|
ESA's ruimtetelescoop Herschel heeft in de Orion-nevel de chemische vingerafdrukken gevonden van vele organische en anorganische moleculen. HIFI, het Nederlandse meetinstrument van Herschel, onthulde deze vingerafdrukken in de vorm van een zeer gedetailleerd spectrum van de Orion-nevel, een van de dichtstbijzijnde kraamkamers van sterren en planeten in ons melkwegstelsel. Het spectrum geeft een goede indruk van de schat aan nieuwe informatie die Herschel-HIFI gaat opleveren over hoe organische moleculen zich vormen in de ruimte.
Het Orion-spectrum - een grafiek die weergeeft hoeveel licht er van iedere kleur is gemeten - maakt duidelijk dat HIFI uitstekend werkt sinds het ruimteinstrument weer operationeel is (vanaf januari 2010). Een opvallend kenmerk van het HIFI-spectrum van Orion is het rijke, dichte patroon van "pieken". Elke piek in het spectrum vertegenwoordigt licht met een hele specifieke kleur. Doordat iedere molecuul zijn eigen serie kleuren heeft, vertegenwoordigt iedere piek dan ook een specifiek molecuul. De Orion-nevel staat bekend als een van de meest veelzijdige chemische fabrieken in de ruimte, en omdat we de chemische processen en de vorming van moleculen nog niet volledig begrijpen is de nevel een ideaal studieobject. Na eerste bestudering van het patroon van pieken hebben sterrenkundigen een aantal "gewone" moleculen geïdentificeerd die overal in het spectrum voorkomen. De identificatie van de vele andere emissielijnen - kleuren - is inmiddels in volle gang.
 | | Het HIFI-spectrum tegen de achtergrond van een beeld van de Spitzer Space Telescope van Orion. Kenmerkend voor het spectrum is vooral de rijkdom aan moleculen: tot de moleculen die onderzoekers in dit spectrum hebben geïdentificeerd behoren water, koolmonoxide, formaldehyde, methanol, dimethyl-ether, waterstofcyanide, zwaveloxide, zwaveldioxide en hun bijbehorende isotopen. Naar verwachting zullen ook nieuwe moleculen opduiken. Daarmee levert het spectrum een eerste inzicht in de chemische rijkdom van regio's met actieve stervorming. Het herbergt de belofte van een diepgaand begrip van de chemische processen in de ruimte zodra we de beschikking hebben over alle spectra (ESA, HEXOS en het HIFI-consortium) |
Door de emissielijnen te identificeren die duidelijk in verband kunnen worden gebracht met "gewone" moleculen, kunnen sterrenkundigen de chemische vingerafdrukken afleiden van de directe voorlopers van (organische) moleculen die in verband staan met de oorsprong van leven. Opvallend aan het spectrum dat HIFI van Orion heeft gemaakt, is de grote rijkdom aan informatie: tot de moleculen die al zijn geïdentificeerd behoren water, koolmonoxide, formaldehyde, methanol, dimethyl-ether, waterstofcyanide, zwaveldioxide, zwavelmonoxide en hun bijbehorende isotopen. Naar verwachting zullen ook nieuwe organische moleculen opduiken.Schatkamer
"Dit eerste HIFI-spectrum zorgt, samen met de vele spectra die nog komen gaan, voor een digitale schatkamer aan informatie over de chemie van de ruimte en over hoe organische moleculen zich vormen in een regio met actieve stervorming," zegt Edwin Bergin van de Universiteit van Michigan, projectleider van het HEXOS Key Program. "Het belooft niets minder dan een diepgaand begrip van de chemische processen in de ruimte zodra we de beschikking hebben over alle spectra."
HIFI, gebouwd onder leiding van SRON Netherlands Institute for Space Research, is ontworpen om spectra van een zeer hoge resolutie te leveren, en zo nieuwe golflengten aan sterrenkundig onderzoek te kunnen onderwerpen. Deze golflengten – in het verre infrarood en submillimeter-gebied - kunnen niet worden bestudeerd met telescopen op de aarde. "Ik sta er versteld van hoe goed HIFI uiteindelijk werkt," zegt Frank Helmich, projectleider van SRON. "We hebben dit spectrum in slechts een paar uur waarneemtijd verkregen en nu al zijn de resultaten beter dan alle spectra van Orion in andere golflengtes. Het wemelt van de organische moleculen, die we ook op lage intensiteit kunnen goed kunnen identificeren, wat veel zegt over de betrouwbaarheid van HIFI. De ontwikkeling van HIFI heeft acht jaar in beslag genomen maar het was het wachten absoluut waard."
 | | Het HIFI-spectrum van water en organische moleculen in de Orion-nevel, inclusief details (ESA, HEXOS en het HIFI-consortium) |
Hoge resolutie
"De spectra van HIFI hebben een niet eerder vertoonde hoge resolutie en stabiliteit," beaamt Tom Phillips van het California Institute for Technology. "Dat maakt het mogelijk om zeer gedetailleerde modellen te maken van de dichtheid en de temperatuur-structuur van gaswolken die sterren vormen. HIFI werpt daarmee nieuw licht op de vorming van sterren en maakt het mogelijk de chemie die wordt geassocieerd met de geboorte van sterren, planeten en, in zekere zin leven, nader te bestuderen." HIFI deed de metingen aan de Orion-nevel een maand nadat de ruimtesensor - aan boord van Herschel – weer operationeel was. In augustus 2009 werd HIFI getroffen door een onverwachte spanningspiek in de elektronica, hoogstwaarschijnlijk als gevolg van de inslag van een kosmisch deeltje, wat leidde tot uitschakeling van het meetinstrument. Het team van onderzoekers dat het probleem bestudeerde heeft inmiddels maatregelen genomen om ervoor te zorgen dat dit soort schadelijke gebeurtenissen geen schadelijke neveneffecten meer kunnen hebben. Op 14 januari 2010 werd HIFI met behulp van back-up elektronica weer aangezet. Op 28 februari kon het instrument – na uitgebreide test- en verificatieprocedures - zijn sterrenkundige observaties hervatten. Samen met de twee andere instrumenten aan boord van Herschel, SPIRE en PACS, exploreert HIFI nu weer het universum in het ver infrarood en submillimeter-gebied.
Geavanceerde databases
Herschel is een ruimteobservatorium van het European Space Agency (ESA), met instrumenten die zijn geleverd door Europese consortia. Ook NASA heeft belangrijke bijdragen geleverd. HIFI, een hoge-resolutie-spectrometer, is ontworpen en gebouwd onder leiding van SRON Netherlands Institute for Space Research, met deelname van instituten uit Frankrijk, Duitsland, VS, Canada, Ierland, Italië, Polen, Rusland, Spanje, Zweden, Zwitserland en Taiwan.
De identificatie van de vele verschillende moleculen in het spectrum van Orion, inclusief de overgangen daartussen, vereist geavanceerde databases met de resultaten van moleculaire spectroscopie in verschillende laboratoria. Het HIFI-spectrum van Orion is mede tot stand gekomen dankzij de Cologne Database of Molecular Spectroscopy (CDMS) en de database van NASA’s Jet Propulsion Laboratory.
Het HIFI-spectrum is gemaakt in het kader van het Herschel-HEXOS Key Programma. Het gaat hierbij om wetenschappelijk onderzoek waarbij met HIFI en PACS vijf bronnen in de nevels van Orion en Sagitarius B2 intensief worden bestudeerd. De wetenschappelijke rechten van deze observatie berusten bij het HEXOS-consortium, dat onder leiding staat van Edwin Bergin van de Universiteit van Michigan. Meer informatie
Meer informatie is te verkrijgen bij dr. Frank Helmich, projectleider voor HIFI, tel. 06-49423644, mail
This email address is being protected from spam bots, you need Javascript enabled to view it
, of drs. Frans Stravers, woordvoerder van SRON, tel. +31 (0)88 777 5892 /06-52679395, mail
This email address is being protected from spam bots, you need Javascript enabled to view it
|
|
',3000,2400,0,0); "Het HIFI-spectrum tegen de achtergrond van een beeld van de Spitzer Space Telescope van Orion. Kenmerkend voor het spectrum is vooral de rijkdom aan moleculen: tot de moleculen die onderzoekers in dit spectrum hebben geïdentificeerd behoren water, koolmonoxide, formaldehyde, methanol, dimethyl-ether, waterstofcyanide, zwaveloxide, zwaveldioxide en hun bijbehorende isotopen. Naar verwachting zullen ook nieuwe moleculen opduiken. Daarmee levert het spectrum een eerste inzicht in de chemische rijkdom van regio's met actieve stervorming. Het herbergt de belofte van een diepgaand begrip van de chemische processen in de ruimte zodra we de beschikking hebben over alle spectra (ESA, HEXOS en het HIFI-consortium)")
',2400,3000,0,0); "Het HIFI-spectrum van water en organische moleculen in de Orion-nevel, inclusief details (ESA, HEXOS en het HIFI-consortium)")