SRON - Ewine van Dishoeck

De canon "Vijftig jaar Nederlands ruimteonderzoek" is opgesteld in 2012.

Saturday Apr 01st, 2023

Ewine van Dishoeck (1955): Grondlegger van het vak 'astrochemie'

Onderscheid
Belangrijkste bijdragen
Opmerkelijk
Links

Onderscheid

Prof. dr. E.F. (Ewine) van Dishoeck heeft een achtergrond in chemie en wiskunde en promoveert daarna op een proefschrift met als titel Photodissociation and excitation of interstellar molecules. Hierin detailleert ze hoe interstellaire moleculen onder invloed van de straling van nabijgelegen sterren uiteen kunnen vallen en in een aangeslagen toestand kunnen raken, zodat ze kenmerkende straling gaan uitzenden. Ze is thans hoogleraar in de moleculaire astrofysica aan de Universiteit Leiden, na het vervullen van verschillende posities bij topinstituten in de Verenigde Staten, waaronder Harvard, Princeton en Caltech.

Ewine van Dishoeck is expert op het gebied van de astrochemie en astromineralogie en speelt een belangrijke rol in het analyseren van de metingen van ESA’s Infrared Space Observatory (Associate van het ISO-SWS Science Team) en ESA’s Herschel-telescoop (Co-Investigator van het HIFI Science Team). Daarnaast is zij Co-Principal Investigator van het Europese MIRI-experiment op NASA’s James Webb Space Telescope die in de komende jaren wordt gelanceerd. Via haar lidmaatschap van het bestuur van SRON heeft zij invloed op toekomstige missies in het infrarood- en (sub)millimetergebied waaraan Nederland wellicht kan bijdragen. Tot haar vele andere functies behoort ook het bestuurslidmaatschap van de ALMA-telescoop in Chili.

De bijdrage van Ewine van Dishoeck bij het exploreren van recente en toekomstige internationale missies voor onderzoek in het infrarood en (sub)millimetergolven is van doorslaggevend belang. Hoewel sterrenkunde altijd al een multidisciplinair vak is – waarvoor kennis van natuurkunde en wiskunde vereist is – combineert Ewine van Dishoeck dit daarboven met een enorme kennis over het gedrag van interstellaire moleculen. Daarmee ontstaat ook meer inzicht in belangrijke sterrenkundige processen. Zo blijken interstellaire moleculen als water een onmisbaar ingrediënt voor het laten krimpen van grote gas- en stofwolken, zodat daaruit sterren en planeten kunnen ontstaan.

Belangrijkste bijdragen

Ewine van Dishoeck werkt op veel verschillende onderzoeksterreinen. De belangrijkste hebben te maken met het gedrag van moleculen in interstellaire wolken, en de verschillende ontwikkelstadia van sterren en planeten die in dichte wolken ontstaan.

Moleculaire processen. In interstellaire wolken heersen extreme omstandigheden. De temperatuur ligt tussen de 10 en 100 K, terwijl de dichtheid van het gas 100 tot 1 miljoen moleculen per kubieke centimeter is. In deze omstandigheden kunnen moleculen die op aarde heel reactief zijn, toch lang overleven en zelfs hoge concentraties bereiken. Moleculaire processen verlopen in deze omstandigheden traag. Maar uit waarnemingen met onder andere het Infrared Space Observatory (ISO) en Herschel, beide van ESA, en de Amerikaanse Spitzer Space Telescope blijkt dat er een enorme variatie aan moleculen bestaat in deze wolken: er zijn nu meer dan 150 verschillende interstellaire moleculen bekend. Sommige zijn eenvoudig en ‘bekend’, zoals water en kooldioxide. Maar er zijn ook complexe organische moleculen gevonden zoals benzeen en andere polycyclische aromatische koolwaterstoffen.
Lees meer: processen in interstellaire wolkenFotodissociatie. De straling van nabije sterren kan moleculen als H₂O (water) en CH₂ uit elkaar laten vallen. Daarbij ontstaat bijvoorbeeld het OH molecuul dat op aarde sterk reactief (radicaal) is; Excitatie door botsingen. Moleculen kunnen onderling botsen en daarbij energie uitwisselen. Een molecuul kan energetisch gezien ‘aangeslagen’ raken zodat het sneller gaat roteren of trillen. Na enige tijd kan het molecuul weer overgaan naar de oorspronkelijke toestand, waarbij een kenmerkend infrarood of submillimeter foton wordt uitgezonden. In spectraalanalyse van de ontvangen straling van de gaswolk zijn deze kenmerkende golflengten terug te vinden; Neutrale reacties. Botsingen tussen moleculen kunnen ook leiden tot een chemische reactie waarbij een nieuw molecuul ontstaat. De botsing tussen een los koolstofatoom (C) en een waterstofmolecuul (H₂) levert het molecuul CH op en een los waterstof atoom; Chemische reacties aan het oppervlak van ijsmantels om stofkorrels. Twee moleculen, zoals koolmonoxide (CO) en hydroxyl (OH) zitten beiden ‘vastgeplakt’ aan het oppervlak van een ijsdeeltje, bewegen naar elkaar toe en reageren tot kooldioxide (CO₂).

Vorming van sterren en planeten.Een van de belangrijkste stappen om sterren en planeten te laten ontstaan is dat een grote wolk van gas en stof in elkaar moet storten. Het lijkt tegenstrijdig maar om later een hete ster te vormen moet de wolk eerst veel energie zien kwijt te raken door afkoeling. Met telescopen als ALMA en met ruimtemissies als Herschel, Spitzer en JWST, is te volgen welke moleculen een rol spelen bij deze afkoeling. In een verder stadium vormt zich om de protoster een schijf van gas en stof. Wat gebeurt er met de oorspronkelijke inhoud van de gas- en stofwolk als het in die schijf terecht komt? En hoe kunnen minieme stof- en ijsdeeltjes uiteindelijk planeten vormen? Via spectraallijnen kun je te weten komen wat er in die schijven zit, en hoe die schijven precies bewegen.

Opmerkelijk

Ewine van Dishoeck meent dat, naast passie voor het wetenschappelijk onderzoek, er meer nodig is om een toppositie te bereiken. Zij verbindt onderzoekers, bedrijven en expertisecentra, op zo’n manier dat ze samen geweldige voorstellen ontwikkelen voor nieuwe, grensverleggende projecten. Mét Nederland in een aantrekkelijke rol. “In dit vakgebied moet je heel goed kunnen omgaan met langetermijndenken. Een ruimtemissie vergt soms wel een betrokkenheid van meer dan 25 jaar als je zowel betrokken bent bij de allereerste ideevorming, als bij het uiteindelijk analyseren van de gegevens en het maken van wetenschappelijke publicaties. Dat geldt overigens ook voor sterrenkunde projecten op aarde, zoals ALMA en de European Extremely Large Telescope (E-ELT), een project van het samenwerkingsverband ESO (European Southern Observatory) waarvan mijn echtgenoot Tim de Zeeuw nu directeur is. Als je als Nederland met dit soort projecten mee wilt doen, moet je een lange adem hebben en je verzekerd weten van continue steun vanuit het wetenschaps- en technologiebeleid. Zulke projecten geven overigens ook spin-off naar het bedrijfsleven als het gaat om precisietechnologie. Tot nu toe komen we goed aan bod, heel goed zelfs. Maar ik bespeur bij beleidsmakers, ook in bedrijven, steeds meer focus op de korte termijn. Men wil snel resultaat, snel voordelen binnenhalen. Maar innovatie komt niet op bestelling. Het vergt koersvastheid en uithoudingsvermogen. Zonder dat staat de mooie positie die het Nederlands sterrenkundig en ruimteonderzoek heeft opgebouwd, steeds meer op de tocht.”