science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Waarom radioastronomen behoefte hebben aan stilte in het midden van een woestijn in West-Australië

Panorama van de spectaculaire nachtelijke hemel boven enkele van de ASKAP-antennes bij de MRO. Krediet:Alex Cherney/CSIRO, Auteur verstrekt

Een afgelegen outbackstation, ongeveer 800 km ten noorden van Perth in West-Australië, is een van de beste plaatsen ter wereld om telescopen te bedienen die naar radiosignalen vanuit de ruimte luisteren.

Het is de locatie van CSIRO's Murchison Radio-astronomy Observatory (MRO) en is de thuisbasis van drie telescopen (en binnenkort een vierde wanneer de helft van de Square Kilometre Array, 's werelds grootste radiotelescoop, wordt daar gebouwd).

Maar het is belangrijk dat deze telescopen geen andere radiosignalen oppikken die hier op aarde worden gegenereerd en die hun waarnemingen zouden kunnen verstoren.

Daarom is het observatorium opgezet met strikte regels over wat wel en niet ter plaatse mag worden gebruikt.

Luisteren naar de lucht

Een van de radiotelescopen is de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) van CSIRO. Het is eigenlijk een reeks van 36 afzonderlijke antennes die samenwerken als één grote telescoop.

ASKAP kan afbeeldingen van hoge kwaliteit maken en de hele lucht scannen, een beetje zoals een groothoeklens waardoor je meer kunt zien door een enkel gezichtspunt. Het heeft al een niche gevonden als vinder en lokalisator van snelle radio-uitbarstingen. Dit zijn flitsen van radiogolven in de ruimte die slechts milliseconden duren.

De MRO-site herbergt ook de door Curtin University geleide Murchison Widefield Array (MWA) -telescoop, die in de "donkere eeuwen" van het universum heeft getuurd en geen spoor van buitenaardse wezens heeft gevonden.

Antennes van de Murchison Widefield Array (MWA) laagfrequente radiotelescoop. Krediet:Dragonfly Media, Auteur verstrekt

De andere radiotelescoop is de EDGES van de Arizona State University, die op zoek is naar signalen van de vorming van sterren en sterrenstelsels vroeg in het heelal.

Deze internationaal erkende instrumenten detecteren slechts gefluister uit de ruimte:radiogolven die miljarden lichtjaren hebben gereisd voordat ze de aarde bereikten.

Maar hun gevoeligheid stelt ze bloot aan bronnen van ongewenste radiofrequentie-interferentie, bekend als RFI.

RFI kan worden veroorzaakt door radiozenders, zoals mobiele telefoons, CB-radio's of zelfs wifi-apparaten. Elektrische apparatuur zoals elektrisch gereedschap kan ook een probleem zijn.

Weg uit het binnenland en verder

Wat de regio Murchison tot een ideale werkomgeving maakt voor het beperken van RFI, is dat de locatie minimale menselijke activiteit of bezetting heeft. De Murchison Shire is zo groot als een klein land, maar met een bevolking van slechts 100 mensen.

De Gouw heeft een oppervlakte van 49, 500 km² - ongeveer zo groot als Nederland in Europa.

Met de hulp van de regeringen van het Gemenebest en West-Australië, aanzienlijke wettelijke bescherming is ingesteld om de site te beschermen.

Bijvoorbeeld, de Australische Radio Quiet Zone West-Australië (ARQZWA), opgericht door de Australian Communications and Media Authority, creëerde een vaste zone rond de MRO-site om de telescopen te beschermen tegen interferentie. Andere groepen die zendapparatuur willen gebruiken, moeten eerst toestemming vragen en de gegeven richtlijnen volgen.

Het experiment om het instrument Global EoR Signature (EDGES) te detecteren. Krediet:CSIRO, Auteur verstrekt

Schakel alles uit

Wanneer medewerkers voor het eerst naar de locatie gaan, krijgen ze training over RFI, gezondheid en veiligheid en de inheemse cultuur.

Mobiele telefoons moeten te allen tijde uitgeschakeld zijn (wat prima is, omdat het toch te ver van zendmasten is om te werken).

Bluetooth-apparaten (draadloze muizen of fitnesstrackers) moeten worden uitgeschakeld of achtergelaten, laptops moeten Bluetooth en Wi-Fi hebben uitgeschakeld. De lijst gaat verder.

Het MRO-controlegebouw heeft een dubbele RFI-deur om door te gaan - denk aan luchtsluis-stijl in elke sci-fi-film.

De site heeft een hybride elektriciteitscentrale met zonnepanelen die tot 40% van de energie van het observatorium leveren.

Tijdens de Dag, wanneer het schone energiesysteem meer stroom genereert dan de locatie nodig heeft, de overtollige energie wordt opgeslagen in een 2,5 MWh lithium-ionbatterij, een van de grootste in Australië.

De ontwerpspecificaties van de MRO-krachtcentrale zorgen ervoor dat de faciliteit de RFI bevat die wordt gegenereerd door zijn eigen elektronische systemen.

De locatie van de MRO op Boolardy Station in WA. Krediet:CSIRO, Auteur verstrekt

Je kunt niet alles stoppen

Helaas, zoals bij alle locaties op aarde, de telescopen ontvangen RFI van in een baan om de aarde draaiende satellieten, die onder internationale jurisdictie vallen. De site ontvangt ook signalen van veiligheidsbakens voor vliegtuigen op commerciële vluchten boven de regio.

Astronomen hebben software ontwikkeld om deze RFI uit gegevens te verwijderen, omdat deze gewoonlijk alle astronomische signalen overweldigt.

We hebben ook verschillende opnames gehad (meestal in de zomer) waarbij radiosignalen van zo ver weg als Perth zijn gedetecteerd, door atmosferische leidingen. Dit is waar de atmosfeer de radiogolven effectief veel verder "leidt" dan ze normaal zouden reizen, door veranderingen in de atmosferische lagen. Gelukkig is dit zeer zeldzaam.

De MRO bestaat ongeveer tien jaar, een van de nieuwste dergelijke observatoria ter wereld, maar de 3, Het pastorale station Boolardy van 450 km² waarop het staat, werd in de jaren 1850 opgericht.

De traditionele eigenaren zijn de Wajarri Yamatji, die al tienduizenden jaren in de regio wonen. Samen hebben we in 2009 onderhandeld over een Indigenous Land Use Agreement (ILUA) voor de huidige telescopen, en we onderhandelen over een tweede om de bouw van de SKA mogelijk te maken.

Bescherming van het inheemse erfgoed is een belangrijk onderdeel van deze overeenkomst en een grote verantwoordelijkheid voor de Australische regering, CSIRO en de SKA-organisatie.

We werken ook samen met naburige herders om ervoor te zorgen dat ze hun dagelijkse werk kunnen voortzetten, met inbegrip van praktijken zoals verzamelen, op een manier die compatibel is met radioastronomie.

Luchtfoto van de MRO-centrale, die een array van 5 heeft, 280 zonnepanelen en batterij met RFI-afscherming. Krediet:CSIRO, Auteur verstrekt

Bezoekers zijn niet welkom

Vanwege de afgelegen ligging van de MRO en de radiostille regels en voorschriften, zelfs degenen die bij de projecten betrokken zijn, worden ontmoedigd om te bezoeken (ik ben maar één keer op de site geweest).

Toeristen worden ontmoedigd. We hebben factsheets uitgedeeld aan de lokale bevolking en bezoekerscentra om dit in meer detail uit te leggen.

Maar u kunt de site op afstand bezoeken. We hebben een coole technische vervanging gemaakt waar je een virtuele rondleiding kunt maken door deze unieke en wonderbaarlijke plek.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.