Zure sterrenstelsels ontdekt door astronoom

De Nederlandse astronoom Floris van der Tak heeft voor het eerst verzuurde stofwolken waargenomen buiten ons eigen melkwegstelsel. Hij richtte daarvoor op Hawaï de James Clerk Maxwell Telescope op twee nabij gelegen melkwegstelsels. Astronomen denken dat verzuring de vorming van sterren en planeten in de stofwolken remt. Het is nu wachten op de precisiewaarnemingen met het door SRON gebouwde ruimte-instrument HIFI op de volgend jaar te lanceren ruimtetelescoop Herschel. Van der Tak: “Mijn waarneemvoorstel heb ik al ingediend.”

De vorming van sterren en planeten in het heelal is een delicaat proces. Wolken van gas en stof draaien en trekken samen onder invloed van de zwaartekracht. Druk en temperatuur stijgen met als uiteindelijk gevolg de ontbranding van een nieuwe ster, mogelijk met planeten er omheen. Maar waarom gebeurt dit op de ene plek in het heelal wel en op de andere niet? Wat zijn dan die voorwaarden voor ster- en planeetvorming? Hoe begint dit proces en wanneer stopt het? Astronomen tasten in het duister.

“Van een remmende invloed lijkt de hoeveelheid geladen moleculen in de stofwolk,” zegt Floris van der Tak. “Die zorgen ervoor dat magneetvelden meer grip krijgen op de wolk, waardoor ze de boel op kunnen roeren en zo het stervormingsproces kunnen verstoren.” Die geladen moleculen zijn moeilijk rechtstreeks waar te nemen. Een maat voor de hoeveelheid geladen moleculen is de verhouding tussen de zure watermoleculen en de gewone watermoleculen.

Watermoleculen zijn echter moeilijk waar te nemen vanonder een atmosfeer die voor een groot deel zelf bestaat uit water. “Het is als sterren kijken bij daglicht.” Op aarde kan het alleen vanaf een hoge berg waar de lucht ijl is. Zo’n plek is de 4092 meter hoge top van de Hawaïaanse vulkaan Mauna Kea waar de James Clerk Maxwell Telescope staat. Van der Tak richtte deze telescoop op de melkwegstelsels M82 en Arp 220 en ontdekte daar gebieden die rijk waren aan zure watermoleculen.

“Het wonderlijke is dat de oorzaak van de aanwezigheid van die zure watermoleculen in de beide melkwegstelsels totaal verschillend is,” vertelt Van der Tak. “In Arp 220 ontstaan ze onder invloed van de röntgenstraling uit de buurt van het centrale superzware zwarte gat. In M82 is de veroorzaker de ultraviolette straling die hete jonge sterren in het stervormingsgebied uitstralen. Het proces van stervorming remt zichzelf daar dus doordat er steeds meer geladen moleculen bijkomen.”

De astronoom kan over niet al te lange tijd nog zwaarder geschut inzetten voor zijn onderzoek. Volgend jaar lanceert de Europese ruimtevaartorganisatie ESA de ruimtetelescoop Herschel met daarop het door SRON gebouwde Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFI). En in de 5000 meter hoge kurkdroge Atacama-woestijn in Chili is begonnen aan de bouw van ALMA, 66 slim samenwerkende telescopen die met elkaar melkwegstelsels in detail in kaart kunnen brengen. SRON is betrokken bij de ontwikkeling van de detectoren voor deze telescopen. De werkzaamheden aan ALMA in Nederland vinden plaats onder verantwoordelijkheid van de Nederlandse Onderzoeksschool voor Astronomie (NOVA).

De resultaten van het onderzoek van Floris van der Tak verschijnen deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy and Astrophysics.