Onderzoekers van SRON en TU Delft hebben het referentiekader gepubliceerd voor hun DESHIMA 2.0-spectrometer op de ASTE-telescoop in Chili. Hoewel het instrument al sinds 2023 gegevens verzamelt, vormt deze laboratoriumanalyse het ontbrekende puzzelstukje. Astronomen kunnen eindelijk hun ruwe observatiedata verifiëren en omzetten in concrete ontdekkingen over het vroege heelal.
DESHIMA 2.0 vangt terahertzstraling op van verre, onbekende sterrenstelsels en is gebouwd op één enkele chip. Dankzij het brede frequentiebereik tussen 200 en 400 GHz kan het in één oogopslag de roodverschuiving – en daarmee de afstand – van een sterrenstelsel bepalen. Het is alsof je direct je favoriete radiozender te pakken hebt, zonder alle frequenties te hoeven afzoeken. Het instrument heeft vijf maanden lang de kosmos geobserveerd vanaf de ASTE-telescoop in de Atacamawoestijn. Maar het verzamelen van data was pas de eerste stap.
Om daadwerkelijk wetenschappelijke conclusies te kunnen trekken, moeten astronomen de eigenschappen van de spectrometer begrijpen en aantonen. Hoe reageert de antenne precies op inkomend licht? Wat is de efficiëntie? Zonder die referentiebasis kunnen ze de opgevangen signalen niet betrouwbaar gebruiken voor de wetenschap.
In een publicatie in Astronomy & Astrophysics, met eerste auteur Kenichi Karatsu (SRON), leveren de onderzoekers nu dit fundament. Ze hebben de prestaties van het instrument in het laboratorium vastgesteld. Daarbij toonden ze aan dat het frequentiebereik en de efficiëntie van DESHIMA 2.0 in de praktijk vier keer zo breed en hoog zijn als die van zijn voorganger.
TIFUUN
Deze succesvolle validatie geeft officieel groen licht voor de volgende grote stap: het TIFUUN-project. Terwijl de DESHIMA 2.0-chip als één enkele pixel fungeert, zal TIFUUN tientallen van deze chips combineren tot een multi-pixelcamera. Net als bij DESHIMA 2.0 kan elke pixel de afstand ‘zien’ op basis van de gemeten roodverschuiving. Hierdoor is TIFUUN feitelijk een 3D-camera, die bestaat uit ‘spaxels’ (ruimtelijke pixels) in plaats van gewone ‘pixels’.
Publicatie
Karatsu, A. Endo, A. Moerman, S. J. C. Yates, R. Huiting, A. Pascual Laguna, S. Dabironezare, V. Murugesan, D. J. Thoen, B. T. Buijtendorp, S. Cray, K. Fujita, S. Hähnle, S. Hanany, R. Kawabe, K. Kohno, L. H. Marting, T. Matsumura, S. Nakatsubo, L. G. G. Olde Scholtenhuis, T. Oshima, M. Rybak, F. Steenvoorde, R. Takaku, T. Takekoshi, Y. Tamura, A. Taniguchi, P. P. van der Werf and J. J. A. Baselmans, ‘DESHIMA 2.0: A 200–400 GHz ultra-wideband integrated superconducting spectrometer’, Astronomy & Astrophysics