China is niet alleen op militair, economisch en technologisch vlak een grootmacht maar speelt ook een zeer belangrijke rol op vlak van sterrenkundig onderzoek. Zo bevinden zich in China verschillende gigantische en unieke observatoria die gebruikt worden voor onderzoek naar de zon, andere sterren en pulsars. Eén van de meest indrukwekkende en bijzondere Chinese observatoria is de Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) waarmee al meer dan 700 pulsars werden ontdekt en de verdeling van H I-gas (waterstof) in onze Melkweg in kaart werd gebracht. Ontdek aan de hand van dit uitgebreid artikel alles over de belangrijkste Chinese sterrenkundige observatoria.
Daocheng Solar Radio Telescope (DSRT)
Op een hoogvlakte in het zuidwesten van China, in de provincie Sichuan, staat een uitzonderlijk zonneobservatorium: de Daocheng Solar Radio Telescope (DSRT). De rand van het Qinghai-Tibetplateau biedt weinig radio-interferentie, grote open ruimte voor de ring, relatief stabiel weer en dunne atmosfeer (minder verstrooiing/absorptie). Die combinatie is zeldzaam en maakt nauwkeurige, consistente radio-metingen mogelijk. Het is ’s werelds grootste speciaal voor de zon gebouwde radio-interferometer en bestaat uit 313 schotels van 6 meter die samen een ring met een omtrek van 3,14 kilometer vormen. Midden in die ring staat een kalibratietoren van 100 meter. De bouw werd in 2022 afgerond; na testen en proefbedrijf werd de faciliteit in 2023 officieel operationeel binnen Meridian Project fase II, China’s nationale netwerk voor ruimteweermonitoring. De zon straalt niet alleen zichtbaar licht uit, maar ook radiogolven. Vooral tijdens zonne-uitbarstingen en coronale massa-ejecties (CME’s), gigantische wolken geladen deeltjes die de ruimte in worden geslingerd, worden sterke radiosignalen geproduceerd. Door die radio-emissie "in beeld te brengen" kan DSRT de ontwikkeling en richting van zulke gebeurtenissen volgen, cruciaal voor ruimteweerwaarschuwingen die satellieten, elektriciteitsnetten, luchtvaart en navigatiesystemen beschermen.
Wat meet of 'ziet' DSRT precies:
- CME’s kunnen “zien” ontstaan en versnellen vlak boven het zonneoppervlak.
- Schokgolven en magnetische structuren in de corona kunnen volgen.
- Ruimteweerparameters kunnen afleiden die relevant zijn voor waarschuwingen en voorspelling.
Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST)
In de bergen van Hebei, ten noorden van Peking, staat een van de meest bijzondere telescopen ter wereld: de Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, kortweg LAMOST. Deze telescoop is uniek omdat ze niet in de eerste plaats scherpe beelden maakt, maar juist spectroscopische gegevens verzamelt van een enorme hoeveelheid sterren tegelijk. Daarmee is LAMOST een van de krachtigste instrumenten voor sterrenspectroscopie en levert het een ongekende bijdrage aan ons begrip van de Melkweg en het heelal. LAMOST is een 4 meter klasse telescoop, maar verschilt van klassieke optische telescopen. Waar andere telescopen vaak één object of een klein veld in detail bestuderen, is LAMOST gebouwd om een gigantisch stuk hemel tegelijk te analyseren. Het bijzondere aan LAMOST is het actieve spiegelontwerp. De primaire spiegel kan zijn vorm licht aanpassen om optimaal scherp te blijven, afhankelijk van de stand en het observatieveld. Hierdoor is een groot beeldveld van vijf graden mogelijk, vergelijkbaar met de schijnbare grootte van tien volle manen naast elkaar. Hoewel LAMOST een Chinees project is, wordt de data wereldwijd gebruikt. Ondertussen werden al meer dan 10 miljoen spectra verzameld, waarmee LAMOST de grootste sterrenspectroscopische catalogus ter wereld heeft opgebouwd. Het instrument heeft China een belangrijke plaats gegeven in het internationale astrofysica-onderzoek en versterkt de samenwerking met wetenschappers uit Europa, de VS en vele andere landen. LAMOST wordt dan ook vaak vergeleken met de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) in de VS, maar overtreft deze in de schaal van spectroscopie: waar SDSS duizenden objecten per nacht deed, kan LAMOST er vele tienduizenden meten.
Belangrijkste wetenschappelijke doelen van LAMOST:
- Kaart van de Melkweg: LAMOST richt zich vooral op onze eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Door de spectra van miljoenen sterren te verzamelen, krijgen astronomen inzicht in de structuur, dynamica en evolutie van het stelsel.
- Radiale snelheden en chemische vingerafdrukken: De beweging en samenstelling van sterren vertellen veel over hoe verschillende delen van de Melkweg zijn ontstaan. Zo kan men bijvoorbeeld oude sterstromen opsporen die afkomstig zijn van botsingen met dwergstelsels.
- Extragalactische objecten: Naast sterren observeert LAMOST ook quasars en verre sterrenstelsels. Dat helpt bij het onderzoeken van de kosmische evolutie en de grootschalige verdeling van materie in het heelal.
- Data voor andere projecten: De enorme dataset van LAMOST wordt gecombineerd met andere grote surveys, zoals de Europese Gaia-satelliet, die posities en afstanden van sterren meet. Samen levert dit een driedimensionale kaart van de Melkweg met ongekende precisie.
Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST)
Diep in een karstlandschap van de Chinese provincie Guizhou staat de grootste enkelvoudige radiotelescoop ter wereld: de Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST). Deze indrukwekkende telescoop, ook wel bekend als het “Hemels Oog”, is sinds 2016 operationeel en vormt een absolute mijlpaal in de moderne astronomie. Met zijn enorme schaal en ultragevoelige instrumenten kan FAST signalen opvangen die miljarden lichtjaren van ons verwijderd zijn. FAST is een nationaal prestigeproject en laat zien hoe China zich als wetenschappelijke grootmacht profileert. Voor de internationale gemeenschap is het een onmisbare aanvulling op het wereldwijde netwerk van radiotelescopen. Sinds 2021 is de telescoop ook opengesteld voor internationale onderzoekers, waardoor samenwerking wereldwijd wordt bevorderd. Voor een telescoop van deze schaal was een natuurlijk bassin nodig waarin de gigantische schotel geplaatst kon worden. Uiteindelijk koos men een karstdepressie in Guizhou (zuidwest-China). Dit gebied vol met kalksteenformaties en natuurlijke komvormige valleien bood drie voordelen: natuurlijk draagvlak, radio-ruisarme omgeving en stabiel gesteente. De Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope heeft een diameter van 500 meter en is opgebouwd uit 4.450 driehoekige aluminium panelen. Met behulp van 2.225 hydraulische actuatoren kan het oppervlak lokaal vervormd worden om een parabolische vorm te maken. Daardoor kan de telescoop verschillende delen van de hemel volgen, ondanks de vaste plaatsing in de grond. het brandpunt bevindt zich niet op een vaste mast, maar in een cabine die aan kabels en een kraanstructuur boven de schotel hangt. De cabine kan horizontaal en verticaal bewegen om de ontvangsthoek aan te passen, waardoor FAST een kijkgebied van ongeveer 40 graden heeft.
Belangrijkste wetenschappelijke doelen van FAST:
- Zoeken naar pulsars: FAST is ideaal om nieuwe pulsars te ontdekken, ook in verre of zwakke gebieden van de Melkweg. Pulsaronderzoek helpt bij het testen van de algemene relativiteitstheorie en het opsporen van zwaartekrachtsgolven via pulsartiming.
- Onderzoek naar waterstof in de Melkweg: Door dit te meten kan men de structuur en beweging van gas in de Melkweg en andere sterrenstelsels in kaart brengen.
- Onderzoek naar mysterieuze snelle radioflitsen (FRB's).
- FAST wordt ook ingezet om te zoeken naar mogelijke kunstmatige radiosignalen, een van de bekendste aspecten die de telescoop veel media-aandacht opleverde.
Yunnan Astronomical Observatory (YAO)
Het Yunnan Astronomical Observatory (YNAO), gelegen nabij Kunming in de Chinese provincie Yunnan, is een van de belangrijkste astronomische onderzoekscentra van China. Het observatorium staat onder beheer van de Chinese Academy of Sciences (CAS) en combineert moderne telescopen met fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. Dankzij de gunstige geografische ligging en een breed onderzoeksprogramma speelt YNAO een sleutelrol in de Chinese en internationale astronomie. Dit observatorium werd opgericht in 1938 in Kunming, tijdens de Tweede Chinees-Japanse oorlog. Veel wetenschappelijke instellingen verhuisden toen tijdelijk naar het relatief veilige zuidwesten van China. Na de oprichting van de Volksrepubliek China in 1949 werd YNAO officieel onderdeel van de Chinese Academy of Sciences. Sindsdien is het uitgegroeid tot een multidisciplinair onderzoekscentrum, met samenwerking in binnen- en buitenland. Yunnan ligt in een regio met relatief weinig lichtvervuiling en heeft een breed zicht op de zuidelijke hemel. Het Yunnan Astronomical Observatory beschikt over verschillende instrumenten en telescopen waaronder de 2,4-meter optische telescoop, een van de grootste in China, gebruikt voor spectroscopie en fotometrie. Daarnaast beschikt dit observatorium ook verschillende gespecialiseerde instrumenten om zonneactiviteit in detail te volgen. Dit Chinese observatorium neemt ook deel aan internationale VLBI-netwerken (Very Long Baseline Interferometry), waarmee radiotelescopen wereldwijd samenwerken om extreem hoge resolutiebeelden te maken.
Het Yunnan Astronomical Observatory heeft zich ontwikkeld tot een veelzijdig onderzoeksinstituut. Enkele belangrijke vakgebieden zijn:
- Onderzoek naar zonneactiviteit, zoals zonnevlekken, zonnevlammen en coronale massa-ejecties.
- Onderzoek naar dubbelsterren en veranderlijke sterren.
- Studie van actieve sterrenstelsels, quasars en zwarte gaten.
- Naast observaties voert YNAO uitgebreide theoretische modellen en computersimulaties uit, bijvoorbeeld van stervorming en accretieschijven.
Tianlai Radio Experiment
Het Tianlai Radio Experiment is een innovatief Chinees onderzoeksproject dat zich richt op de studie van het heelal via 21-centimeter radiostraling van neutraal waterstof. Gelegen in het noordwesten van China, is het project onderdeel van de inspanningen van het National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) om de grootschalige structuur van het universum te begrijpen en de evolutie van sterrenstelsels in kaart te brengen. Het woord “Tianlai” betekent letterlijk “hemelse geluiden”, en het experiment combineert geavanceerde radioastronomische technologieën met kosmologische vraagstukken. Het primaire doel van Tianlai is het detecteren en bestuderen van neutraal waterstof in het heelal. Waterstof is het meest voorkomende element in het universum en zendt radiosignalen uit bij een golflengte van 21 centimeter (ongeveer 1420 MHz). Door deze signalen te meten kunnen astronomen: de grootschalige structuur van het universum bestuderen, de evolutie van sterrenstelsels traceren en technologische demonstratie. Het Tianlai-project bestaat uit twee complementaire soorten radiotelescopen: drie Cylinder Arrays (cilindervormige antennes) en zestien Dish Arrays (schotelantennes). Door de combinatie van cilinder- en schotelarrays kan Tianlai zowel grootbeeldobservaties als gedetailleerde waarnemingen uitvoeren. Het Tianlai-observatorium bevindt zich in een afgelegen en droog gebied in Noordwest-China, ver weg van stedelijke licht- en radiostoring. Dit is cruciaal omdat 21-cm radiostraling zeer zwak is en gemakkelijk wordt overstemd door radiosignalen van steden of satellieten. Het Tianlai-experiment is een pionier in China’s next-generation radioastronomie. Hoewel het project nog steeds in de test- en vroege waarnemingsfase zit, heeft het al aangetoond dat 21-cm intensity mapping een praktische en efficiënte methode is om grote delen van het universum te onderzoeken.
