De ruimte tussen de sterren is niet leeg, maar bevat ijle gas- en stof-wolken, waarvan de chemische samenstelling veel minder goed bekend is dan de samenstelling van de sterren zelf. Diffuse Interstellaire Banden zijn vage, donkere lijnen in de spectra van sommige sterren die wij door zo'n interstellaire wolk heen zien schijnen. Dit betekent dat de wolk een materiaal (de 'drager' van die DIB) bevat dat juist bij die golflengte ('kleur') sterlicht absorbeert. Door experimenten in aardse laboratoria is in principe te bepalen welke stof bij welke golflengtes licht absorbeert of uitzendt; op deze manier heeft men uiterst nauwkeurig de samenstelling van sterren kunnen achterhalen. Echter, voor de inmiddels meer dan 300 bekende DIBs is de identificatie van de dragers nog altijd niet gelukt. Daarmee blijft dit een van de hardnekkigste problemen van de astrochemie.
Over de DIB-dragers zijn in de loop der tijd zeer diverse hypotheses in omloop geweest. Tegenwoordig is men het wel eens dat er meer dan één DIB-drager moet zijn. Momenteel zijn er sterke aanwijzingen dat het gaat om gasvormige koolstofverbindingen, zoals PAKs (polycyclische aromatische koolwaterstoffen) of buckyballs (koolstofmoleculen in de vorm van een voetbal, C60), die in de ruimte ontstaan uit simpeler moleculen.
Tot voor kort betroffen vrijwel alle DIBs waarnemingen in ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Een merendeels Nederlands team (van de universtiteiten van Leiden en Amsterdam en Estec/ESA) onder leiding van de Leidse astronome Pascale Ehrenfreund heeft nu met de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili ook een aantal DIBs ontdekt van interstellaire wolken in de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, op een afstand van 200.000 lichtjaar. Dankzij de ongeëvenaarde resolutie van de UVES- spectrograaf konden met name de DIBs bij 578 en 579,7 nanometer tot in detail vergeleken worden met dezelfde DIBs in de Melkweg.
De beide Magelhaense Wolken zijn interessante proeftuinen voor het waarnemen van DIBs, omdat de materie daar gemiddeld veel minder koolstof bevat dan de materie in de Melkweg (de Grote 2,5 maal en de Kleine 10 maal zo weinig). Als DIB-dragers inderdaad koolstof-verbindingen zijn, verwacht je van een schaarste aan koolstof zwakkere DIBs in de Magellaense wolken, maar dat is nog niet gebleken. Team-lid Lex Kaper van de Universiteit van Amsterdam: 'Dat betekent dus dat het verband met het koolstof-gehalte van een sterrenstelsel helemaal niet zo simpel ligt.'
Een complicatie is dat DIB-dragers zeker niet overal tussen de sterren ontstaan. Er is waarschijnlijk een samenspel nodig van diverse grondstoffen, temperatuur en bestraling met ultra-violet licht om de juiste omstandigheden te creeëren. Volgens Kaper vormt het bestuderen van DIBs buiten onze Melkweg daarom 'veelbelovende diagnostiek voor hoe en waar zulke complexe koolstof-moleculen zich in de ruimte vormen. En die complexe koolstof-chemie is mogelijk weer relevant voor het ontstaan van leven in het heelal.'
Het nog jonge specialisme van de astrobiologie richt zich juist op het ophelderen van zulke vraagstukken door het combineren van laboratorium-experimenten met astronomische waarnemingen. Dr. Ehrenfreund leidt in het Leiden Institute of Chemistry het speciaal daarvoor opgerichte 'Astrobiology/Soft Matter Laboratory'.
Nadere informatie:
P.Ehrenfreund
Universiteit Leiden
pascale@strw.leidenuniv.nl
dr. Jan Cami
NASA Ames research Center
jcami@mail.arc.nasa.gov
dr. L. Kaper
Universiteit van Amsterdam
lexk@science.uva.nl