Africa Millimetre Telescope

Looptijd: 2019 tot 2029
Projectleden: prof. dr. H.D.E. Falcke (Heino) dr. M. Klein Wolt (Marc) ir. A. Ampe (Annelies) , Dr. Michael Backes, senior lecturer UNAM, co-PI AMT , Hans-Werner Matthaei, Local PM Namibia , Michael Janssen , Sera Markoff , Rob Fender
Projecttype: Onderzoek
Organisatieonderdeel: Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Astrophysics

De allereerste foto van een zwart gat was een baanbrekende wetenschappelijke prestatie. Om toekomstige wetenschappelijke waarnemingen op de lange termijn te garanderen, ontbreekt er echter een cruciaal onderdeel: een millimetergolf-radiotelescoop in Afrika. Astronomen van de Radboud Universiteit hebben de handen ineengeslagen met de Universiteit van Namibië om zo'n telescoop te realiseren: de Africa Millimetre Telescope.

Het Africa Millimetre Telescope (AMT) project heeft als doel om een geavanceerde millimetergolf-radiotelescoop op het Afrikaanse continent op te zetten. Dit zal Namibië een leidende positie geven in de wereldwijde millimetergolf-astronomie en tegelijk de wetenschappelijke ontwikkeling in de hele regio stimuleren.

Het AMT-project is een internationale samenwerking onder leiding van de Radboud Universiteit, in partnerschap met de Universiteit van Namibië, Oxford Universiteit, de Universiteit van Amsterdam, en andere instellingen zoals de Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON.

Waarom

Het hoofddoel van de Africa Millimetre Telescope (AMT) is het vormen van een essentiële schakel in het wereldwijde netwerk van telescopen, bekend als de Event Horizon Telescope (EHT), dat de historische eerste foto van een zwart gat heeft gemaakt. Met deze baanbrekende prestatie leverde de EHT het directe bewijs voor het bestaan van zwarte gaten en toonde aan dat Einsteins algemene relativiteitstheorie correct was. Een heel belangrijke wetenschappelijke doorbraak!

De AMT zal ook bijdragen aan hoge-resolutie beeldvorming van kosmische verschijnselen, waaronder zwarte gaten, actieve galactische kernen en andere dynamische astrofysische gebeurtenissen. De telescoop maakt snelle observaties van voorbijgaande verschijnselen mogelijk, ter ondersteuning van het "kleurenfilms" initiatief binnen de BlackHolistic (European Research Council) subsidie. Naast de werking als onderdeel van Very-Long-Baseline Interferometry (VLBI) netwerken, zal de AMT ook functioneren als zelfstandige Namibische telescoop, wat divers wetenschappelijk onderzoek mogelijk maakt.

Afrika als ontbrekende schakel

Voor de toekomst van onderzoek naar zwarte gaten zijn meer telescopen nodig in het Event Horizon Telescope (EHT) netwerk. Een telescoop in Zuidelijk Afrika zal de beeldkwaliteit verbeteren en het EHT-netwerk stabieler maken. Het EHT-netwerk functioneert als een virtuele telescoop ter grootte van de aarde en de beeldkwaliteit is vergelijkbaar met het fotograferen van een appel op de maan vanaf de aarde. De effectiviteit van het EHT-netwerk hangt af van het aantal telescopen dat tegelijkertijd naar het doel kijkt en hun locatie ten opzichte van elkaar. Hoe meer verbindingen er mogelijk zijn tussen deze telescopen, hoe beter de beeldkwaliteit; hoe groter de afstand tussen deze telescopen, hoe beter de resolutie.

The existing telescope that will be refurbished

Telescope specifications

De AMT is ontworpen als een 13 tot 15-meter schoteltelescoop die op millimetergolflengten zal werken. Een nieuwe telescoop zal worden aangeschaft en geïnstalleerd in Namibië, waar hij zal worden bediend en onderhouden door Namibische ingenieurs. De telescoop zal een brede frequentiedekking bieden, van 8 GHz tot 345 GHz. Hij zal gebruik maken van Atacama Large Millimeter Array (ALMA) band-type ontvangers met een speciaal front-end ontwerp dat gelijktijdige waarneming in maximaal vier ALMA-banden mogelijk maakt:

ALMA Band 1: 31.3 - 45 GHz
ALMA Band 2: 67 - 90 GHz
ALMA Band 6: 211-275 GHz
ALMA Band 7: 275-373 GHz

Het systeem zal op afstand bedienbaar zijn om kostenefficiënte operaties te garanderen.

Huidige status en belangrijke beslissingen

Locatie keuze:

Het 2350 m hoge Gamsbergplateau is gekozen vanwege optimale waarnemingsomstandigheden en blijft het primaire doel voor een tweede fase in het project. In de eerste fase van het AMT-project wordt de telescoop echter initieel geïnstalleerd in de buurt van Namibië's H.E.S.S. gammastralen-observatorium.

Transitieplan:

In de tweede fase van het project zal de AMT-telescoop van H.E.S.S. naar Gamsberg verhuizen zodra de nodige infrastructuur, inclusief wegtoegankelijkheid, is voltooid. Deze overgang is afhankelijk van het verkrijgen van aanvullende financiering voor locatieontwikkeling.

Telescoopontwerp

De AMT zal bestaan uit een robotisch bediende schotel van 13-15 m, geoptimaliseerd voor 86-350 GHz frequenties, met observatiemogelijkheden tot 8 GHz. Het zal integreren in VLBI-arrays, waaronder EHT en toekomstige lagere frequentie VLBI-waarnemingen op het Afrikaanse continent samen met het Square Kilometre Array (SKA).

Bestuur:

Het project wordt geleid door een bestuur dat alle partnerinstellingen vertegenwoordigt, met de Radboud Universiteit als beherende instelling. Het bestuur houdt toezicht op samenwerking met lokale en internationale partners.

Planning

2025: Afronden telescoopontwerp, voltooien locatievoorbereidingen en starten aanbesteding. Critical Design Review (CDR); begin telescoopfabricage.
2026: Installatie telescoop nabij H.E.S.S.
2027: First-light observaties, integratie en testen nabij H.E.S.S.
2028: Inbedrijfstelling, integratie met EHT en start van de wetenschappelijke operaties.
2029 & Beyond: Volledige wetenschappelijke operaties. Na voltooiing van de infrastructuur bij Gamsberg, de overgang van H.E.S.S. naar Gamsberg.

Maatschappelijke impact

Naast het vormen van een essentiële schakel in het EHT-netwerk, zal de AMT de enige radiotelescoop in het millimetergolflengtebereik in Afrika zijn. Daardoor zal de AMT een significante wereldwijde wetenschappelijke en regionale maatschappelijke impact hebben. Door observatietijd aan Namibië te doneren, probeert het projectteam de wetenschappelijke mogelijkheden voor Namibië te maximaliseren. Er worden wetenschappelijke onderzoeken ontwikkeld over:

Een survey van de hemel die zichtbaar is vanaf Gamsberg op 100 en 300 GHz
Continue emissie van de Melkweg op 100 en 300 GHz
De binnenste delen van rotatiecurven van spiraalstelsels om donkere materie in kaart te brengen
Monitoring van actieve galactische kernen
Wijdveld spectroscopische kartering
Het Sunyaev-Zel'dovich (SZ) effect in lage roodverschuiving sterrenclusters
Deelname aan bestaande of toekomstige netwerken, zoals het Square Kilometre Array (SKA) project

Deze wetenschappelijke onderzoeken zullen worden ontwikkeld door het UNAM-wetenschapsteam in nauwe samenwerking met het team van de Radboud Universiteit.

De sociale en economische impact wordt verder versterkt door het opzetten van een educatie- en outreachprogramma (zoals het ontwikkelen van educatief materiaal, beurzen en fellowships) en het stimuleren van innovatie en spin-offs in Namibië (bijvoorbeeld in civiele/mechanische/elektrotechniek, big data en duurzame energie).

Het AMT-project is een mijlpaalinitiatief dat de wereldwijde astrofysica bevordert en wetenschappelijke capaciteitsopbouw in Afrika versterkt door educatieve programma's, waaronder een bekroond mobiel planetarium programma voor scholen (Royal Astronomical Society—Annie Maunder Medal) en beurzenprogramma's voor bachelor-, master- en PhD-studenten.

Hoe bijdragen?

Ons Mobiele Planetariumprogramma zal de ontwikkelingen in Namibië leiden. Help ons duizenden kinderen in Namibië te inspireren en hun horizon te verbreden. We hebben € 25.000 nodig om het mobiele planetarium aan te schaffen. Elke bijdrage is welkom.

Doneer

Daarnaast zoeken we supporters - mensen die gepassioneerd zijn over het project, enthousiast en bereid om ons op verschillende manieren te ondersteunen. Dit kan onder meer door netwerken te openen, ons voor te stellen aan belangrijke belanghebbenden, ons te adviseren over lokale vragen, of bij te dragen aan het project, hetzij in natura, hetzij met een donatie.

Financiering

Het AMT-project gaat niet alleen over de telescoop; het vereist financiering voor het projectteam, wetenschappelijk programma, infrastructuur en deskundige ondersteuning, waarbij alle partners vertegenwoordigd zijn in de besluitvorming.

Huidige financieringsbronnen zijn onder andere:

Radboud University (12 M€)
European Research Council (ERC, 14 M€)
Dutch Research Council (NWO, 3.5 M€)
University of Namibia (Gamsberg locatie, operaties)

Aanvullende financieringsbronnen zijn onder meer Spinoza- en NOVA-subsidies. De NOVA-subsidie is momenteel bestemd voor de frontend en locatiekarakterisering.

Het AMT-project zoekt verdere samenwerking voor wetenschap en infrastructuurondersteuning door middel van aanvullende financiering, bijdragen in natura en partnerschapsovereenkomsten om de operaties te ondersteunen en de verhuizing naar Gamsberg mogelijk te maken.

Partners

Belangrijke instellingen

Managing Institution: Radboud Universiteit
Samenwerkende instellingen: Universiteit van Namibië, Oxford Universiteit, Universiteit van Amsterdam, Rijksuniversiteit Groningen, ASTRON, Universiteit van Turku

Potentiele partners

Universiteit van Zuid-Afrika (UNISA), Universiteit van Pretoria (UP), Instituut voor Astronomie en Astrofysica (ASIAA).

Gamsberg overeenkomst

De overeenkomst tussen Nederland en Namibië over de AMT is een hoogwaardige internationale samenwerking gericht op het versterken van academische en technologische partnerschappen. De Radboud Universiteit en de Universiteit van Namibië ondertekenden het document in het Namibische Staatsgebouw, waarbij zowel de Namibische president Hage Geingob als voormalig Nederlands premier Mark Rutte aanwezig waren, wat de diplomatieke en institutionele toewijding aan het project onderstreept.

De samenwerking gaat verder dan alleen wetenschap - het helpt Namibië ook bij het opbouwen van kennis, het uitwisselen van onderwijs en het ontwikkelen van nieuwe technologie. Zo worden de banden tussen Nederland en Namibië voor de lange termijn versterkt. nations.