Tussen de honderden miljarden sterren in onze Melkweg wemelt het van rondzwevend stof en gas. Sascha Zeegers keek tijdens haar promotie op SRON en de Universiteit Leiden richting het centrum van de Melkweg en zag dat de stofdeeltjes op die zichtlijnen voornamelijk bestaan uit olivijn. Ze promoveert op 1 november.

Loop op een heldere avond eens naar buiten en kijk omhoog. Wat zie je? Tenzij je in een erg donker gebied woont, zie je slechts een paar honderd sterren, enkele planeten en soms de maan. Voor de rest: niets anders dan de eindeloze, pikzwarte ruimte.

Toch is de ruimte lang niet zo leeg als die op het eerste gezicht lijkt. Behalve dat er alleen al in onze Melkweg honderden miljarden sterren rondzweven, waart er daartussen ook van alles rond. De ruimte tussen de sterren—het interstellaire medium—is namelijk gevuld met gas en stof. Al dat spul zweeft doelloos door de ruimte, totdat het samenklontert om nieuwe sterren en planeten te vormen. Maar waaruit dat stof nou precies bestaat, is nog grotendeels onbekend.

Sascha Zeegers van de Leidse Sterrewacht en het SRON Netherlands Institute for Space Research licht in haar proefschrift nu een tipje van de sluier op. Ze ontdekte dat het door haar onderzochte ruimtestof voornamelijk bestaat uit olivijn—olijfgroene edelsteentjes die in de vorm van fijne zandkorrels door het heelal zweven. ‘We verwachtten ergens wel dat we dit silicaat zouden aantreffen,’ zegt Zeegers. ‘Maar het is uniek dat we het zo duidelijk hebben gemeten. Het bijzondere is dat het veel meer een kristalstructuur lijkt te hebben dan het stof dat eerder in het infrarood is waargenomen op gelijksoortige zichtlijnen.’

Vingerafdruk

Zeegers keek op zichtlijnen richting het centrum van de Melkweg, met een relatief hoge dichtheid ruimtestof, naar zogeheten röntgendubbelsterren. Dit zijn twee sterren die om elkaar heen draaien terwijl de ene ster massa aan de andere ster onttrekt. Daarbij komt veel energie vrij in de vorm van röntgenstraling. De röntgendubbelsterren schijnen als een lantaarn door het interstellaire medium, zodat de röntgenstraling onderweg gas en stof tegenkomt. Vang je die straling op met een ruimtetelescoop, dan kun je aan de hand van het lichtspectrum zien uit welk materiaal het tussenliggende sterrenstof bestaat. Ieder materiaal heeft namelijk zijn eigen, unieke spectrum. ‘Het spectrum fungeert als het ware als een vingerafdruk,’ zegt Zeegers.

Zeegers maakte voor haar onderzoek gebruik van de waarnemingen van het Chandra X-ray Observatory—een satelliet die röntgenstraling waarneemt. Dat kan niet op aarde, omdat röntgenstraling nauwelijks door onze atmosfeer dringt. Het was eigenlijk de bedoeling om deze waarnemingen te vergelijken met de observaties van de Hitomi-satelliet die in 2016 werd gelanceerd, maar die verloor door technische problemen al snel het contact met aarde.

Nog veel te ontdekken

‘Ik hoop dat mijn data op korte termijn gekoppeld worden aan nieuwe waarnemingen, want er is nog veel te ontdekken over kosmisch stof,’ zegt Zeegers. ‘Neem bijvoorbeeld ijzer. Daarvan weten we dat het door sterren in grote hoeveelheden de ruimte in wordt geslingerd. Toch wordt het in het interstellaire medium nauwelijks waargenomen. Verstopt het zich misschien tussen andere mineralen, zoals silicaten? We gaan het zien met de nieuwe ruimtetelescopen die nu in ontwikkeling zijn.’

Op dit moment ontwikkelt ESA haar nieuwe röntgensatelliet Athena, die rond 2031 wordt gelanceerd. SRON draagt hieraan bij door de uitleeselektronica en behuizing te ontwikkeling voor een van de twee meetinstrumenten, genaamd XIFU. Bovendien bouwt SRON het filterwiel en de kalibratiebron voor de spectroscoop (Resolve) van de Japanse röntgenmissie XRISM—de opvolger van Hitomi.

Dit artikel is een bewerkte versie van een nieuwsbericht van de Universiteit Leiden.