DESHIMA ser det første lys – et skridt tættere på at kortlægge de fjerneste stjernesystemer

DESHIMA er en helt ny type astronomisk instrument, som forskerne håber at kunne konstruere et 3D-kort over det tidlige univers med. I begyndelsen af ​​oktober, Hollandske og japanske forskere installerede DESHIMA-måleinstrumentet under ASTE-teleskopet i Chile. Sidste uge, DESHIMA opnåede det første lys.

For at studere det tidlige univers, astronomer skal måle infrarødt lys, der har taget mellem 10 og 13 milliarder år at nå Jorden. Der kræves følsomme instrumenter til dette. Et team fra TU Delft samarbejder med SRON, Leiden Observatory og japanske astronomer til at udvikle superledende og ekstremt følsomt måleudstyr, der fremskynder den nuværende måleproces 100 gange. Dets medlemmer er i øjeblikket på lokation i Chile for at installere og teste udstyret.

Det japanske Atacama Submillimeter Telescope Experiment (ASTE) er placeret i Atacama -ørkenen i Chile i en højde af 4,8 kilometer. I de seneste uger har Deep Spectroscopic High-redshift Mapper (DESHIMA) blev installeret på dette teleskop. Denne nye type spektrometer bestemmer den nøjagtige afstand til fjerne infrarøde stjernesystemer ved at måle rødforskydningen af ​​stjernesystemernes spektrum. DESHIMA er det første bredbåndsspektrometer til disse specifikke infrarøde frekvenser.

DESHIMA har mikrobølgekinetiske induktansdetektorer (MKID'er), som kan detektere de mindste ændringer i strålingsenergi med den største præcision. Akira Endo (TU Delft) udviklede konceptet med et spektrometer med et stort antal MKID'er. Jochem Baselmans (SRON/TU Delft) foreslog senere at skabe hele spektrometeret på den samme chip, uden at bruge optik, og ideen om det superledende, on-chip spektrometer blev født.

En enkelt superledende chip, videreudviklet af disse og andre forskere fra TU Delft og SRON, opsamler den fjerne infrarøde stråling, filtrerer den til smallere frekvenser og registrerer lysstyrken pr. frekvens. Chippen afkøles i en kryostat til en temperatur på -273 grader Celsius (120 millikelvin) og aflæses af speciel elektronik. Kryostaten og elektronikken er begge udviklet af SRON.

Principbevis

Narrowband langt infrarøde spektrometre er allerede tilgængelige, men DESHIMA er det første spektrometer af sin slags, der skal testes på et teleskop. Det, der gør DESHIMA til noget særligt, er dens øjeblikkelige båndbredde. DESHIMA vil blive testet i Chile som principbevis ved en frekvens på 346 Gigahertz og en øjeblikkelig båndbredde på 40 Gigahertz. Ingen har nogensinde forsøgt at bruge så stor en båndbredde til at se så langt tilbage i tiden og dybt ud i rummet.

Målet er at arbejde hen imod en båndbredde på 240-720 GHz om få år, hvilket kræver endnu mere præcis litografi. SRON og TU Delft arbejder allerede på en efterfølger til DESHIMA kaldet MOSAIC, en 25-pixel version, der forventes at være operationel om tre år. Hvis alt går efter planen, forskere vil snart være i stand til at bruge det til at skabe det første 3D-kort over stjernesystemer, der går tilbage til universets daggry.