Het materiaal in de ruimte waaruit sterren ontstaan, onttrekt zich vaak aan onze waarneming. Maar dankzij de Nederlandse moleculenjager HIFI hebben sterrenkundigen verborgen reservoirs van waterstofgas in onze Melkweg ontdekt. Ons sterrenstelsel blijkt over bijna eenderde meer ruw bouwmateriaal voor sterren te beschikken dan tot dusver werd aangenomen.
Nieuwe sterren stralen zo helder dat je bijna zou zeggen dat ze gezien willen worden. Dat gaat niet altijd zo in onze Melkweg. Het grootste deel van het materiaal tussen de sterren - waaronder het koude waterstofgas waaruit zich nieuwe sterren vormen - is nauwelijks te zien. Astronomen willen echter graag weten wat de omstandigheden zijn die leiden tot de geboorte van nieuwe sterren. Alleen in onze eigen Melkweg kunnen we dat in principe in enig detail zien. Helaas is waterstofgas - de primaire bouwsteen - bij lage temperaturen zo goed als onzichtbaar. Een nieuw onderzoek met de spectrometer HIFI - aan boord van de ruimtetelescoop Herschel (ESA) - heeft daar verandering in gebracht.
Amerikaanse sterrenkundigen hebben de hoeveelheid en locatie van het waterstofgas veel nauwkeuriger in kaart weten te brengen. Voor het meten van verborgen waterstofgas hebben zij gebruik gemaakt van een nieuwe 'verklikker' - geïoniseerd koolstofgas (C+) - net zoals je stromingen in het water het beste kunt zien als er iets in het water drijft.
Voorheen gebruikten sterrenkundigen vooral het molecuul koolstofmonoxide (CO) als indicator of verklikker van waterstofgas. En dat gaat vaak goed. Alleen bevat het waterstofgas in de vroegste stadia van stervorming nog geen sporen van koolstofmonoxide – ultraviolet licht van nabije jonge sterren breekt koolstofmonoxide af zodra het ontstaat. Daardoor bleven enorme reservoirs waterstofgas lang verborgen.
Het ultraviolette licht ioniseert echter ook koolstofatomen, die op hun beurt ook weer licht uitzenden. Dit licht (ofwel straling) van geïoniseerd koolstofgas (C+) is met HIFI goed waar te nemen. Door met HIFI heel nauwkeurig te meten in verschillende regio's van onze Melkweg konden de sterrenkundigen de verdeling en hoeveelheid van het waterstofgas nauwkeurig bepalen. Frank Helmich (SRON), wetenschappelijk projectleider van HIFI: "De frequentie waarop geïoniseerd koolstofgas licht uitzendt was de moeilijkste voor ons instrument. Dat HIFI zo goed werkte op deze frequentie stemt me zeer tevreden. Het was cruciaal voor deze ontdekking."
Eenderde meer waterstofgas
"Er is bijna eenderde meer waterstofgas gevonden dan we konden opsporen met traditionele methodes," zegt Jorge Pineda van NASA´s Jet Propulsion Laboratory, hoofdauteur van een recent gepubliceerd artikel in Astronomy & Astrophysics. "Dit is precies het gas waar zich nieuwe sterren uit kunnen vormen."
William Langer, ook van NASA/JPL, beaamt dit. "Om dit te kunnen doen moesten we wel de ruimte in. De aardse dampkring houdt namelijk de infraroodstraling tegen die we hiervoor specifiek willen meten. We wilden daarnaast infraroodstraling meten om de locatie van het gas te kunnen bepalen. Voor beide taken was Herschel/HIFI de enige en voor de hand liggende keuze."