| Status | Actief |
| Lancering | 2023 |
| Ruimtevaartorganisatie | NASA |
| Type | Ver-infrarood (64 – 205 μm) |
| Orbit | Ballon boven Antarctica |
| Instrument met SRON-bijdrage | Camera’s |
Sterren uit wolken van stof en gas
Sterren worden geboren uit wolken van gas en stof die zweven in de ruimte binnen een sterrenstelsel. Onder invloed van de zwaartekracht trekken die wolken steeds verder samen, totdat de dichtheid in het centrum hoog genoeg is zodat een ster ontbrandt. Meestal ontstaan planeten uit het restmateriaal van de wolk.
Koolstof en stikstof spelen een sleutelrol
Om dit stervormingsproces te begrijpen willen astronomen weten welke atomen er aanwezig zijn tijdens welke fase. Koolstof en stikstof zijn daarin sleutelelementen. GUSTO heeft gemeten hoeveel straling het ontvangt op de precieze frequenties die deze twee stoffen uitzenden. Voor stikstof liggen die rond 1.4 terahertz en voor koolstof rond 1.9 terahertz. Interstellaire wolken zijn dermate koud dat ze op dat soort ver-infraroodfrequenties de meeste straling uitzenden.
Koolstof als tracer
Koolstof is aanwezig in elke fase van de levenscyclus van sterren en fungeert als een tracer om de vorming en evolutie van de interstellaire wolken in de Melkweg te bestuderen. Stikstof geeft vooral de geheimen prijs van de stellaire kraamkamers waarin zware sterren ontstaan die de evolutie van ons sterrenstelsel aandrijven, als de slinger van een klok.
Ontwikkeling van sterrenstelsels
GUSTO geeft astronomen ook inzicht in hoe sterrenstelsels zich hebben ontwikkeld in de loop van de tijd. Behalve in de Melkweg heeft het ook de meest actieve stervormingsgebieden in kaart gebracht in het nabijgelegen dwergsterrenstelsel de Grote Magelhaense Wolk (LMC). Het lijkt erop dat de LMC vergelijkbaar is met de eerste sterrenstelsels die na de oerknal werden gevormd. Door de Melkweg en de LMC met elkaar te vergelijken krijgen astronomen een beeld van de ontwikkeling die sterrenstelsels doormaken.
Waterdamp blokkeert ver-infrarood
Waterdamp in onze atmosfeer houdt ver-infraroodstraling tegen, waardoor grondtelescopen het alleen op grote hoogte kunnen waarnemen. Ruimtetelescopen zijn nog beter geschikt, maar die zijn ook kostbaarder. Het GUSTO-team koos voor de gulden middenweg en bouwde een ballontelescoop die aan de rand van de ruimte, op 36 kilometer hoogte, boven de Zuidpool cirkelde.
Zuidpool bij uitstek geschikt
De Zuidpool is bij uitstek geschikt voor lange-duur ballonmissies. Het is vrijwel onbewoond, er zijn geen landgrenzen en in de Antarctische zomer krijgen de zonnepanelen 24 uur per dag licht. Dat laatste betekent ook dat er geen temperatuurschommelingen zijn vanwege het dag/nachtritme. Bovendien waait de ‘polaire vortex’ dan rond de Zuidpool, die de ballon rondjes laat cirkelen zonder dat die van het continent afdrijft. Toen GUSTO na 57 dagen aan de rand van Antarctica eindelijk het donker bereikte en teveel hoogte verloor, waren de begrootte 55 vluchtdagen al gehaald. Het pakte daarmee ook het record voor langste ballonvlucht.
SRON ontwikkelt drie camera’s
SRON heeft samen met TU Delft de drie camera’s geleverd voor GUSTO, elk toegespitst op een frequentie om een bepaald element te detecteren. De 1.4 THz-camera keek naar stikstof en die voor 1.9 THz naar koolstof. De 4.7 THz-camera voor zuurstof heeft geen data verzameld vanwege onverwachte ijsvorming op een ander deel van de telescoop. Elke camera bevat acht pixels om onderscheid te maken tussen plekken aan de hemel. Hun spectrale resolutie van een miljoen is hoog genoeg om te zien hoe spectraallijnen zijn opgeschoven ten opzichte van waar je ze zou verwachten. Als een lijn iets verder naar links of rechts staat dan normaal, betekent het dat het gas van ons weg of naar ons toe beweegt. Uit de mate van verschuiving lezen astronomen dan snelheden af binnen een stervormingswolk.
