Een team van internationale sterrenkundigen heeft met de Herschel-telescoop (ESA) voor het eerst een edelgasmolecuul in de ruimte waargenomen. Het gaat om een exotische argon-waterstofverbinding, ontdekt in de gasrijke strengen van de Krabnevel, een supernova-restant. De ontdekking werpt nieuw licht op de raadselachtige absorptielijnen die eerder zijn ontdekt met de Nederlandse moleculenjager HIFI.

Edelgassen – zoals helium, neon, argon, krypton, xenon en radon – zijn notoire ‘einzelgängers’. Ze gaan zelden chemische reacties aan. De laatste tientallen jaren hebben sterrenkundigen in de ruimte wel atomen en ionen ontdekt van edelgassen in ons zonnestelsel, in steratmosferen, in dichte gasnevels en in het diffuse interstellaire medium. Maar de speurtocht naar edelgasverbindingen in de ruimte bleek tevergeefs. Het leek erop dat deze chemische elementen nauwelijks reageren met andere elementen in de ruimte.

Bizarre ontdekking
Een nieuwe studie onder leiding van Michael Barlow van University College London, vandaag gepubliceerd in Science, heeft nu voor het eerst bewijs gevonden dat zo’n edelgasverbinding wel degelijk in de ruimte kan ontstaan. Barlow en zijn team maakten voor hun ontdekking gebruik van waarnemingen van SPIRE, één van de drie instrumenten aan boord van Herschel. Ze ontdekten in de Krabnevel argonhydride (ArH⁺), een geïoniseerd molecuul dat argon en waterstof bevat. Interessant is dat het hier gaat om een andere isotoop van argon dan op aarde voorkomt (op de aarde komen überhaupt geen argonverbindingen voor).

Aanvankelijk leek het een bizarre ontdekking. Door de extreme omstandigheden in zo’n supernova-restant verwachtten sterrenkundigen daar niet zo’n edelgasverbinding te vinden. Maar nu blijkt dat zelfs op bepaalde plekken in de Krabnevel precies de goede omstandigheden kunnen heersen om een edelgas te laten reageren met een ander element.

HIFI
Ook voor waarnemingen van HIFI – een van de twee andere instrumenten aan boord van Herschel – is deze ontdekking uiterst relevant. Frank Helmich (SRON), wetenschappelijk projectleider voor HIFI: “We hebben met HIFI een reeks van mysterieuze absorptielijnen waargenomen. We weten nu dat sommige daarvan van argonhydride  zijn en we kunnen ze nu interpreteren. En wellicht kunnen we afleiden of de condities die voor argonhydride in de Krabnevel gelden ook voorkomen in andere wolken. Dat zou ons beeld van het moleculaire heelal – dat nog steeds grote geheimen voor ons heeft – behoorlijk verhelderen en ons meer inzicht geven in cyclus van stof en gas in onze eigen dynamische Melkweg.”

Herschel is een ruimtetelescoop van de ESA met drie wetenschappelijke instrumenten (PACS, SPIRE en HIFI) van consortia onder Europese leiding, met belangrijke bijdragen van de NASA/JPL. HIFI is in Nederland gebouwd door een internationaal consortium onder leiding van SRON Netherlands Institute for Space Research, met onder andere bijdragen van TNO en veel MKB-bedrijven, waaronder Mecon. Aan de waarnemingen van Herschel/HIFI kwam eind april 2013 volgens plan een einde. Het vloeibare helium – nodig voor het koelen van de instrumenten – was toen opgebruikt.

Publicatie
Het artikel van Michael Barlow et al., Detection of a Noble Gas Molecular Ion, ³⁶ArH⁺, in the Crab Nebula”, by M. J. Barlow et al., is vandaag verschenen in Science.