mei 2015 (Deel 24, Nummer 5)

foto: Bell Telephone Laboratories

Karl Jansky bouwde een antenne die op de wielen van een model T kon worden gedraaid, zodat hij bronnen van radiostatisch materiaal kon opsporen en daarbij radioastronomie uitvond.Een groot deel van de beelden van de film Contact uit 1997 werd opgenomen in het Very Large Array observatory in New Mexico. Veel meer mensen hebben van de film gehoord dan van de man naar wie dat Observatorium is vernoemd: Karl Guthe Jansky, onder astronomen bekend als de vader van de radioastronomie.Jansky werd geboren in 1905 als een van de zes kinderen. Zijn vader, Cyril, professor elektrotechniek aan de Universiteit van Wisconsin, bracht een sterke liefde voor natuurkunde bij zijn drie zonen. Karl ‘ s oudere broer, Cyril Jansky Jr., stond erop dat zijn jongere broer “was geen boekenwurm,” onder vermelding van zijn vaardigheid in tennis en hockey, en later status als een Monmouth County tafeltennis kampioen in New Jersey, als bewijs.Karl Jansky behaalde zijn graad in de natuurkunde aan de Universiteit van Wisconsin, en bracht een extra jaar door als student, hoewel hij nooit zijn proefschrift voltooide. In 1928 ging hij werken bij Bell Telephone Laboratories. Hij was gediagnosticeerd met chronische nierziekte op de universiteit, dus Bell Labs was aanvankelijk terughoudend om hem in te huren, maar gaf toe toen grote broer Cyril — een elektrotechnicus, net als zijn vader, en een voormalig Bell Labs medewerker die hielp bouwen van een aantal van de vroegste radiozenders in de VS — bemiddelde namens hem.Jansky ‘ s eerste opdracht was het bestuderen van intermitterende statische bronnen die mogelijk interfereren met radiogolven die gebruikt worden voor trans-Atlantische telefoonuitzendingen. Het was een uitdagende opdracht; Jansky moest speciale instrumenten ontwerpen en bouwen voor dat doel, met name een groot gericht antennesysteem gemonteerd op een motoraangedreven draaitafel die 360° rond een centrale verticale as draaide, rijdend op een cirkelvormige baan op de wielen van een model-T Ford. Het werd “Jansky’ s Draaimolen ” genoemd.”

toen hij al die gegevens analyseerde — verzameld over vele vervelende maanden — identificeerde Jansky drie basistypen van statische elektriciteit: lokale onweersbuien, verre onweersbuien, en een derde die hij beschreef als zijnde ” samengesteld uit zeer stabiele ruis statische elektriciteit waarvan de oorsprong nog niet bekend is.”Zijn zorgvuldige formulering kwam op advies van zijn supervisor, die hem waarschuwde tegen het maken van over-gedurfde claims, opdat zijn bevinding niet houden aan verder onderzoek. Maar Jansky vermoedde dat het signaal afkomstig was uit het centrum van het Melkwegstelsel, waardoor het de eerste bekende detectie was van buitenaardse radiosignalen.

zijn redenering was eenvoudig. Hij bestudeerde dat derde type statische elektriciteit meer dan een jaar, en merkte op dat het één keer per dag opsteeg en viel. In het begin dacht Jansky dat dit betekende dat het straling van de zon was. Maar een paar maanden later bewoog het helderste punt van het signaal weg van de positie van de zon. Bovendien herhaalden de opkomst en ondergang zich niet precies om de 24 uur, maar om de 23 uur en 56 minuten — een eigenschap van vaste sterren en andere hemellichamen buiten ons zonnestelsel. De meest waarschijnlijke bron van de straling, concludeerde hij, was het centrum van de Melkweg, waar het signaal het sterkst was, in het sterrenbeeld Boogschutter.Zoals Cyril later in herinnering bracht, ” is het probleem van de wetenschapper om fundamentele feiten te herkennen, ook al worden ze verduisterd door een schat aan vreemd materiaal, en vervolgens creatieve verbeelding toe te passen in hun interpretatie. Die Karl Jansky wel.”

het resultaat was niet één, maar drie gepubliceerde artikelen, waaronder “Electrical distursies apparently of extraterrestrial origin”, die hij presenteerde tijdens een bijeenkomst van de International Scientific Radio Union in april 1933. Dit, op zijn beurt, leidde tot een high-profile nieuwsbericht in de New York Times op mei 5, 1933, trompetteren zijn ontdekking, en de Universiteit van Wisconsin uiteindelijk bekroond hem zijn master ‘ s degree op basis van de drie papers. Jansky wilde deze mysterieuze kosmische signalen blijven onderzoeken en wilde daarvoor een schotelantenne van 30 meter bouwen. Maar Bell Labs was meer geïnteresseerd in toegepast onderzoek op het moment-het hoogtepunt van de Grote Depressie. Omdat Jansky ‘ s werk aantoonde dat de sissende statische toestand geen problemen zou mogen opleveren voor transatlantische communicatie, beoordeelden ze het project als voltooid. Jansky werd toegewezen aan andere projecten. Hij bleef bij Bell Labs voor de rest van zijn carrière, zwoegend in relatieve obscuriteit ondanks het pionieren van een nieuw gebied van de wetenschap, hoewel hij werd verkozen als fellow van het Institute of Radio Engineers in 1948.

dat nieuwe veld, radioastronomie, kwam niet van de ene dag op de andere tevoorschijn. De dire economie en Jansky ‘ s gebrek aan professionele status als astronoom ontmoedigden verschillende observatoria om te investeren in verder onderzoek. Een belangrijke vroege figuur was Grote Reber, die van Jansky ‘ s ontdekking hoorde en in 1937 in zijn eigen achtertuin een radiotelescoop bouwde, waarmee hij de eerste systematische survey van kosmische radiogolven uitvoerde.De ontwikkeling van radar tijdens de Tweede Wereldoorlog gaf een impuls aan de radioastronomie, zodat na de oorlog een andere astronoom genaamd John Kraus in staat was om een radio observatory te starten aan de Ohio State University. Kraus schreef uiteindelijk een leerboek dat een Bijbel werd voor radioastronomen. Tegen 1964 was het een vast veld — het jaar dat Arno Penzias en Robert Wilson een gigantische hoornantenne gebruikten om de kosmische achtergrondstraling van de microgolf te ontdekken.Jansky overleed in 1950 op 44-jarige leeftijd aan een beroerte als gevolg van zijn nierziekte. Toen dat eerste artikel uit 1933 werd herdrukt in Proceedings of the IEEE in 1984, merkten de redacteuren op dat Jansky ‘ s werk waarschijnlijk een Nobelprijs zou hebben gewonnen, als de wetenschapper niet zo jong was gestorven. Tegenwoordig is de “jansky” de meeteenheid voor de intensiteit van radiogolven (fluxdichtheid). Een krater op de maan is naar hem vernoemd en er is nu een monument ter ere van hem op de locatie van zijn cruciale experiment in New Jersey. En natuurlijk is er de zeer grote reeks.

Jansky, Karl. “Elektrische storingen blijkbaar van buitenaardse oorsprong,” Proc. IRE 20: 1920.Jansky, C. M. Jr. “My brother Karl Jansky and his discovery of radiogolven from beyond the Earth,” Cosmic Search 1(4). http://www.bigear.org/vol1no4/jansky.htm

Sullivan, W. T. (ed) de eerste jaren van de radioastronomie: Reflecties vijftig jaar na Jansky ‘ s ontdekking. Cambridge: Cambridge University Press, 2005.