ESO in vogelvlucht

De sterrenkunde wordt vaak omschreven als de oudste wetenschap. Er bestaat geen twijfel over dat de aanblik van de majestueuze Melkweg, die zich tijdens heldere nachten als een band van sterlicht langs de hemel uitstrekt, voor mensen van alle tijden en culturen een indrukwekkend verschijnsel moet zijn geweest. Inmiddels geldt de sterrenkunde als een van de modernste en meest dynamische wetenschappen, die gebruik maakt van de meest geavanceerde technologieën en ingewikkelde technieken die beschikbaar zijn. Dit zijn opwindende tijden voor de sterrenkunde: de technologie stelt ons nu in staat objecten aan de uiterste grenzen van het heelal te bestuderen en planeten bij andere sterren op te sporen. We kunnen beginnen met het beantwoorden van een fundamentele vraag die ons allen fascineert: zijn wij alleen in het heelal?

Paranal SterrenwachtDe Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) is de toonaangevende intergouvernementele wetenschaps- en technologieorganisatie op het gebied van de sterrenkunde. Zij voert een ambitieus programma uit, toegespitst op het ontwerp, de constructie en de exploitatie van grote astronomische waarneemfaciliteiten, om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen mogelijk te maken. ESO neemt ook het voortouw bij de promotie en organisatie van astronomische samenwerkingsverbanden.

ESO exploiteert drie unieke waarneemlocaties in de omgeving van de Atacamawoestijn in het noorden van Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. De oudste ESO-locatie is die op La Silla, een 2400 meter hoge berg, 600 km ten noorden van Santiago. Deze omvat verscheidene optische telescopen met spiegeldiameters tot 3,6 meter. De 3,5-meter New Technology Telescope was een baanbrekend telescoopontwerp: als eerste had hij een computergestuurde hoofdspiegel – een techniek die door ESO is ontwikkeld en inmiddels bij de meeste grote telescopen op aarde wordt toegepast. De 3,6-meter telescoop van ESO is op dit moment uitgerust met de belangrijkste 'exoplanetenjager' ter wereld: HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), een ongekend nauwkeurige spectrograaf.

Waar La Silla nog steeds een vooraanstaande positie in de sterrenkunde inneemt, en het op één na meeste productieve astronomische observatorium ter wereld is, is de 2600 m hoge Paranal-locatie, thuisbasis van de Very Large Telescope (VLT), de topfaciliteit van de Europese sterrenkunde. De berg Paranal ligt ongeveer 130 km ten zuiden van Antofagasta (Chili), 12 km van de kust, in een van de droogste gebieden op aarde. De wetenschappelijke waarnemingen op Paranalbegonnen in 1999 en hebben geresulteerd in tal van zeer succesvolle onderzoeksprogramma's.

De VLT is een bijzondere telescoop, gebaseerd op de allernieuwste technieken. Het is niet één telescoop, maar een rij van vier telescopen, elk met hoofdspiegel met een middellijn van 8,2 meter. Met één zo'n telescoop kunnen bij een belichtingstijd van een uur hemelobjecten tot magnitude 30 worden vastgelegd. Dat wil zeggen: objecten die vier miljard keer zo zwak zijn als de zwakste sterren die we met het blote oog kunnen zien.

Een van de spannendste kenmerken van de VLT is de mogelijkheid om deze als een reusachtige optische interferometer (de VLT Interferometer of VLTI) te gebruiken. Dit gebeurt door het met meerdere telescopen opgevangen licht te combineren, waarbij ook gebruik kan worden gemaakt van één of meer van de vier verplaatsbare 1,8-meter 'hulptelescopen' (Auxiliary Telescopes). In deze interferometrische modus heeft de VLT een beeldscherpte die overeenkomt met die van een telescoop ter grootte van de afstand tussen de verst uiteengelegen spiegels. Wanneer gebruik wordt gemaakt van de hulptelescopen kan die afstand oplopen tot 200 meter.

Jaarlijks worden ongeveer 2000 onderzoeksvoorstellen ingediend voor het gebruik van telescopen van ESO, waarbij vier tot zes keer zoveel waarneemtijd wordt aangevraagd als beschikbaar is. ESO is de meest productieve sterrenwacht op aarde, wat jaar in, jaar uit in talrijke nieuwe wetenschappelijke publicaties resulteert: alleen al in 2013 werden op basis van ESO-gegevens meer dan 840 vakartikelen gepubliceerd. Bovendien worden onderzoeksartikelen die zijn gebaseerd op VLT-gegevens twee keer zo vaak geciteerd als gemiddeld. ESO’s ‘wetenschapsmachines’ produceren enorme hoeveelheden data in korte tijd. De gegevens worden permanent opgeslagen in de Science Archive Facility op ESO’s hoofdkwartier. Het archief bevat inmiddels meer dan 1,5 miljoen afbeeldingen of spectra, en omvat 65 terabytes (65.000.000.000.000 bytes) aan data. Dit staat gelijk aan de inhoud van 30 miljoen boeken van elk 1000 pagina's; hiervoor zou meer dan 1000 kilometer aan boekenplanken nodig zijn!

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), het grootste sterrenkundeproject op aarde, is een baanbrekende waarneemfaciliteit voor de sterrenkunde. ALMA bestaat uit een opstelling van 66 reusachtige schotelantennes, met diameters van 7 en 12 meter, die straling in het millimeter- en submillimetergebied opvangen. De eerste waarnemingen met ALMA werden gedaan in 2011, de officiële inauguratie vond plaats in 2013. ALMA bevindt zich op de hoogvlakte Llano de Chajnantor, op een hoogte van 5000 meter, en is daarmee een van de hoogste sterrenkundige waarneemlocaties ter wereld. ALMA is een samenwerkingsverband van ESO (die zijn lidstaten vertegenwoordigt), NSF (VS) en NINS (Japan), samen met NRC (Canada), NSC en ASIAA (Taiwan), en KASI (Zuid-Korea), met medewerking van de Republiek Chili. De gezamenlijke ALMA-sterrenwacht wordt beheerd door ESO, AUI/NRAO en NAOJ.

Op de Chajnantor-locatie staat ook de 12-meter APEX millimeter- en submillimetertelescoop die, namens het Onsala Ruimteobservatorium, het Max Planck-Instituut voor Radiosterrenkunde en ESO zelf, door ESO wordt beheerd.

De volgende stap na de VLT is de bouw van de Extremely Large Telescope (ELT), een telescoop met een 39-meter grote hoofdspiegel. De ELT zal het ‘grootste oog op de hemel’ zijn – de grootste optische/nabij-infraroodtelescoop ter wereld. De ELT zal zich toeleggen op veel van de meest prangende openstaande vragen in de sterrenkunde. Uiteindelijk zal hij wellicht net zo baanbrekend zijn voor onze kijk op het heelal als de telescoop van Galileï, 400 jaar geleden. Eind 2014 kreeg de bouw van de ELT groen licht. De eerste waarnemingen worden in 2024 verwacht.

Het ESO-hoofdkwartier bevindt zich in Garching bei München (Duitsland). Dit is het wetenschappelijke, technische en administratieve centrum van ESO, waar de technische ontwikkelingsprogramma’s worden uitgevoerd die de sterrenwachten van de meest geavanceerde instrumenten voorzien.