Ik ben vandaag met mijn vader in Paradiso, voor een lezing door Ewine van Dishoeck, werkzaam op de sterrewacht en universiteit Leiden. Een ster op haar vakgebied

Wat haar boeit is dat de macroscopische dingen die we in het heelal waarnemen, hun wortels hebben in het hele kleine. De ontdekking van exo-planeten (300 nu) leidt tot vragen:

• Waar komen planeten vandaan?
• Hoe uniek is ons zonnestelsel?
• Welke planeten zouden bewoonbaar zijn?
• Wat zijn de chemische bouwstenen ervan?

De ruimte tussen de sterren is niet volledig leeg, het is gevuld met een heel ijl gas. Waaruit sterren geboren worden. Als voorbeeld noemt ze Orion:

Interessanter als de mooie plaatjes die “oplichten”, zijn juist de donkere stukken. Deze bevatten stof, ongeveer 10 micrometer groot per korreltje. Voorbeeld is de paardekopnevel. Deze wolken bevatten enorme hoeveelheden materie: tot wel miljoenen zonmassa’s. Deze donkere wolken bestaan voor 99% uit waterstofgas en 1% ‘zand’. De dichtheid is 10.000 deeltjes per kubieke centimeter. Altijd nog een miljoen keer zo vacuüm als een vacuüm dat we in laboratoria hebben!

Aan een donkere wolk is niet zoveel te ‘zien’ . In infrarood echter wel. Deze staan o.a. in Chili en Hawaii. In de ruimte is het nog beter te zien (ISO, Spitzer en SWAS). Astronomen gingen er in het begin vanuit geen moleculen te vinden, buiten waterstof en helium etc. Omdat de kans op reacties in dit soort vacuüm uitermate klein is. Onderzoek laat zien dat er toch moleculen zijn met 5, 6 t/m 13 atomen. Hier een hele lijst van ongeveer 130 verschillende. Je vindt er alcohol, benzeen, suiker en caffeïne tusen. Ook exotische die op aarde heel kort zouden bestaan, maar in de ruimte, eenmaal gevormd, langer blijven bestaan. Niet aangetoond, maar vermoed: Buckyballs, PAC‘s etc.

Nu de combinatie met de stofdeeltjes: de moleculen vriezen op de stofdeeltjes op. Dit leidt tot alcohol on the rocks! Deze chemie is interessant, ook om de bouwstenen van planeten en sterren te onderzoeken. Zo’n donkere stofwolk kan onder zijn eigen zwaartekracht samen gaan trekken. Hieruit ontstaat weer een draaiende schijf, met in het centrum een ster. De bovenstaande lijst moleculen komen in deze schijven in veel hogere concentraties voor. De hoeveelheid materie in deze schijf is ongeveer 1% van de zonmassa. Dat is ruim voldoende voor 10 Jupiters.

Er zijn wel verschillen met ons eigen zonnestelsel. Exoplaneten stelsels hebben bijvoorbeeld Jupiters en Saturnussen die veel dichter hun rondjes rond hun zon draaien. Dus gasreuzen die veel dichterbij staan. En ook nog stelsels waarbij planeten véél verderweg staan. Dit is nogal een “uitdaging” voor de bestaande modellen. Er zijn wel simulaties.

Er zijn miljarden rotsblokken die niet promoveren tot planeten, bij ons zitten die in de Kuiper en Oortgordel. Hieruit komen soms de kometen. De chemische samenstelling hiervan is er vergelijkbaar met het interstellair ijs. Een komeet die inslaat op aarde zou dit materiaal wel naar aarde ‘brengen’, echter de inslagen zijn dusdanig ‘energiek’ dat fragiele moleculen dat niet overleven. Er zijn hierover wel allerlei ‘theorieën’.

Voor de toekomst: de opvolger van de Hubble moet weer betere waarnemingen mogelijk maken. Dat wordt de James Webb telescope. In Chili komt nog de Atacama Large Millimeter Array. Met deze instrumenten hoopt men nog meer ontdekkingen te doen.