Persbericht ASTRON: Nederlands instituut voor radioastronomie
-----------------------------------------------------------
Twee ERC Starting Grants toegekend aan (ruimte)weeronderzoeksprojecten met de
LOFAR-radiotelescoop
De Europese onderzoeksraad (ERC) heeft twee van zijn prestigieuze startbeurzen
toegekend aan ASTRON-wetenschappers voor onderzoeksprojecten met de LOFAR
radiotelescoop. In één project wordt LOFAR ingezet om gedetailleerde beelden
van bliksems op aarde te creëren; het andere project zet zich in om ruimteweer
en magnetische velden rondom exoplaneten te detecteren.
LIFT
Dr. Brian Hare zal leiding geven aan het project LIFT (Lightning corona Imaging
From a radio Telescope), dat de LOFAR radiotelescoop in zal zetten om
ongeëvenaarde beelden van bliksems te creëren, die precies en gedetailleerd
genoeg zijn om ze met state of the art bliksem-modellen te vergelijken.
Bliksem is al sinds de tijd van Benjamin Franklin een onderwerp van
wetenschappelijk onderzoek, maar we begrijpen er nog steeds maar weinig van.
Met de toenemende klimaatverandering en daarmee de hoeveelheid blikseminslagen
op Aarde – en omdat veel bronnen van groene energie, zoals windturbines,
vatbaar zijn voor bliksemschade – is het belangrijker dan ooit om dit fenomeen
te begrijpen.
Experimenteel natuurkundige Hare (ASTRON, het Nederlands instituut voor
radioastronomie en het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen) en
zijn team gebruiken de LOFAR radiotelescoop om 3D-beelden van bliksems te
creëren (afbeelding 1). LOFAR doet dit veel gedetailleerder dan andere
radio-instrumenten dit kunnen, legt Hare uit. De meeste instrumenten die
bliksems meten hebben een resolutie op een schaal van 100 tot misschien 10
meter in omvang, terwijl bliksem-modellen op een veel kleinere schaal werken.
Dit maakt het extreem moeilijk om echte metingen te vergelijken met deze
modellen. LOFAR echter, kan bliksems meten op een schaal van 10 tot 1 meter,
waarmee de metingen een orde van grootte gedetailleerder zijn. LOFAR verricht
deze metingen ook een stuk sneller: waar de meeste radio-instrumenten metingen
met intervallen van microseconden verrichten, doet LOFAR dit met intervallen
van nanoseconden. Hare: “LOFARs metingen komen heel dicht bij de schaal die
door de modellen wordt gebruikt. Met de ERC-subsidie willen we de resolutie van
LOFAR nog hoger krijgen, zodat we eindelijk echte metingen met de modellen
kunnen vergelijken, om zo veel meer te leren over hoe bliksem werkt.”
LOFAR krijgt momenteel een upgrade naar LOFAR 2.0, wat de timing van metingen
nog nauwkeuriger maakt en de radiotelescoop een nog bredere frequentieband voor
metingen geeft. Hare en zijn team zullen hun subsidie van 2,1 miljoen euro ook
inzetten voor de ontwikkeling van beamforming-technieken, waarmee ze
verschillende radiogolven, afkomstig van verschillende plaatsen binnen de
bliksem zelf, kunnen onderscheiden. Ze zullen ook methodes ontwikkelen om de
polarisatie van elektrische stromen in de bliksemflits te meten, om zo beter te
begrijpen hoe elektrische stroom door bliksem heen reist. Met de subsidie kan
Hare ook twee extra PhD en één postdoc voor zijn onderzoeksteam aanstellen.
STORMCHASER
Dr. Harish Vedantham, astronoom bij ASTRON en universitair docent aan de
Rijksuniversiteit Groningen, ontvangt een ERC Starting Grant om zowel
ruimteweer-fenomenen als voor het eerst magnetische velden rondom exoplaneten
te detecteren. Ruimteweer wordt veroorzaakt door sterren, die enorme
hoeveelheden plasma en hoogenergetische deeltjes uitstoten, die schadelijk
kunnen zijn voor de atmosfeer van een planeet (afbeelding 2). Dr. Vedantham:
“Met deze subsidie zijn we in staat om signalen op te vangen die typisch zijn
voor plasma-uitstoten afkomstig van sterren, buiten onze eigen Zon. Dat is een
belangrijke stap in het uitzoeken om welke sterren er mogelijk bewoonbare
planeten draaien.”
De Aarde heeft een verdedigingsmechanisme tegen ruimteweer dat van de Zon
afkomstig is: haar magnetische veld. Maar de magnetische velden van exoplaneten
zijn nog niet direct gemeten. Dr. Vedantham: “We hebben verschillende wetten
van zogenoemde schaalvergroting die de magnetische velden van exoplaneten
voorspellen, maar ze zijn nog nooit empirisch getest met echte data.”
Vedanthams project zal gebruikmaken van LOFAR-data om de magnetische
veldsterktes van exoplaneten vast te stellen, om zo de juiste
schaalvergrotingswet vast te stellen. “Dit is een grote sprong voorwaarts, want
het weten wat het magnetisch veld van een exoplaneet is, is een cruciaal
onderdeel van de puzzel om vast te stellen of deze bewoonbaar is.”
Vanwege de zwakte en zeldzaamheid van dergelijke radiosignalen van buiten ons
zonnestelsel, moet het project flinke technische uitdagingen tackelen. Dr.
Vedantham en zijn studenten, gesubsidieerd door de ERC Starting Grant met een
waarde van 1,5 miljoen euro, zullen door 10 petabyte aan LOFAR-radiogegevens
spitten. Dat is meer dan een miljoen cd’s, of duizend harde schijven van 1 TB
aan data. De zwakke signalen die interessant lijken, moeten ook nog eens
geautomatiseerd gescheiden worden van door mensen gegenereerde radiosignalen.
“Nog niemand heeft geprobeerd om door zoveel data te spitten om deze zwakke
signalen te vinden. Je hebt hiervoor echt een subsidie-instrument met de
ambitie en de schaal van de ERC Starting Grant nodig om dit mogelijk te maken.
Ik ben erg enthousiast om aan het begin van deze opwindende zoektocht te
staan”, aldus Vedantham.
Afbeeldingen
Afbeelding 1: LOFAR-metingen van een blikseminslag
Het meten van een bliksem door de tijd heen. De linker afbeelding toont
LOFAR-metingen van een blikseminslag van bovenaf. Elke stip staat voor een
afzonderlijke meting, waarbij het verschil in kleur een verschil in tijd van
een meting aangeeft. De stippen verschuiven door de tijd van een rode kleur
naar een blauwe. De rechter afbeelding toont metingen van dezelfde
blikseminslag, maar dan van de voorkant/zijkant. Door de linker en rechter
afbeelding te combineren, kan er een 3D-afbeelding van een blikseminslag worden
gemaakt. Door de data van de metingen in tijd toe te voegen, kan er een
3D-animatie van de blikseminslag worden gemaakt. (Credit: Brian Hare)
Animatie van hoe LOFAR blikseminslagen meet:
https://www.youtube.com/watch?v=UcKQSG_3MUk ;
<https://www.youtube.com/watch?v=UcKQSG_3MUk>
Afbeelding 2: Artist’s impression van ruimteweer
Deze afbeelding toont een artist’s impression van een zonnevlam die een grote
hoeveelheid plasma richting de Aarde slingert. Het magnetische veld van de
Aarde creëert een beschermende holte (getoond in paars) en beschermt onze
atmosfeer, die leven mogelijk maakt. Het project STORMCHASER zal deze processen
in andere sterrenstelsels bestuderen. (Credit: NASA)
Meer informatie over LOFAR: https://astron.nl/telescopes/lofar ;
<https://astron.nl/telescopes/lofar>
Meer informatie over de ERC Starting Grants:
https://erc.europa.eu/funding/starting-grants ;
<https://erc.europa.eu/funding/starting-grants>
EINDE PERSBERICHT
---------------------------------------
INFORMATIE VOOR DE MEDIA; NIET VOOR PUBLICATIE
Neem voor afbeeldingen in hoge resolutie contact op met Mischa Brendel
Wetenschappelijke contacten
Dr. Brian Hare
hare@xxxxxxxxxxxx <mailto:hare@xxxxxxxxxxxx>
Dr. Harish Vedantham
vedantham@xxxxxxxxx <mailto:vedantham@xxxxxxxxx>
Mediacontact
Mischa Brendel
brendel@xxxxxxxxx <mailto:brendel@xxxxxxxxx>
