Universiteit Leiden

nl en

NWO-subsidies voor chemische reacties in het heelal

De Sterrewacht Leiden gaat een belangrijke bijdrage leveren aan het onderzoek binnen het nieuwe NWO Dutch Astrochemistry Network. Met een totaal budget van 2,4 miljoen euro worden in de komende jaren twaalf projecten gefinancierd. Vier daarvan worden uitgevoerd onder directe leiding van Leidse wetenschappers, bij andere projecten is de Sterrewacht Leiden nauw betrokken.

Nederlands astrochemienetwerk

DAN II is een Nederlands netwerk op het gebied van de astrochemie. In dit vakgebied werken astronomen en scheikundigen samen om te begrijpen welke chemische processen plaatsvinden in de grote en ijle wolken die de ruimte tussen de sterren opvullen. Deze wolken zijn de kraamkamers waarin nieuwe sterren en planeten het licht zien en de chemische bouwstenen van het leven ontstaan: aminozuren, suikers, en ook water. DANII richt zich op het onderzoek waarin laboratoriumexperimenten, quantumchemische berekeningen en modellen samen met astronomische waarnemingen inzicht bieden in de chemishe evolutie van ons heelal. De wetenschappers die subsidies ontvangen zijn Michiel Hogerheijde, Harold Linnartz, Ewine van Dishoeck en Xander Tielens, allen werkzaam aan de Sterrewacht Leiden.

IJzige stofdeeltjes

De Atacama Large Millimeter Array (ALMA) is de grootste radiotelescoop ter wereld en maakt het mogelijk om zonnestelsels in vorming zeer gedetailleerd in kaart te brengen. Om de metingen aan deze zogenaamde proto-planetaire schijven te begrijpen, willen wetenschappers weten wat er chemisch precies gebeurt. Michiel Hogerheijde gaat samen met collega Harold Linnartz onderzoeken hoe het licht van de jonge ster de chemie op ijzige stofdeeltjes en gas in de koude buitenste delen van de schijf beïnvloedt. Daartoe combineren ze ALMA-waarnemingen met kennis verkregen uit laboratoriumexperimenten. Het doel is om de chemie in nieuwe zonnestelsels te koppelen aan snowlines. Dat zijn gebieden waar stoffen net nog wel of net niet meer op stofdeeltjes zijn vastgevroren. Ze spelen een rol bij de vorming van planeten.

Gedetailleerde schijfmodellen

Het project van Ewine van Dishoeck richt zich eveneens op proto-planetaire schijven maar op het warme binnendeel van de schijf waar aardachtige planeten vormen. De onderzoekers gaan gebruikmaken van gegevens afkomstig van de James Webb Space Telescoop, die is uitgerust met het mede in Nederland gebouwde MIRI instrument. Deze telescoop zal vanaf begin 2019 unieke gegevens leveren over astronomisch belangrijke moleculen. Partners van DAN, onder andere het Leids Instituut voor Chemie, zullen uitrekenen hoe hard deze moleculen botsen en hoe snel ze onder licht uiteenvallen. Van Dishoeck integreert de uitkomsten hiervan in gedetailleerde schijfmodellen om dichtheden te bepalen en de chemie te ontrafelen.

Complexe organische moleculen

Hoe ontstaan complexe organische moleculen in de ruimte? Harold Linnartz onderzoekt, samen met wetenschappers van de Radboud Universiteit, hoe deze moleculen ontstaan op ijzige stofdeeltjes. Daartoe bootsen ze de condities in dergelijke wolken (260 graden onder nul met veel vrije waterstofatomen) na in het laboratorium. Onder ultrahoge vacuümomstandigheden wordt in het Sackler Laboratorium voor Astrofysica onderzocht hoe uit eenvoudige en in de ruimte veelvoorkomende moleculen, suikers en aminozuren ontstaan, bijvoorbeeld door koolstofmonoxide ijs met waterstofatomen te bombarderen.

PAKkend onderzoek

Het is ook mogelijk complexe moleculen op een andere manier te maken. Wanneer een ster na een lang leven explodeert ontstaat roet, grotendeels bestaande uit zogenaamde PAKs. Deze grote aromatische moleculen worden op vele plekken in het heelal waargenomen. Door het intense UV-licht in de ruimte kunnen ze geïoniseerd raken of uit elkaar vallen. Daarbij onstaan kleinere, maar nog steeds grote en vaak vrij exotische moleculen. Xander Tielens gaat samen met collega’s van de FELIX Vrije Electronen Laser in Nijmegen en het Sackler Laboratorium onderzoeken hoe PAKs de chemie in de ruimte beïnvloeden. Hij doet dat door PAK-ionen in een val te vangen en vervolgens met licht te bestralen.

Meer weten? Neem contact op met:

DAN: Nederlandse expertise gebundeld

Het doel van DANII is om de in Nederland voorhanden zijnde expertise op het gebied van astrochemie en chemische fysica te bundelen en daarmee een meerwaarde te creëren. Het programma is in drie thema’s opgedeeld, die zich richten op gasfase, vaste stof en aromatische processen. Xander Tielens leidt het programma. Samenwerking staat hoog in het vaandel. Op deze wijze zijn de Leidse onderzoekers ook nauw betrokken bij projecten in Amsterdam (VU en UVA) en Nijmegen (Radboud Universiteit).