In de toekomst, wanneer ruimtevaartuigen naar andere planeten worden gestuurd of wanneer de rotatie van planeet Aarde wordt bestudeerd, er wordt een nieuw referentiekader gebruikt. Op 30 augustus, op de Algemene Vergadering van de Internationale Astronomische Unie (IAU) in Wenen, het nieuwe internationale hemelreferentieframe ICRF3 werd aangenomen, waardoor nauwkeurigere richtingspecificaties in de ruimte mogelijk zijn. Het is gebaseerd op de nauwkeurige meting van meer dan 4000 extragalactische radiobronnen. TU Wien (Wenen) speelde een belangrijke rol in het internationale consortium, die de nieuwe realisatie verzorgde.

Een coördinatensysteem voor het heelal

Op dezelfde manier dat een referentiesysteem nodig is om bergtoppen te meten (meten van de lengte- en breedtegraad van de aarde en de hoogte boven zeeniveau, bijvoorbeeld), het is essentieel om overeenstemming te bereiken over een betrouwbaar referentiesysteem voor het specificeren van richtingen in de ruimte. "Het is geen goed idee om de vaste sterren te gebruiken die we aan de nachtelijke hemel zien, " legt professor Johannes Böhm van de afdeling Geodesie en Geo-informatie aan de TU Wien uit. "In de loop van de tijd, ze verschuiven een beetje, ten opzichte van elkaar. Dit betekent dat het nodig zou zijn om om de paar jaar een nieuw referentiesysteem te definiëren om het vereiste niveau van nauwkeurigheid te behouden."

Extragalactische radiobronnen, anderzijds, zijn een heel andere zaak. "Vandaag de dag, we kennen honderdduizenden objecten in de ruimte die extreem intensieve, langgolvige straling, " zegt Böhm. "Dit zijn superzware zwarte gaten in het centrum van verre sterrenstelsels, ook wel quasars genoemd, die soms miljarden lichtjaren van ons verwijderd zijn."

Deze stralingsbronnen zien er praktisch uit als stippen van de aarde en hun enorme afstand maakt ze ideaal voor het opzetten van een wereldwijd referentiesysteem. Relatief kleine verschuivingen tussen de quasars spelen hier geen rol.

Verschillende radiotelescopen vergelijken

Echter, het bereiken van de hoogst mogelijke precisie vereist enige inspanning:het is niet voldoende om simpelweg een foto te maken met een radiotelescoop en daaruit de richting van de radiobron af te lezen. In plaats daarvan, de gegevens van verschillende radiotelescopen worden vergeleken. "Elke radiobron levert een signaal met een bepaalde ruis, " legt David Mayer uit, een assistent in het team van Johannes Böhm. "Als je deze ruis op twee verschillende radiotelescopen tegelijk meet – idealiter duizenden kilometers van elkaar verwijderd – kun je heel nauwkeurig het tijdsverschil bepalen tussen de aankomst van het signaal bij de eerste en de tweede radiotelescoop. men kan met uiterste precisie berekenen uit welke richting het signaal komt." Voor deze berekeningen zijn zeer krachtige computers nodig, zoals de Vienna Scientific Cluster VSC-3. Naast de TU Wien, onderzoeksgroepen van over de hele wereld hebben oplossingen geleverd voor het referentieframe ICRF3 zoals het NASA Goddard Space Flight Center en het Observatoire de Paris.

Met deze methode, de positie van de radiobronnen aan de sterrenhemel kan worden aangegeven met een precisie van ongeveer 30 microboogseconden. Dat komt ongeveer overeen met de diameter van een tennisbal op de maan, gezien vanaf de aarde.

Tijdens de Algemene Vergadering van de Internationale Astronomische Unie (IAU) in Wenen, de beslissing is genomen om deze zeer nauwkeurige radiobronkaart als internationaal referentiekader te gebruiken.

Het zal bijvoorbeeld worden gebruikt voor het specificeren van de positie van astronomische objecten of ruimtevaartuigen. Ook, het referentiesysteem is essentieel voor het monitoren van onze eigen planeet, zoals de precessie van de rotatie-as van de aarde of de beweging van de polen.