Nieuw molecuul gevonden in planetaire nevel

18 juni 2014

Een team van astronomen, onder leiding van de Leidse astronoom Isabel Aleman, heeft voor het eerst een molecuul gevonden dat nodig is voor het ontstaan van water in planetaire nevels. Het onderzoek is op 17 juni gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics.

Waarnemingen met de Herschel Ruimtetelescoop

Tot nu toe namen astronomen aan dat dit molecuul niet kon bestaan in planetaire nevels, omdat de intense straling van de hete witte dwerg in het midden van de planetaire nevel veel moleculen verwoest en de vorming van nieuwe soorten moleculen belemmert. Uit de waarnemingen met de Herschel Ruimtetelescoop blijkt nu dat deze aanname niet klopt.

Molecuul OH+

Met ESA’s Herschel Ruimtetelescoop hebben de astronomen hebben 11 planetaire nevels onderzocht op hun chemische samenstelling - de soorten materie waaruit ze bestaan. In drie van deze planetaire nevels vonden ze het positief geladen molecuul OH+, dat uit een zuurstof- en een waterstofatoom bestaat. Dit molecuul is nodig voor het ontstaan van water.

Chemische reacties door UV en UV- en röntgenstraling

Juist deze drie planetaire nevels bevatten de heetste witte dwergen, met temperaturen boven 100.000 graden Celcius, die de meest intense straling uitzenden. ‘Wij denken dat ophopingen van gas en stof in de planetaire nevel essentieel zijn voor de vorming van de OH+-moleculen. De ophopingen worden bestraald met de intense UV- en röntgenstraling waardoor chemische reacties kunnen plaatsvinden die nodig zijn voor het ontstaan van de moleculen’, zegt Aleman.

Verwoeste koolstofmoleculen

Mireya Etxaluze van het Spaanse Instituto de Ciencia de los Materiales de Madrid en haar team hebben de Helixnevel in detail onderzocht op de aanwezigheid van het molecuul OH+. Volgens dit team is het molecuul vooral aanwezig op plaatsen waar het het meest waarschijnlijk is dat intense UV-straling koolstofmonoxidemoleculen verwoest. Als de zuurstofatomen zijn losgemaakt dan zijn ze beschikbaar voor de vorming van zuurstof-waterstofmoleculen. UV-straling lijkt dus het ontstaan van dergelijke moleculen te bevorderen.

Over planetaire nevels

Sterren veranderen van eigenschappen en uiterlijk als zij ouder worden. Sterren zoals onze zon zwellen op tot een rode superreus en stoten hun buitenste lagen van materie af. Deze materielagen vormen een planetaire nevel die de hete witte dwerg in het midden omhult. De witte dwerg, die intense ultraviolette straling uitzendt, is het overblijfsel van de kern van de ster.

Foto: In de Helixnevel is het ‘watervormende’ molecuul OH+ gevonden. (ESA)