Hoe krijg je een liedje uit je hoofd?

De veertien grote radioschotels van de Westerbork Synthese Radio Telescoop draaien kalm mee met de hemel. Maar de aandacht van de tientallen aanwezige sterrenkundigen richt zich vandaag niet op de metershoge metalen constructies, maar op een bescheiden kastje op de grond, waaruit een indrukwekkende bundel stroomdraden uit loopt. Deze phased array feed – kortweg PAF – is het hart van een nieuwe samenwerking tussen het instituut voor radioastronomie Astron, de Universiteit van Manchester en het Amerikaanse Breakthrough Listen initiatief.

De PAF is afkomstig uit het brandpunt van een van de Westerbork-schotels, waar hij oorspronkelijk dienstdeed als geavanceerde ‘microfoon’ die de radiosignalen bundelde. Nu staat hij op de grond, los van zijn schotel, en kijkt hij permanent naar de hele hemel tegelijk – niet langer gericht op één punt, maar open voor alles wat onverwacht en kortstondig opduikt. Dat kunnen bekende astrofysische verschijnselen zijn, zogeheten transiënten, maar ook sporen van buitenaardse technologie: zogeheten technosignaturen.

De radiohemel zit vol verrassingen: explosies van neutronensterren, opvlammende zwarte gaten, onregelmatige radiobronnen – bekend terrein voor de astrofysici van Astron. Maar technosignaturen behoren tot het domein van SETI – de search for extraterrestrial intelligence, een zoektocht die 75 jaar geleden begon met de eerste generatie radiotelescopen in de VS. Gezocht wordt naar signalen die mogelijk wijzen op een intelligente oorsprong, bijvoorbeeld door hun patroon, sterkte of herhaling. Het onderzoeksveld kampte lang met een gebrek aan financiering – en al die tijd is geen buitenaards signaal gevonden. Technosignatuur-wetenschappers wijzen er echter steeds op dat we pas een fractie van de beschikbare hemel hebben onderzocht en dat de grootschalige zoektocht naar buitenaardse signalen nog maar net begonnen is.

„SETI werd jarenlang niet serieus genomen”, zegt Andrew Siemion, onderzoeksleider van Breakthrough Listen. „Maar toen rond 2010 ontdekt werd dat bijna elke ster in de Melkweg planeten heeft, veranderde alles. Het veld van astrobiologie brak open. Het maakte het plausibel dat leven – en misschien zelfs intelligent leven – wijdverspreid is. Dat inzicht bracht technosignaturen terug in de wetenschap. Het veld is volwassener geworden: we publiceren in wetenschappelijke tijdschriften, sluiten systematisch aardse bronnen uit en begrijpen steeds beter hoe de signaturen van de aarde eruitzien. Technosignaturen beleven een renaissance.”

Grote vragen

Breakthrough is een initiatief van de Russische miljardair Yuri Milner, die zijn vermogen verdiende in Silicon Valley en sindsdien investeert in avontuurlijke wetenschap rond grote vragen. Onder de Breakthrough-paraplu vallen naast Listen ook projecten zoals Breakthrough Starshot, Breakthrough Watch en Breakthrough Discuss – stuk voor stuk ambitieuze pogingen om de grenzen van ons begrip van het universum te verleggen.

Dat technosignaturen nu wetenschappelijk respect krijgen, is ook te merken aan de rol die ze mogelijk gaan spelen in toekomstige megaprojecten, zoals de Square Kilometre Array (SKA), een grote radiotelescoop in aanbouw in Zuid-Afrika en Australië. „Deze pilot in Westerbork is een ideale proeftuin voor wat we straks met de SKA hopen te doen”, zegt Joe Callingham, universitair docent aan de Universiteit van Amsterdam en hoofd van de SKA-science groep bij Astron. „Wat wij hier testen aan infrastructuur, samenwerking en dataverwerking kan straks opschalen naar de grootste radiotelescoop ter wereld. We hopen dat technosignaturen daar gewoon op het vaste wetenschappelijke menu komen te staan – naast pulsars, sterrenstelsels en zwarte gaten.”

Ook Jessica Dempsey, directeur van Astron, ziet het project als een toonbeeld van wetenschappelijke moed. „We zijn vaak te bekrompen over wat we ‘serieuze’ wetenschap noemen. Maar juist in het onbekende ligt de kans op echte ontdekkingen”, zegt ze. Tegelijkertijd benadrukt ze het duurzame aspect van het project. De PAF komt uit een ander, beëindigd project. „Zo geven we instrumenten waar jarenlang hard aan gewerkt is een tweede leven. Ze zijn misschien oud, maar met een beetje liefde leveren deze dames nog steeds baanbrekende wetenschap.”

Dempsey voelt zich bovendien persoonlijk verantwoordelijk voor de toekomst van de historische telescoop. „Nu ik namens Astron het rentmeesterschap over Westerbork heb gekregen, is het mijn verantwoordelijkheid om hier een instrument neer te zetten dat deze plek de wetenschappelijke bestemming geeft die ze verdient.”

Westerbork is namelijk een zeldzame plek. Terwijl Nederland nauwelijks sterrenhemel biedt voor optische astronomen, is de ‘radiohemel’ hier juist uitzonderlijk helder. Dankzij een wettelijk beschermde radiostilte is de locatie voor radiosterrenkundigen wat een hooggelegen observatorium is voor hun optische collega’s: stil, afgelegen en perfect om signalen uit het heelal op te vangen.

Geavanceerde data-analyse

Het project is bovendien een voorbeeld van internationale samenwerking. Astron ontwikkelt de hardware, Breakthrough verzorgt de geavanceerde data-analyse, met hulp van chipmaker Nvidia. „De PAF zal gevoelig zijn voor alle onverwachte signalen, zowel transiënten as technosignaturen. We delen allemaal hetzelfde doel”, zegt Callingham. „Nieuwe dingen ontdekken met mooie technologie. En onderzoek naar technosignaturen zit niemand in de weg – we gebruiken dezelfde infrastructuur en versterken elkaar alleen maar.”

Ook Andrew Siemion benadrukt de gedeelde ambitie. „Wat we doen is in wezen hetzelfde als ander astrofysisch onderzoek: we zoeken naar iets onverwachts. Intelligentie is misschien wel het meest saillante product van het universum. Waarom zouden we er niet naar op zoek gaan?”

Met het kastje op de grond krijgt Westerbork een nieuw soort blik op de hemel – altijd waakzaam, altijd zoekend. Misschien vangt het ooit het meest bijzondere signaal uit de geschiedenis op.

Delen

Mail de redactie