Cosmological 21cm experiments: Searching for a needle in a haystack

Promotie: dhr. V. Jelić, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Cosmological 21cm experiments: Searching for a needle in a haystack

Promotor(s): prof.dr. S. Zaroubi, prof.dr. L.V.E. Koopmans, prof.dr. A.G. de Bruyn

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Contact: Vibor Jelić, tel. +31 611445449, +31 503634050, e-mail: vjelic@astro.rug.nl

LOFAR zoekt sporen uit een ver verleden

Ongeveer vierhonderd miljoen jaar na het ontstaan van het Heelal vormden zich de eerste objecten. Door hun krachtige straling begonnen die vervolgens het omringend gas te ioniseren. Zeshonderd miljoen jaar later was dit alomtegenwoordige gas van een neutrale naar een geïoniseerde toestand overgegaan.

Deze belangrijke periode in de geschiedenis van het heelal wordt het her-ionisatietijdperk (EoR, Epoch of Reionization) genoemd. Het vormt de sluitsteen van structuurvorming en -evolutie.

Het tijdperk is nog steeds een missend puzzelstuk in ons begrip van het heelal. Door de komst van een nieuwe generatie radiotelescopen - waaronder LOFAR - is dit echter aan het veranderen. Met deze telescopen is het mogelijk om het EoR direct te onderzoeken.

LOFAR gebruikt een array van eenvoudige radio-antennes om jacht te maken op de straling die werd uitgezonden door neutraal waterstof tijdens het EoR. De golflengte van deze straling is 21cm, maar op weg naar ons wordt die door de expansie van het Heelal opgerekt naar golflengtes van 1-2m.

Door een aantal complicerende factoren is de detectie van deze straling een flinke uitdaging. Het gezochte signaal is bijvoorbeeld zo zwak door de overweldigende voorgrondstraling van onze Melkweg en andere extragalactische radiobronnen, dat het lijkt op het zoeken naar een speld in een hooiberg. Dit proefschrift onderzoekt zowel de eigenschappen van de 'hooiberg' en de manier waarop die het LOFAR-EoR experiment beïnvloedt, als de Kosmische Achtergrondstraling (de oudste straling in het heelal) als alternatieve onderzoeksmethode voor het EoR.

Vibor Jelic (Kroatië, 1981) studeerde natuurkunde aan de universiteit van Zagreb. Het onderzoek werd uitgevoer bij het Kapteyn Institiuut van de RUG. Het werd gefinancierd door de RUG, het Leids Kerkhoven-Bosscha Fonds, de EU, het SNN en EZ/KOMPAS. Jelic gaat door met het onderzoek als postdoc bij ASTRON.