astronomie

Voor sterrenkundigen is de Tibetaanse hoogvlakte een paradijs. Maar waarom eigenlijk?

Als sterrenkundig paradijs doet Tibet niet onder voor Noord-Chili of Hawaii. Tenminste, dat beweren Chinese astronomen, die op de Tibetaanse hoogvlakte een kolossale telescoop gaan bouwen. Waarom staan die kijkers altijd op onbereikbare plekken? En hoe kies je de beste locatie?

Telescopen in aanbouw op de  Saishiteng-berg in Tibet. Beeld Licai Deng / NAOC
Telescopen in aanbouw op de Saishiteng-berg in Tibet.Beeld Licai Deng / NAOC

Nachtelijke temperaturen ver onder nul. Happen naar adem, omdat er 40 procent minder zuurstof is dan op zeeniveau. De dichtstbijzijnde nederzetting op 80 kilometer afstand. Veel mensen zullen een ander beeld hebben bij het woord ‘paradijs’. Maar voor sterrenkundigen is de 4.200 meter hoge Saishiteng-berg in Tibet, ten oosten van het stadje Lenghu, een waar walhalla. Bijna nergens is de kosmos zo goed te bestuderen als hier.

Een team van Chinese astronomen onder leiding van Licai Deng deed de afgelopen jaren allerlei testmetingen in de omgeving van Lenghu. Vorige week publiceerden ze hun resultaten in Nature. De conclusie: vrijwel net zo goed als die andere drie sterrenkundige toplocaties – de bergtop Paranal in Noord-Chili, Mauna Kea op Hawaii en het Canarische eiland La Palma.

Vroeger verrezen sterrenwachten meestal aan de rand van een stad; kijk maar naar Leiden en Utrecht. De beroemde Greenwich-sterrenwacht lag net buiten Londen; het observatorium van Meudon vlak ten zuiden van Parijs. Veel lichtvervuiling was er in die tijd nog niet – ’s nachts was het echt donker buiten.

Maar in de tweede helft van de 19de eeuw toonde de Schotse astronoom Charles Piazzi Smyth aan dat je op een hoge bergtop veel minder last hebt van ‘luchtonrust’. Hoe minder de dampkring boven je hoofd trilt en bibbert, hoe meer details je kunt onderscheiden. Smyth deed zijn metingen op de flanken van de Teide-vulkaan op Tenerife, waar de atmosfeer extra stabiel is door de invloed van de oceaan.

Hoog, droog, donker en helder

Een goede ‘seeing’, zoals sterrenkundigen dat noemen, is inderdaad van groot belang, zegt astronoom Lex Kaper van de Universiteit van Amsterdam, maar het is zeker niet de enige factor. Ver van de bewoonde wereld is een pre, omdat je op een aardedonkere plek wilt zitten. Daarnaast wil je natuurlijk zo veel mogelijk heldere nachten per jaar, want bewolking is de grootste vijand van de sterrenkunde. En een kurkdroge omgeving maakt het mogelijk om ook waarnemingen op sommige infrarode golflengten te doen.

Hoog, droog, donker en helder dus. Dan zit je al snel op een afgelegen bergtop. Maar er is meer: politieke factoren spelen altijd een rol, en het is toch wel handig als er enige infrastructuur in de omgeving aanwezig is. Tot slot zitten sterrenkundigen het liefst niet al te ver van de evenaar af, zodat je in de loop van het jaar een zo groot mogelijk deel van het heelal in beeld krijgt – vanaf de Zuidpool (op zichzelf ook een prima plek) zie je altijd maar de helft.

In de eerste helft van de vorige eeuw bouwden Amerikaanse astronomen hun telescopen op bergtoppen in het zuiden van Californië, maar daar werd de lichtvervuiling steeds problematischer. Zo’n zestig jaar geleden werden er voor het eerst serieuze expedities op touw gezet om elders op de wereld naar de beste plekken te zoeken. Dat was de tijd dat de Nederlandse astronomen Jan Oort en Adriaan Blaauw op ezeltjes door de Chileense bergen trokken, met testtelescoopjes en meetapparatuur in de bagage, vertelt Kaper.

Inmiddels heeft de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) grote telescopen staan op bergtoppen in Noord-Chili. Dankzij het speurwerk van de Nederlands-Amerikaanse planeetonderzoeker Gerard Kuiper kwam kort daarna ook de vulkaantop Mauna Kea (midden in de Stille Oceaan) in beeld als een ideale locatie; daar zitten nu vooral de Amerikanen. La Palma volgde in de jaren tachtig, met opnieuw een belangrijke rol voor Nederland.

Nieuwe toplocatie

En nu is daar dus de Lenghu-site – even hoog als Mauna Kea, kurkdroog, extreem donker, met weinig bewolking en een uitstekende ‘seeing’ – de lucht trilt er nauwelijks. Een ideale plek dus voor de toekomstige Chinese Large Optical/infrared Telescope (LOT), die een spiegel met een diameter van 12 meter krijgt. Enkele kleinere telescopen zijn er al in aanbouw.

Deng en zijn collega’s hebben op verschillende plaatsen in de omgeving van Lenghu weerkundige informatie verzameld over de afgelopen dertig jaar, en vanaf maart 2018 zijn er vrijwel continu metingen gedaan aan de duisternis van de nachtelijke hemel, aan de luchtonrust, en aan wind, temperatuur en luchtvochtigheid. Met ballonvluchten is de atmosferische turbulentie tot op 11 kilometer hoogte onderzocht. ‘Ze zijn niet over één nacht ijs gegaan’, aldus Kaper.

De top van de Saishiteng-berg komt als beste uit de bus, vooral voor waarnemingen op infrarode golflengten. Bijkomend voordeel, aldus het Chinese team: Tibet ligt op het oostelijk halfrond, terwijl de andere drie sterrenkundeparadijzen allemaal op het westelijk halfrond zijn gesitueerd. Hoe beter de spreiding over de aardbol is, hoe beter astronomen in staat zijn om continu de hele sterrenhemel in het oog te houden met grote telescopen.

De Europese ESO bouwt aan een telescoop met een spiegelmiddellijn van ruim 39 meter: de Extremely Large Telescope. Die komt op de Armazones-berg, vlak bij Paranal in Noord-Chili – vooral handig vanwege de logistiek. Door de coronapandemie heeft de bouw wel vertraging opgelopen, zegt Kaper: de eerste waarnemingen worden nu verwacht in 2027.

Klimaatverandering

De hoop is natuurlijk dat al die sterrenkundige toplocaties hun kwaliteit blijven behouden, ondanks klimaatverandering en de mogelijke invloed daarvan op luchtstromingen en weerpatronen. Zo heeft Noord-Chili de laatste jaren steeds meer last van El Niño – een periodieke opwarming van oceaanwater voor de kust van Zuid-Amerika.

De ultieme (maar extreem dure) oplossing is de bouw van een reuzentelescoop op de achterkant van de maan – daar heb je helemaal geen last van luchttrillingen of waterdamp. Een heel mooie plek, beaamt Kaper. Maar ja, wel met enorme temperatuurschommelingen, dodelijke kosmische straling, micrometeorieten en een volmaakt vacuüm. Zelfs een astronoom zou dat geen paradijs willen noemen.

Meer over