ‘nullen’, en moest afbeeldingen voorstellen van ons dna, de getallen 1 tot en met 10, een mens, ons zonnestelsel, en de Arecibo-radiotelescoop zelf.

Daarnaast schitterde de schotel in een bescheiden rijtje films, waaronder de slotscène van de James Bond-film GoldenEye uit 1995, en in de film Contact uit 1997, waarin actrice Jodie Foster een SETI-wetenschapper speelt. De Engelse band Joy Division gebruikte voor hun album Unknown Pleasures een grafiek van radiodata afkomstig van een pulsar, gemeten door Arecibo.

Niet verouderd

De afgelopen jaren maakte de Arecibotelescoop vaker rampspoed mee. Zo brak tijdens orkaan Maria in 2017 een oude ontvanger af. De schade was toen aanzienlijk minder: dertig panelen moesten worden gerepareerd. Wel moest het observatorium maanden op een noodgenerator op diesel functioneren omdat na Maria het eiland maandenlang zonder stroom zat.

Ook kampte het observatorium, en daarmee duizenden astronomen die er metingen laten doen, de laatste jaren met verlaagde budgetten. NASA verlaagde een aantal opeenvolgende jaren haar subsidie aan Arecibo, en zo’n tien jaar geleden was zelfs sprake van een mogelijke sluiting als er niet snel meer geld op tafel zou komen.

Tot nu toe heeft de telescoop al die tegenslagen weten te overleven. Toch gaat het vermoedelijk maanden duren voor de wetenschappelijke metingen weer kunnen beginnen. Ondanks dat de telescoop al zestig jaar meegaat, is deze nog lang niet verouderd om relevante metingen mee te doen, meent Hessels. „De telescoop heeft een aantal upgrades gehad, zoals nieuwe ontvangers, waarmee hij steeds krachtiger wordt. Zo kunnen we nog steeds belangrijke ontdekkingen doen.”

Een weergave van de boodschap die in 1974 de ruimte werd ingestuurd met behulp van de radiotelescoop.