P E R S B E R I C H T

Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
-----------------------------------------------------------------------
Leiden, 6 juni 2007

Ultraviolet licht 'pusht' chemie tussen de sterren

Experimenten in het laboratorium voor astrofysica aan de Leidse
Sterrewacht hebben aangetoond dat koolmonoxide(CO)-ijs veel gemakkelijker
door ultraviolet licht wordt verdampt dan werd aangenomen. Tot nu toe werd
de verdamping van CO door licht bij lage temperaturen als nauwelijks
relevant beschouwd. De nieuwe resultaten veranderen het gangbare beeld van
de chemische evolutie rond jonge sterren. Karin Öberg en collega's van de
Leidse sterrenwacht publiceren hun resultaat binnenkort in de
Astrophysical Journal Letters.

Het verschijnsel is op aarde bekend: na een koude winternacht is de lucht
droog, en zijn autoruiten bedekt met een laagje ijs. In de ruimte zouden
bij temperaturen van -260°C alle gasdeeltjes - met uitzondering van
moleculair waterstof - moeten vastvriezen op het oppervlak van
stofdeeltjes die zich tussen en om de sterren bevinden. Astronomische
waarnemingen tonen echter aan dat nog aanzienlijke hoeveelheden CO in de
gasfase voorkomen.

Recent laboratoriumonderzoek door de Leidse promovenda Öberg biedt een
oplossing voor de discrepantie. Zij heeft in een speciale ultra-hoge
vacuümopstelling CO-ijs beschoten met ultraviolet lichtdeeltjes, onder
condities zoals die ook in de ruimte voorkomen. Het blijkt dat de
verdamping van het ijs aanzienlijk efficiënter verloopt dan tot nu toe
werd aangenomen. Astrochemische modellen gingen ervan uit dat er ruim
100.000 UV-fotonen nodig zijn om gemiddeld één CO-molecuul uit het ijs in
de gasfase te schieten. De nieuwe experimenten tonen aan dat de
efficiëntie bijna een factor 100 hoger ligt en de gevolgen daarvan zijn
verreikend.

Na moleculair waterstof is CO het meest voorkomende molecuul in de wolken
tussen de sterren. Het is ook het uitgangsproduct in vele chemische
modellen, die uiteindelijk de vorming van prebiotische,  'organische'
moleculen voorspellen. Omdat er zeker rond jonge sterren veel UV-straling
voorhanden is, verklaart een efficiënt verdampingsmechanisme waarom er
gasfase-moleculen kunnen worden waargenomen bij zeer lage temperaturen.
Dit heeft directe gevolgen voor de chemische evolutie van het heelal.

"Interessant is ook dat het proces alleen voor CO wordt waargenomen en
niet voor stikstof", zo licht Harold Linnartz, leider van het Sackler
laboratorium, toe. "Dit geeft duidelijk aan dat het hier om een
molecuulspecifiek proces gaat. Het feit dat wij op aarde rondlopen, zou
wel eens het gevolg kunnen zijn van een toevallige overlap van de energie
van de ruimtestraling en de absorptie-eigenschappen van CO."

Ewine van Dishoeck, hoogleraar moleculaire astrofysica: "Uit het materiaal
rond jonge sterren worden nieuwe planeten gevormd en de chemische
voorgeschiedenis van een wolk is dus van belang voor het vervolgverhaal.
Het gaat in feite om één getal, maar wel om een getal met gevolgen".


Beeld (zie http://www.astronomie.nl/index.php?comp=564):
Op het oppervlak van een interstellair stofdeeltje ontstaat een ijskraag
bestaande uit vooral water (H2O), koolstofdioxide (CO2) en
koolstofmonoxide (CO). Door bestraling met ultraviolet licht laat bij lage
temperaturen vooral CO veel sneller los dan tot nu toe werd aangenomen.