Astronomie Een groepje Nederlandse sterrenkundigen reist naar de Pyreneeën om op een bergtop hun nieuwe telescoop te testen. „Wij zijn de eersten die vanaf de aarde in dit golflengtebereik gaan waarnemen.”
De sterrenwacht (linksonder) en het radiostation op de Franse Pic du Midi in de Pyreneeën. De enorme antenne is verantwoordelijk voor radio en tv in het zuiden van Frankrijk.
‘Dit zijn geen icoontjes waar we blij van worden”, zegt Rasjied Sloot (39) droogjes. Op zijn scherm staat een weersvoorspelling voor het Observatoire du Pic du Midi: drie nachten achter elkaar een wolkje met sneeuwvlokken. Bepaald geen ideaal weer om een telescoop te testen, maar de reis verzetten kan al niet meer. Over vijf dagen zal Rasjied samen met twee collega-astronomen hun dierbare, zelf ontwikkelde telescoop naar de Franse Pyreneeën brengen, om die daar hoog op de berg uitvoerig te testen. Als het weer tenminste meezit.
De tweede van het astronomisch driemanschap, Rudy Wijnands (54), loopt Rasjieds kamer op het Amsterdamse Science Park binnen. Ook hij heeft de weersvoorspellingen gezien, en stelt voor een zeil mee te nemen, tegen de sneeuw. Rasjied had er al een besteld. Dit is niet hun eerste waarneemtripje, ze weten precies hoe dit werkt: het weer kan alles in het water doen vallen. „Daarom gaan we tien nachten naar de berg”, legt Rudy uit. „Met een beetje geluk kunnen we tussen de sneeuwbuien door steeds een paar uur observeren.”
In een propvol opslagkamertje op het Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde in Amsterdam staat de jongste van de drie. Masterstudent Alexander Hoogerbrug (25), voor wie het wél de eerste keer is, heeft een flinke paklijst in zijn hand. Daarop: dozen vol internetkabels, elektrische tape, loodzware contragewichten, een compacte computer, een joekel van een statief, een tas met „midnight snacks” en een blauwe flightcase van anderhalve meter lang. „Op maat gemaakt”, zegt Alexander trots. Voorzichtig tilt hij de deksel op en toont de kijker die straks achter in een busje richting de Pyreneeën gaat: het prototype voor de Near Ultraviolet eXplorer, afgekort ProtoNUX. Een witte cilinder, zesendertig centimeter breed en ongeveer een meter lang, versierd met een oranje balk waarmee het gevaarte uiteindelijk aan het statief te bevestigen is. Totale kosten: twee ton.
Het prototype voor de Near Ultraviolet eXplorer, afgekort ProtoNUX. Links te zien is de Complementary Optical eXplorer.
Dat geld zit ’m vooral in speciaal ontwikkelde spiegels, toegespitst op het soort licht waar ProtoNUX zijn naam aan dankt: het zogeheten near-uv of nabij ultraviolet, met iets kortere golflengtes dan zichtbaar licht. Dit soort licht is verantwoordelijk voor het bruinen van je huid tijdens het zonnen, maar ook voor sterrenkundigen is uv razend interessant. „Sterexplosies, superzware zwarte gaten die sterren opslokken, botsende neutronensterren: allemaal te zien als een uv-flits”, vertelt Rudy. „Wij zijn de eersten die vanaf de aarde in dit golflengtebereik gaan waarnemen. De uiteindelijke NUX-telescoop zou dan uit vier van dit soort kijkers bestaan, zodat je een groot deel van de hemel tegelijk in de gaten kunt houden voor uv-flitsen.”
Een voorstelling van het uiteindelijke NUX-observatorium, bestaande uit een viertal ProtoNUX-kijkers. Gecombineerd brengen ze een groot hemeloppervlak in beeld. NUX maakt om de tweeëneenhalve minuut een foto van een nieuw stukje hemel, en speurt zo in rap tempo de hemel af naar uv-flitsen. Als NUX zo’n lichtpuntje detecteert, maakt de telescoop een melding, zodat andere sterrenkundigen razendsnel hun telescopen op een nieuw mogelijk interessant object kunnen richten. Een contragewicht (links) houdt het gehele systeem in balans.
ProtoNUX is dus bedoeld voor ‘snelle sterrenkunde’, waarbij continu wordt gespeurd naar piepkleine veranderingen of flitsen in de hemel, transients in vaktaal. Dat is cruciaal om de meest extreme gebeurtenissen in het heelal te begrijpen; bijvoorbeeld botsingen tussen neutronensterren, waarbij naast zwaartekrachtsgolven ook veel uv-straling vrijkomt. „Ook supernova’s zijn interessant”, voegt Rudy toe. „Als de schok van de explosie de buitenste laag van de stervende ster bereikt, levert dat een uv-flits op. NUX zou die heel mooi kunnen oppikken.” Als hoofdonderzoeker is hij verantwoordelijk voor wat in vakjargon ‘de science’ heet: zodra je telescoop goed werkt, waar richt je hem dan op?
Vooralsnog lijkt het alsof de telescoop de eerste drie dagen op het Zuid-Franse observatorium vooral binnen zal staan en naar het plafond zal kijken. De astronomen zijn er nuchter onder, in hun tien dagen zal er vast een helder nachtje tussen zitten. Ik probeer erin mee te gaan: gezien mijn achtergrond in de sterrenkunde zou ik moeten weten dat van tevoren stressen weinig zin heeft. Toch bekruipt me een gevoel van onrust. Ik ben er namelijk slechts de eerste drie nachten bij, uitgerekend wanneer de sterrenwacht op de Pic du Midi waarschijnlijk in een sneeuwstorm gehuld is. Rasjied leeft met me mee: „Dat zou voor jou wel een beetje lullig zijn, ja.”
Er zit niets anders op dan het driemanschap alvast een goede reis te wensen en mijn skibroek en thermokleding uit de kast te halen. Op de Pic du Midi (2.877 meter) wordt het ’s nachts namelijk min zeven, gevoelstemperatuur van min vijftien. Voor overdag pak ik een tube zonnebrand in, om dezelfde reden dat de berg een ideale plek is voor een uv-telescoop: hoe hoger je zit, hoe minder uv-absorberende atmosfeer boven je hoofd.
Als ik laat op de avond voor vertrek mijn koffer dichtrits, bekijk ik nog één keer de weersvoorspelling. Het icoontje bij de tweede nacht doet me opgelucht zuchten: een maansikkeltje, omringd door sterren.
Skiërs op de top van de Pic du Midi. Achter in beeld is de grootste koepel van het observatorium, waarin de grootste optische telescoop van Frankrijk staat: de Télescope Bernard Lyot.
De kabelbaan naar de top.
Vanuit het Franse skidorpje La Mongie gaat elk kwartier een kabelbaan naar het observatorium. Met een van de laatste ritten van de dag suis ik met vijfenveertig kilometer per uur naar de top van de Pic, waar de sterrenkundigen vanochtend al aankwamen. Samen met mijn reisgezelschap, twee communicatiemedewerkers van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), die een video produceren over de reis, en een NRC-fotografe, leg ik in gebrekkig Frans aan de lifttechnicus uit wat we op de berg te zoeken hebben. Achter ons verdwijnen de betonnen appartementencomplexen van La Mongie in de wolken, tot ons uitzicht in elke richting oogverblindend wit is.
Na zeven minuten in de gondel doemen de contouren van de sterrenwacht op. Boven op steile rotsen draagt het betonnen fundament van het complex de witte gebouwen, waarover waarneemkoepels van verschillende groottes verspreid liggen. Ik kan nog geen vijftig meter voor me uit kijken, de sneeuwstorm verhult haast alle herkenningspunten. Het voelt als aankomen op een ijsplaneet.
Een uitkijkpunt op de berg.
Het karretje gaat open, een receptionist vangt ons op, en voor we het weten staan we te verkleumen op het terras tussen de twee voornaamste gebouwen van het complex. Het metalen hek langs de afgrond is bezaaid met ijskristallen, aan de daken hangen ijspegels van dertig centimeter. We duiken snel het nieuwer ogende gebouw in, specifiek bedoeld voor wetenschappers die hier komen sterrenkijken – of zoals sterrenkundigen dat zelf zeggen, waarnemen.
Daar staan Rasjied, Rudy en Alexander. Trots nemen ze ons mee naar de zesde verdieping – de ‘begane grond’ waar we binnenkwamen, blijkt de vierde verdieping te zijn – naar een vrij onbeduidend werkkamertje, inmiddels omgedoopt tot de ‘ProtoNUX control room’. Daar ligt de volledige inhoud van het rommelige Amsterdamse kamertje, nu netjes opgesteld als een telescoopbouwpakket van IKEA. „Lego voor volwassenen”, lacht Alexander. „Vanavond gaan we bouwen.”
De receptionist wil door met de rondleiding. Hij rust ons uit met een badge die zowat elke deur in het complex opent, en leidt ons vliegensvlug naar de slaapkamers waar ik de komende drie nachten verblijf. Terug door de sneeuw, trap af, rechtsaf, gang door, doorlopen, weer drie trappen, voilá. In wat voelt als het binnenste van de berg – „de kerkers”, grapt Alexander later – slapen we in een eenvoudige kamer van vier bij drie meter. Enthousiast draai ik de gordijnen open, om erachter te komen dat mijn uitzicht bestaat uit een muur van ijs. Ik zal in elk geval geen moeite hebben om in slaap te komen.
Alexander in zijn kamer, waar hij tien nachten verblijft.
Magnetronmaaltijden in de kantine van het observatorium.
Lunch in de kantine van het observatorium.
Om zeven uur zitten we aan het avondeten. Niet in het mooie restaurant met uitzicht, waar de toeristen zitten die voor een kleine vijfhonderd euro een night at the Pic hebben geboekt, maar weggestopt onder in het observatorium. We eten wat de pot schaft: magnetronmaaltijden, van een verrassend lekkere visratatouille tot een grauwe steak en ontploffende zeevruchten. Wie liever geen vlees eet, is beperkt tot rauwkost en broodjes brie. Terwijl we ons tegoed doen aan het bergvoedsel legt Alexander uit dat vanavond in het teken staat van de Eagle: de compacte computer die fungeert als het brein van de telescoop.
In de controleruimte hebben Rasjied en Alexander inmiddels alle onderdelen aan elkaar verbonden. De Eagle, een soort rozerode rechthoek met antennes erop, is het middelpunt van een wirwar van snoeren. Het apparaat is verbonden met de telescoopcamera, het statief, en een luchtkwaliteitssensor. Alexander sluit de Eagle draadloos aan op zijn laptop. „Zo kunnen we de telescoop op afstand bedienen en richten, en hoeven we morgen niet zo vaak de vrieskou in”, vertelt Alexander. Na een paar tests en wat gehannes met kabels komt het driemanschap tot de conclusie: morgennacht kunnen we de eerste sterrenfoto’s maken.
De controlekamer.
Rasjied en Alexander bereiden zich voor op de eerste waarnemingen en zetten delen van de telescoop in elkaar.
Alexander zet de ´Eagle´in elkaar. De diverse kabels zijn verbonden met de telescoopapparatuur.
Het doel van die waarnemingen is om ProtoNUX’ gevoeligheid in kaart te brengen, afhankelijk van de zogeheten airmass: hoeveel atmosfeer er tussen de bron en de telescoop zit. Binnen het golflengtebereik van de telescoop, de NUX-band, werken namelijk twee atmosferische effecten die ervoor zorgen dat uv-licht de telescoop niet bereikt: rayleighverstrooiing, waarbij lichtgolven ‘stuiteren’ op deeltjes in de dampkring – overigens ook verantwoordelijk voor de blauwe kleur van de lucht – en ozonabsorptie, waarbij ozon hoog in de atmosfeer uv-straling absorbeert. „Die twee effecten belemmeren uv-straling elk op hun eigen manier”, legt Rudy uit. „En bij kortere golflengten gedragen ze zich naar verwachting anders dan bij langere golflengten binnen de NUX-band. Daarom hebben we filters meegenomen, om die verschillende golflengten apart te bekijken.”
Je moet die effecten goed begrijpen, wil je een degelijke subsidieaanvraag indienen voor je nieuwe uv-telescoop. De data die daarvoor nodig zijn zullen de astronomen morgen verzamelen. Voor nu trekken ze de stekkers uit de opstelling en gaan ze uitrusten. Als ik door de aanhoudende sneeuwstorm terugloop naar mijn kamer en recht omhoog kijk, zie ik warempel een drietal heldere sterren. Een goed teken, hoop ik.
Rasjied en Alexander dragen ProtoNUX naar het statief.
Rasjied en Alexander zetten de telescoop in elkaar.
De telescoop staat recht naar boven gericht om de zogehete flat fields te maken.
De middag van dag twee vertelt Rudy me dat we rond zonsondergang Rasjied en Alexander absoluut niet mogen storen. De zonsondergang is namelijk het enige moment dat ProtoNUX cruciale kalibratiefoto’s kan nemen: de zogeheten flat fields. Alexander legt uit: „Een flat field is een foto van een uniforme achtergrond, waarbij elke pixel even sterk belicht zou moeten zijn. Maar wat blijkt in de praktijk: sommige pixels registreren een hogere intensiteit dan andere. Dat betekent dat onze camera op sommige plekken dus gevoeliger is, en dat beïnvloedt onze meetprecisie. Flat fields brengen dit effect exact in kaart, waardoor je ze kunt gebruiken om je camera te kalibreren. Wij maken flats tijdens de schemering: dan is de hemel mooi uniform en niet zo helder dat de sensor overbelicht raakt.”
Terwijl de avondzon wegzakt achter de besneeuwde toppen van de Pyreneeën staat ProtoNUX recht omhoog gericht op het observatiedek, een van de hoogste plekken op het observatorium. Inmiddels draagt een stevige driepoot de Eagle, de grote kijker, en zijn kleine broertje, de Complementary Optical eXplorer (COX). Deze bescheiden telescoop vangt naast uv ook zichtbaar licht op, wat de astronomen helpt te duiden wat ze zien via ProtoNUX. Beide telescopen maken continu foto’s die om de paar seconden op Rasjieds beeldscherm in de controlekamer verschijnen. Nu zijn het nog flat fields, maar binnen enkele uren zullen de eerste astronomische doelwitten in beeld komen. Voor we weer naar binnen gaan haalt Rudy een klein knuffeltje van Dikkie Dik uit zijn zak en poseert hem zorgvuldig in de sneeuw. „Ik neem hem altijd mee op waarneemreis”, vertelt hij. „Drieduizend volgers op Instagram!”
Rudy en Alexander kijken naar de zonsondergang.
Het uitzicht over de Pyreneeën vanaf het platform.
Na het avondeten (de inmiddels vertrouwde magnetronmaaltijden) drink ik een sterke kop koffie. Ik wil de astronomen, die van plan zijn tot zes uur op te blijven, wel kunnen bijhouden. Het leeuwendeel van de nacht zullen ze met ProtoNUX één object bekijken: de zogeheten Broken Heart Cluster, een vrij onbeduidende sterrenhoop in het sterrenbeeld Voerman. „Op zichzelf niet zo spannend”, vertelt Rudy. „Maar handig aan dit object is dat hij aan het begin van de nacht hoog aan de hemel staat. Gedurende de nacht zakt hij geleidelijk, waardoor we precies kunnen meten hoe onze gevoeligheid afneemt naarmate de airmass groeit.”
De eerste twee uurtjes gaat het lekker. Met korte tussenpozen siert een nieuwe zwart-witfoto van de cluster Rasjieds scherm, af en toe lopen Rudy en Alexander naar het observatiedek om van filter te wisselen. Ook ik ga regelmatig de vrieskou in, al is het maar om naar Alexanders verhalen te luisteren. In Amsterdam is hij student-assistent bij het waarneemvak van de opleiding sterrenkunde, en daardoor een ervaren starhopper. „Bij starhoppen zoek je twee sterren die makkelijk te vinden zijn, en aan de hand van die twee definieer je lijnen en hoeken aan de hemel om elkaar de weg te wijzen. Die techniek leren we onze studenten ook.” Zijn uitleg wordt af en toe onderbroken door een bliep en de stem van Rasjied, die een commando of statusupdate door de walkietalkie bromt.
Het terrein van het observatorium, verlicht door het toeristenrestaurant.
Rasjied zit in de controlekamer, waar hij de eerste beelden van de telescoop op zijn computer binnenkrijgt. Hij communiceert met Alexander via de walkie-talkie.
De telescoop tijdens de waarnemingen op het dak. Het rode lampje op de Eagle verlicht de telescoop.
Terwijl Alexander me naar het sterrenstelsel Andromeda probeert te navigeren, begint de wind ProtoNUX parten te spelen. Bij elke windvlaag trillen de kijker en de camera, wat funest is voor de beeldkwaliteit. De sterretjes die eerst als mooi gedefinieerde puntjes op het scherm verschenen, zijn veranderd in wazige vegen. Frustrerend, want afgezien van de wind zijn de omstandigheden perfect. In de controlekamer staren Rasjied en Rudy naar het laptopscherm in afwachting van de volgende foto. Wéér veegjes. De sterrenkundigen zwijgen, het enige wat ik hoor is de wind langs het gebouw die ons suizend uitlacht.
Vanaf twaalf uur ’s nachts lijkt er geen einde aan de wind te komen. Rudy en Rasjied passen het waarneemschema aan om toch zo veel mogelijk nuttige data te verzamelen. Alexander heeft een Frans pak speelkaarten opgeduikeld – die blijken uit 32 en niet uit 52 kaarten te bestaan – en legt me de regels van mau-mau uit, een variant op pesten met 32 kaarten. Steeds als ik aan de beurt ben kijk ik over Alexanders schouder naar het beeld van de telescopen, in de hoop dat de veegjes eindelijk verdwenen zijn. Ook dit is sterrenkunde, gaapt Rudy: „Dit hoort erbij. We gaan niet nu stoppen: voor hetzelfde geld gaat de wind over een uur weer liggen en kunnen we nog twee uur waarnemen.”
De sterrenhemel boven het terrein.
Het verlossende beeld schittert rond twee uur op Rasjieds laptop. Geen veegjes meer, maar puntjes! Waar de astronomen net nog onderuitgezakt in hun stoel zaten, ogen ze nu springlevend: de wind is gaan liggen, de data zijn goed, we kunnen door. Nog een paar uur kunnen de astronomen de sterrenhoop volgen voor deze achter de bergen verdwijnt. Gunstig, want juist in die laatste uurtjes veranderen de effecten van rayleighverstrooiing en ozonabsorptie snel en zijn dus de interessantste data te verzamelen. Tegen half vier zit er zo veel atmosfeer tussen de cluster en de telescoop dat het beeld wazig wordt, en een halfuur later ziet ProtoNUX niets meer. Tot ziens, Broken Heart Cluster.
Alexander heeft nog een toetje voor de telescoop in petto. Hij schakelt de verbinding met de Eagle over naar zijn eigen laptop en zet een zelfgeschreven programma klaar. „De maan weerkaatst zonlicht, en is dus ook een bron van nabij ultraviolet. Als hij zo opkomt, rond vijf uur, gaan we testen of onze gevoeligheid daar slechter van wordt.” Hij tuurt naar zijn scherm, de moeheid slaat toe. Hij, Rasjied en Rudy zijn inmiddels tweeëntwintig uur wakker. „Sorry, ik kan helemaal niet meer nadenken. Rasjied, waar sloegen we onze data ook alweer op?”
Terwijl de laatste maanfoto’s binnendruppelen en de eerste tekenen van de zonsopgang te zien zijn, lijkt de controlekamer het erover eens dat het mooi geweest is. Mijn koffie is inmiddels al lang en breed uitgewerkt, en ook mijn periodieke, ijskoude bezoekjes aan de telescoop houden me nauwelijks meer wakker. „Zo even dat zeil eroverheen mieteren”, zegt Rasjied, „en dan tot na de lunch doorslapen.” De Eagle wordt losgekoppeld, ProtoNUX mag slapen. En wij ook.
De Broken Heart Cluster op het scherm in de controlekamer.
De telescoop is met een zeil afgedekt ter bescherming tegen de sneeuwstorm.
Twee van de drie sterrenkundigen zitten, tegen hun eigen verwachtingen in, aan de lunch. Nog verrassend fris ook, zelf ben ik er slechter aan toe na de lange nacht. Alexander heeft het niet gered en zal vanmiddag pas ontwaken. Dan kan hij meteen aan het werk: de telescoop moet naar binnen want de komende drie dagen valt er ’s nachts een meter sneeuw.
Rudy is naar omstandigheden tevreden als ik hem die middag spreek. We hebben een rustig plekje op het toeristendek gevonden, met schitterend uitzicht op het gebergte. „We hebben mooie data verzameld, en door de wind ook veel iets minder mooie data. Maar we zijn aardig opgeschoten met onze doelstellingen! De komende dagen is het toch slecht weer, dus kunnen we even uitrusten en een waarneemprogramma voor aanstaande maandag opstellen. In ieder geval begrijpen we de atmosferische effecten al een stuk beter.”
Veel sterrenkundigs ga ik vanwege het weer niet meer meemaken tot ik me weer in de bewoonde wereld begeef, dus regelen we bij de receptie dat we vanavond met de overnachtende toeristen mee mogen. Wat kan er zo bijzonder aan zijn dat de Pic tot 2027 volgeboekt is? Al snel ontdekken we: voor iemand met een beetje sterrenkundige kennis niet bijster veel, met als dieptepunt een ellenlange Franse planetariumshow die net zo goed een powerpointpresentatie had kunnen zijn. Wel weer leuk: een wandeling door een ondergrondse gang en omhoog naar de koepel van de grootste optische telescoop van Frankrijk, de Télescope Bernard Lyot. Het geheel valt in ieder geval in de smaak bij de Franse toeristen.
De ondergrondse gangen die alle delen van het observatorium met elkaar verbinden.
Een toeristengids vertelt over de grootste optische telescoop van Frankrijk: de Télescope Bernard Lyot, met een diameter van twee meter.
De laatste ochtend beukt de sneeuwstorm tegen het observatorium. Bij het afscheid blijkt dat drie dagen op de berg in korte tijd een band heeft geschapen: van Rasjied en Rudy krijg ik een ferme handdruk, van Alexander een knuffel. Nog zes nachten hebben de astronomen te gaan, waarvan zeker drie met goede waarneemomstandigheden. De dagen na mijn terugkeer in Nederland staat mijn weerapp nog ingesteld op de Pic du Midi: aardig wat maantjes en weinig sneeuwwolkjes.
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin