Zoals de lezers van dit blog weten, staat ALMA in de noordelijke Atacama-woestijn in Chili. Maar waarom eigenlijk?
Waarom bouwen astronomen telescopen in Chili, op het zuidelijk halfrond, en niet bijvoorbeeld in de Europese Alpen of de Noord-Amerkaanse Rocky Mountains? In de Alpen en in Noord-Amerika zijn zeker wel telescopen gebouwd, maar die zijn lang niet zo succesvol en bekend als de telescopen in Chili.
De voorkeur voor Chili heeft een paar redenen. De eerste, en toch wel de belangrijkste, is het klimaat. De Atacama-woestijn in Noord-Chili is een van de droogste plaatsen op aarde, en sommige gebieden in de Atacama hebben in 100 jaar geen druppel neerslag gezien. Voor de meeste telescopen is een droge en stabiele atmosfeer een heel belangrijke factor. Hoe minder water(damp) de atmosfeer bevat, des te beter de waarnemingen.
Maar er zijn genoeg droge en hoge plaatsen in de westerse wereld. Nevada in Noord-Amerika bijvoorbeeld. Of gebieden in het binnenland van Spanje. Waarom daar geen (of in ieder geval veel minder) telescopen staan, brengt ons op een tweede reden waarom de Atacama-woestijn favoriet is. Die heeft te maken met de mogelijkheid om een aantal objecten waar te nemen die alléén vanaf het zuidelijk halfrond zichtbaar zijn. De eerste twee zijn de Magelhaense wolken. De Grote en Kleine Magelhaense Wolk zijn dwerg-sterrenstelsels die als een satelliet rondom onze Melkweg draaien. Op dit moment zijn ze alleen vanaf het zuidelijk halfrond te zien. Daarom zijn ze vernoemd naar Fernando Magelhaen, de Spaanse ontdekkingsreiziger die als eerste het zuiden van Zuid-Amerika verkende en de twee melkwegstelsels zag. Ooit komen ze weer richting het noordelijk halfrond, maar dat duurt nog wel ongeveer 500 miljoen jaar.
Een veel belangrijker object dat ook vanaf het zuidelijk halfrond te zien is, is het centrum van onze eigen Melkweg. De zon bevindt zich in de buitenwijken van de Melkweg en wij draaien om het centrum heen (in ongeveer 250 miljoen jaar). Nu maakt de baan van de aarde rondom de zon een hoek met de baan van de zon rondom het centrum van Melkweg. Deze hoek zorgt ervoor dat het centrum van de Melkweg gemiddeld 29 graden onder de evenaar ligt. Door de jaarlijkse baan van de aarde komt het centrum van onze Melkweg soms boven de horizon in Europa en Noord-Amerika, maar niet erg hoog en ook maar gedurende een maand of twee. Op het zuidelijk halfrond is het centrum van de Melkweg het jaar door te zien en ook een flink deel van het jaar recht boven ons hoofd.
Als we dus het centrum van de Melkweg willen bestuderen, is dat gewoon een heel stuk makkelijker vanaf het zuidelijk halfrond. Maar astronomen zijn niet alleen geïnteresseerd in het zwarte gat dat zich daar bevindt. Alle sterren die dicht bij het centrum staan, zijn ook veel beter zichtbaar vanaf het zuidelijk halfrond. Dit geldt vooral voor de zware wolken van gas en stof die aan de lopende band (ook heel zware) sterren aan het vormen zijn. Stervormingsgebieden die heel gemiddelde sterretjes zoals onze zon produceren, zijn overal te vinden, maar deze heel zware wolken bevinden zich vooral in het centrum van de Melkweg. Simpelweg omdat daar het koude gas en stof dichter op elkaar gepakt is.
Deze drie objecten (de Magelhaense wolken, het zwarte gat in het centrum van de Melkweg, en de zwaarste categorie stervormingswolken) beslaan natuurlijk niet de hele sterrenkunde, maar wel een belangrijk deel. Eigenlijk is alleen Andromeda (het dichtstbijzijnde melkwegstelsel dat niet als een satellietstelsel om ons heen draait) een object dat alleen op het noordelijk halfrond voorkomt.
En nu weer terug naar Chili. Na de Tweede Wereldoorlog bouwden de Amerikanen hun grote telescopen veelal op Mauna Kea in Hawaï. Door zijn hoogte heeft Mauna Kea unieke, droge omstandigheden. En Hawaii ligt zuidelijk genoeg om twee van de drie besproken objecten makkelijk te observeren. Europa ‘s zuidelijkste puntje (rond Granada) ligt lang niet zuidelijk genoeg. Daarom keek 'Europa' naar een aantal lokaties op het zuidelijk halfrond. Uiteindelijk is voor Chili gekozen (boven Zuid-Afrika en Australië) omdat op de lange termijn de Andes betere condities bood dan de andere twee. Hoe dit precies in zijn werk ging, is te lezen (en te zien) in twee boeken die in 2012 verschenen rond het 50-jarig bestaan van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Deze boeken ('Europe to the stars' en 'The Jewel on the Mountaintop') geven een inkijkje in de geschiedenis van de Europese sterrenkunde en ook in de huidige generatie faciliteiten waarmee wij onze wetenschap beoefenen. De op 'Europe to the stars' gebaseerde DVD is ook via een serie ESO-webcasts te bekijken (klik op CC in de viewer voor Nederlandstalige ondertiteling).
Tim van Kempen
Tim van Kempen is onderzoeker aan de Sterrewacht Leiden en werkt sinds juli 2010 voor en met ALMA. Na twee jaar in Chili te hebben gewoond en gewerkt om bij het testen van ALMA te helpen, is hij sinds kort terug in Nederland. In dit blog zal hij de techniek van ALMA bespreken en de eerste wetenschappelijke resultaten toelichten.