Bakken werk uit het universum

HIFI, een nieuw Nederlands instrument, verkeert nog in het begin van de testfase, vertelt Helmich: ’Dat is de fase waarin we de waarnemingsinstrumenten tot in de puntjes afregelen en vaststellen of ze de gegevens leveren die we hebben willen. Nou, dat laatste is duidelijk het geval. HIFI werkt zelfs zo goed, dat de gegevens die we tijdens het afregelen binnenkrijgen meteen al resultaten opleveren, die interessant zijn voor de wetenschap.’ Projectleider Roelfsema is even enthousiast: ‘HIFI werkt als een droom. Wat we wensten, is volledig gelukt.’ Helmich vult aan: ’Toen we tien jaar geleden met het project begonnen, dachten veel mensen dat we het onmogelijke wilden. Nu maken we het waar.’

HIFI, wat staat voor Heterodyne Instrument for the Far Infrared, is in alle opzichten het meest omvangrijke ruimtevaartproject onder Nederlandse leiding tot nu toe. Het instrument onderzoekt de samenstelling van gaswolken die in de ruimte zweven en meet onder andere hoeveel koolstof en water daar in zit. Dat is dan weer een manier om meer aan de weet te komen over de vroegste geschiedenis van het ontstaan van sterren en planeten. HIFI gaat ook metingen doen aan de atmosfeer van planeten en kometen in ons zonnestelsel.

Kraamkamer
Helmich en Roelfsema zijn opgetogen over de werking van HIFI, maar de aanleiding voor hun enthousiasme ziet er op het eerste gezicht niet echt indrukwekkend uit. Roelfsema legt een paar velletjes papier op tafel, met daarop de eerste meetresultaten uit DR 21, een gebied in sterrenbeeld de Zwaan waar sterren ontstaan: ’In zo’n kraamkamer van sterren verwacht je koolmonoxide en dat kunnen we inderdaad meten. Maar we zijn vooral blij met de metingen van geïoniseerde koolstof in hetzelfde gebied. Dat is het moeilijkste onderdeel van HIFI en het werkt perfect.’

Geïoniseerde koolstof is van belang voor sterrenkundigen omdat de stof de temperatuur in het universum regelt. Helmich: ’Met HIFI kunnen we gaan onderzoeken hoe de thermostaat van het universum werkt. Koolstof is ook in veel andere opzichten interessant, bijvoorbeeld als bouwsteen van leven. Met de interstellaire chemie die daar bij hoort, gaan we ons later bezighouden.’

Water
Het meest belangrijke molecuul, het molecuul waar HIFI voor gebouwd is, is water. Roelfsema: ‘We denken dat water het smeermiddel is van het hele ster- en planeetvormingsproces. Water zorgt, net als geïoniseerd koolstof voor koeling van heel hete gassen, zodat die zich kunnen samenballen tot nieuwe zonnen. Bovendien zorgen waterdamp en ijs voor het verschil tussen gasplaneten zoals Saturnus en rotsplaneten zoals onze aarde.’ Helmich voegt toe, dat je vanaf de aarde water in de ruimte niet kunt zien, omdat onze eigen waterrijke atmosfeer de signalen helemaal uitwist: ‘Met de gegevens van HIFI in de hand, zullen we de vorming van nieuwe sterren en hun bijbehorende planeten veel beter gaan begrijpen. Dit spectrum uit DR21 is de eerste stap.’

Terwijl Helmich dat vertelt, zit Roelfsema alweer achter de computer. Hij is bezig de schema’s voor het verder afregelen van HIFI op te stellen: ’We hebben het druk en zo hoort het ook. En straks gaan de sterrenkundigen het even druk krijgen met het analyseren van de gegevens die HIFI ons toezendt van twee miljoen kilometer afstand. We gaan tientallen sterrenkundigen in heel Europa een hoop werk bezorgen.’