IJs in het heelal

De NASA Hubble Fellowship wordt jaarlijks toegekend aan een select gezelschap van jonge astronomen die bijdragen aan de wetenschappelijke kennis over de oorsprong van het heelal. Samen delen ze een fascinatie voor de ontstaansgeschiedenis van de kosmos. Deze Fellowship wordt jaarlijks toegekend aan een select gezelschap van jonge astronomen die bijdragen aan de wetenschappelijke kennis over de oorsprong van het heelal. Alle fellowship-winnaars doen onafhankelijk onderzoek gerelateerd aan het Cosmic Origins Program van NASA. Voor Karin Öberg begon die fascinatie al vroeg. Op haar zevende kreeg ze haar eerste boek over astronomie. ‘Een cadeautje van mijn vader. Ik vond de plaatjes in het boek prachtig en was gelijk verkocht.’ Nu, bijna twintig jaar later, timmert Öberg zelf als astronoom aan de weg. Ze kon haar geluk dan ook niet op toen ze een telefoontje kreeg van dr. Ron Allen, voorzitter van het Hubble Fellowship Program. ‘Ik was er al lange tijd op gebrand om deze beurs in de wacht te slepen’, zegt ze. ‘Geweldig dat het is gelukt.’
 
IJsvorming

Öberg onderzoekt chemische processen die voorafgaan aan de vorming van sterren en planeten. IJs speelt daarbij een belangrijke rol. ‘Nieuwe sterren en planeten ontstaan in koude gaswolken’, legt Öberg uit. ‘De kleine stofdeeltjes in die gaswolken zijn zo koud dat gassen erop neerslaan en een mantel van ijs vormen. Niet alleen ijs van water, maar ook ijs van andere moleculen zoals koolfstofmonoxide en koolstofdioxide. Dit ijs wordt deels weer afgebroken door energierijk UV-licht van nieuw gevormde sterren. De brokstukken vormen samen nieuwe, complexere moleculen.’ In de koude gaswolken van het universum zijn dus voortdurend chemische processen gaande. Die processen bepalen de chemische evolutie van het universum en zijn uiteindelijk van belang voor het ontstaan van leven, denkt Öberg.

Ron Allen van het Hubble Fellowship Program was volgens Öberg vooral te spreken over de inventieve manier waarop zij astronomie met chemie combineert. Öberg en haar Leidse collega’s maken niet alleen gebruik van de laatste telescoopobservaties, maar ook van kleinschalige chemische simulaties. In het Raymond & Beverly Sackler Laboratorium voor Astrofysica aan de Leidse Sterrewacht bootsen de onderzoekers na wat er gebeurt in de kraamkamers van het universum. Daarvoor maken zij gebruik van een vacuüm gezogen ruimte waarin zij minuscule hoeveelheden gassen pompen. Door de extreem lage temperatuur (min 263 graden Celsius, 10 graden boven het absolute nulpunt) vriezen de gassen vast op een plaatje. De onderzoekers bestralen het plaatje vervolgens met UV-licht, waardoor er chemische processen in gang worden gezet die resulteren in nieuwe stoffen. ‘Door deze processen op aarde te bestuderen begrijpen we beter wat er gebeurt in grote kosmische gaswolken’, zegt Öberg.

Chemische evolutie

Öberg verruilt na haar promotie de Leidse sterrewacht voor het Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts. Daar wil ze steeds complexere processen in de chemische evolutie van ijs gaan onderzoeken. Öberg houdt wel contact met haar Leidse collega’s. Haar promotoren, prof.dr. Ewine van Dishoeck en prof.dr. Harold Linnartz, zijn actief aan het voorfront van de moleculaire astrofysica, zoals het vakgebied heet.

Öberg studeerde van 2001 tot 2005 al in de VS, aan het California Institute of Technology. Ze kijkt uit naar haar weerzien met het land. ‘Ik houd van het Amerikaanse geloof dat je veel kunt bereiken als je hard je best doet.’ Leuke bijkomstigheid voor Öberg is dat ze op de universiteitscampus van Cambridge ook makkelijk haar andere passie kan voeden: geschiedenis. ‘Ik ben geïnteresseerd in de oorsprong van dingen’, zegt Öberg. ‘Wat dat betreft zijn astronomie en geschiedenis vergelijkbare wetenschappen. Als astronoom kijk ik eigenlijk ook voortdurend naar het verleden.’