In het hart van dit landschap, vlakbij het kleine stadje Carnarvon in Noord-Kaap, exploiteert het Zuid-Afrikaanse Radioastronomie Observatorium een ​​technologisch wonder dat ons begrip van de kosmos heeft veranderd. De MeerKAT-radiotelescoop heeft kosmische mysteries ontsluierd. Het heeft wetenschappelijke samenwerking bevorderd. Het koestert ook lokaal talent.

MeerKAT, een van Zuid-Afrika's grootste wetenschappelijke infrastructuurprojecten van de dertig jaar sinds de democratie, is naar voren gekomen als een baken van innovatie en kansen op het Afrikaanse continent. Het bestaat uit 64 schotels, elk met een diameter van 13,5 meter, en is een voorloper van het Square Kilometre Array (SKA)-project. Wanneer de SKA volledig operationeel is – momenteel geschat op 2028 of 2029 – zal de SKA de krachtigste radiotelescoop ter wereld zijn.

De afgelopen vijf jaar heeft MeerKAT opmerkelijke bijdragen geleverd aan zowel de Zuid-Afrikaanse als de internationale wetenschap. Het beschikt over een unieke combinatie van uitzonderlijke gevoeligheid en goede resolutie, waardoor astronomen het universum gedetailleerder dan ooit tevoren kunnen bestuderen.

Zijn bekwaamheid in het detecteren van zwakke radiosignalen heeft bijvoorbeeld geleid tot baanbrekende ontdekkingen in de voorbijgaande astronomie. Deze tak van de astronomie houdt zich bezig met objecten die op relatief korte tijdschalen veranderende kenmerken hebben. In 2017 was de telescoop betrokken bij vervolgwaarnemingen van de botsing van twee neutronensterren. Dit soort onderzoeken met meerdere golflengten vormen de sleutel tot een beter begrip van deze zeer energetische gebeurtenissen. Deze ontdekking heeft ons begrip van de meest energetische verschijnselen in het universum verdiept.

Ik ben universitair hoofddocent astronomie in Zuid-Afrika met een algemene interesse in het bestuderen van de vorming van sterrenstelsels en evolutieprocessen. Hier zijn slechts vier van de belangrijkste doorbraken van MeerKAT waarbij ik betrokken ben geweest, en waarom de bevindingen van belang zijn voor ons begrip van het universum.

Fascinerende bevindingen

In één project werd MeerKAT gebruikt om het centrum van ons sterrenstelsel, de Melkweg, te observeren. Hierdoor kon ons team voor het eerst magnetische filamenten zien die het superzware zwarte gat in het hart van onze Melkweg omringen. Een superzwaar zwart gat is een extreem compact object met de massa van een miljoen zonnen. De zwaartekracht is zo intens dat zelfs licht niet aan zijn aantrekkingskracht kan ontsnappen. Het onderzoek heeft waardevolle inzichten opgeleverd in de dynamische processen die de galactische omgeving vormgeven.

MeerKAT heeft ook leiding gegeven aan verschillende onderzoeken naar sterrenstelsels die ons begrip van de kosmische evolutie opnieuw vormgeven. De onderzoeken van Laduma, Mightee en Mhongoose zijn bedoeld om de verspreiding van sterrenstelsels en neutraal waterstofgas in kaart te brengen. Ze zijn ook ontworpen om de eigenschappen van nabije en verre sterrenstelsels te bestuderen. Deze onderzoeken doen meer dan alleen onze kennis van het universum vergroten:ze bereiden ook de weg voor toekomstig astronomisch onderzoek.

Een van de meest opmerkelijke ontdekkingen van het Mightee-project is de identificatie van gigantische radiostelsels:enorme structuren die zich over miljoenen lichtjaren uitstrekken. Deze kosmische kolossen, aangedreven door superzware zwarte gaten in hun centra, genereren intense radio-emissie. Dit maakt ze zichtbaar voor instrumenten als MeerKAT, wiens unieke mogelijkheden het mogelijk hebben gemaakt om deze indrukwekkende sterrenstelsels als nooit tevoren te vinden en te bestuderen.

Een intrigerende ontdekking van het Laduma-project is de detectie van een OH-megamaser. Dit is een kosmische versterker die wordt aangedreven door de intense straling die wordt uitgezonden door de actieve centra van sterrenstelsels. Het is een van de krachtigste bronnen van maser-emissie in het universum en kan radiogolven met miljoenen factoren versterken. De door Laduma gedetecteerde OH-megamaser bevindt zich in een ver sterrenstelsel. Het biedt waardevolle inzichten in de dynamiek van galactische kernen en de mechanismen die hun evolutie aansturen.

Het Mhongoose-onderzoek heeft ondertussen een schat aan informatie onthuld over de distributie en eigenschappen van neutraal waterstofgas in nabijgelegen sterrenstelsels. Door de verdeling van neutraal waterstof in kaart te brengen, kunnen astronomen de dynamiek van galactische structuren volgen en de verborgen reservoirs blootleggen van gas dat stervorming en de groei van sterrenstelsels voedt. Deze informatie is cruciaal voor het begrijpen van de complexe wisselwerking tussen gas, sterren en donkere materie bij het vormgeven van de evolutie van sterrenstelsels in de kosmische tijd.

Groei en leren

Naast de wetenschappelijke impact is MeerKAT een drijvende kracht geworden voor de ontwikkeling van menselijk kapitaal in de Afrikaanse astronomie.

Leden van lokale gemeenschappen rondom de locatie zijn zowel tijdens de bouw- als tijdens de exploitatiefase werkzaam geweest. Samenwerkingen met deze gemeenschappen, en vooral met scholen in de omgeving, slechten de barrières voor deelname aan de astronomie. Dit creëert de broodnodige routes voor ondervertegenwoordigde groepen om het veld te betreden.

Via trainingsprogramma's en educatieve initiatieven koestert MeerKAT een nieuwe generatie Afrikaanse wetenschappers en ingenieurs, waardoor ze een carrière kunnen nastreven op het gebied van wetenschap, technologie, wiskunde en techniek, zodat ze kunnen bijdragen aan de mondiale wetenschappelijke gemeenschap.

Het project fungeert als een knooppunt voor internationale samenwerking. Het heeft onderzoekers van over de hele wereld naar Zuid-Afrika getrokken. Ik heb bijvoorbeeld kunnen samenwerken met astronomen uit Groot-Brittannië, Australië, Nederland en de VS.

En dankzij initiatieven als het African Very Long Baseline Interferometry Network bouwt MeerKAT capaciteit op in de radioastronomie over het hele continent en positioneert Afrika als leider op dit gebied.

Gezien de vele baanbrekende ontdekkingen die MeerKAT al heeft gedaan, belooft het te blijven dienen als een ontdekkingsmachine die de grenzen van astronomische verkenningen tot in het SKA-tijdperk zal verleggen.

Aangeboden door The Conversation

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