Het is al een tijdje geleden, maar toch een ontdekking waar ik nog even aandacht aan wil besteden. Vooral omdat het zo goed laat zien waarom ALMA zo’n baanbrekend observatorium is. Dat zeg ik vaak, maar het makkelijkst is om het te laten zien.
Eerst de basis. Afgelopen Augustus werd er door een groep Deense en Nederlandse astronomen bericht over de ontdekking van een specifieke suiker (glycolaldehyde, HCOCH2OH) rondom de dubbele protoster IRAS 16293-2422 A en B. Ik geef toe: de technische namen zijn soms niet al te origineel, dus ik kort hem af tot 16293. Toch is elke sterrenkundige die werkt met chemie geïnteresseerd in deze bron. Sinds het begin van de jaren 90 wordt deze bron al intensief bestudeert door meerdere faciliteiten, met succes.
En dit is wat we weten
-
16293 is heel jong. Vermoedelijk minder dan 1 miljoen jaar. Er is al een ster die waterstof brandt, maar daar is dan ook alles mee gezegd. De sterren zijn nog steeds verhult in een dikke laag koud gas en stof. Het grootste deel van dit gas en stof zal nog op de sterren vallen.
-
De sterren die 16293 vormt zijn vergelijkbaar met onze zon. Misschien iets zwaarder, maar wel in ongeveer dezelfde categorie als onze zon. 16293 is niet speciaal.
-
16293 staat dichtbij. Waarschijnlijk iets van 400-500 lichtjaar. Dat klinkt ver weg, maar op de schaal van onze Melkweg is dat peanuts. Het centrum van onze Melkweg is bijvoorbeeld 26,000 lichtjaar ver weg. 16293 is zelfs zo dichtbij dat het waarschijnlijk het dichtstbijzijnde protosterren zijn in die zeer jonge leeftijdscategorie.
-
16293 is erg chemisch actief. Er zijn al tientallen moleculen gezien die normaal gesproken alleen in exotische objecten worden gezien.
Wat maakt de ontdekking van suiker in dit object nu zo speciaal?
Eigenlijk om twee redenen. De eerste is de bron. 16293 is niet super speciaal. Alhoewel redelijk abnormaal in de wolk waarin hij te vinden is, staat hij gewoon erg dichtbij. Van dit type protoster zijn er waarschijnlijk honderden of duizenden in onze Melkweg. Suiker was wel eerder gezien tussen de sterren, maar alleen in zeer zware stervormingsgebieden dichtbij het centrum van onze Melkweg. Hier vormen sterren die honderden keren zwaarder zijn dan onze zon. Tijdens de vorming van dit soort objecten komt zoveel energie vrij dat dit niet een verassing was. Maar om het te vinden in 16293 was wel een verassing. Omdat de data laat zien dat suiker al in dit soort objecten voorkomt, is het daardoor heel aannemelijk dat suiker (of in ieder geval deze soort suiker) bijna altijd een bijproduct is tijdens stervorming en niet alleen voorkomt in hele massieve stervormingsgebieden. Als dat inderdaad kan worden bevestigt, door bijvoorbeeld te zoeken naar suiker in een ander dichtbij gelegen protoster, maakt dat een aantal andere dingen veel makkelijker. Bijvoorbeeld het ontstaan van leven. Alhoewel de stap van suiker naar leven nogal groot is, maakt de aanwezigheid van suiker een aantal astrochemische theorieën veel aannemelijker.
Maar wat misschien nog leuker en belangrijker was voor de sterrenkunde is dat de ontdekking werd gedaan in de test-data van deze bron en niet in gerichte waarnemingen. Wetenschappelijk misschien minder interessant, maar de oorspronkelijke data was genomen door ALMA om totaal andere redenen (het testen van de respons en calibratie in spectroscopie). De ontdekking van suiker was een toeval, aangezien de test-wetenschap waar naar gekeken werd in andere lijnen dan suiker zat. Deze wetenschap was al bekend en kwam ook makkelijk naar voren. Het was pas toen het Deense en Nederlandse team iets beter naar de zwakke lijnen gingen kijken toen de suiker eruit begon te springen.
Dat heeft te maken hoe suiker ontdekt moet worden. Een simpel molecuul heeft vaak maar enkele overgangen in het bereik van ALMA. Grotere moleculen, zoals suiker hebben er vaak honderden. Maar de meeste hiervan kunnen niet uniek aan suiker worden toegeschreven. Pas als een combinatie van 10 of meer lijnen te zien zijn kan je spreken van een suiker ontdekking. Maar het vinden van 10 of meer lijnen uit honderden wordt nu makkelijker gemaakt door ALMA.
En dat is toch een toekomst in de sterrenkunde. DE gigantische gevoeligheid van ALMA, in combinatie met het bereik in golflengte betekend dat “toevalligheden” in spectra steeds vaker gaan voorkomen. Allerlei complexere moleculen (alcoholen, suikers en allerlei vreemdere molecules) zullen nu gevonden gaan worden “per toeval”. De oorspronkelijke waarneming is niet specifiek gericht op die moleculen, maar door ALMA zullen ze wel naar voren komen.
Tim van Kempen
Tim van Kempen is onderzoeker aan de Sterrewacht Leiden en werkt sinds juli 2010 voor en met ALMA. Na twee jaar in Chili te hebben gewoond en gewerkt om bij het testen van ALMA te helpen, is hij sinds kort terug in Nederland. In dit blog zal hij de techniek van ALMA bespreken en de eerste wetenschappelijke resultaten toelichten.