Wie op een heldere nacht naar de hemel kijkt, ontdekt al een oneindige pracht aan sterren en sterrenstelsels. Maar onze ogen zijn een heel beperkt instrument voor het bestuderen van het heelal, en we zien slechts een fractie van het licht dat ons vanuit de ruimte bereikt. Dat licht heeft veel meer kleuren dan onze ogen aankunnen: van lome radiogolven via infrarood naar ultraviolet en hoogenergetische gammastraling. Vanwege onze beperkte visie kunnen zich heel veel spannende dingen verstoppen in het heelal, en de laatste jaren richten onderzoekers hun telescopen juist op die onzichtbare stukjes ruimte. De infrarode straling is nu aan de beurt, en de voornaamste verstopte geheimen daarin hebben te maken met de geboorte van sterren.
Sterren worden geboren in zogenaamde stervormingsregio’s, dat zijn wolken van gas en stof in de ruimte. Een jonge ster zendt allerlei kleuren straling uit, dus ook gewoon zichtbaar licht. Maar de stofwolk die om de ster heen zit houdt dat licht tegen, doordat de stofdeeltjes het absorberen. Daarbij warmt het stof wel op, en ontstaat er dus warmtestraling. Die straling kennen we vooral van de groenige beelden van nachtkijkers, en noemen we infrarood. De infrarode straling van de stofwolk en van de jonge sterren zelf wordt niet door de wolk geabsorbeerd. Daardoor bereikt die straling ook ons deel van het heelal. Als we willen zien hoe jonge sterren gevormd worden en zich ontwikkelen, kunnen we dat dus in het infrarood zien.
Absorberende dampkring
Hoewel infrarode straling door stergeboortewolken heen komt, wordt het door de atmosfeer van de aarde grotendeels geabsorbeerd. Om er goed naar te kunnen kijken moeten we dus buiten de dampkring zijn, en een ruimtetelescoop gebruiken. Dat gebeurt dan ook – met de Amerikaanse Spitzer-telescoop en sinds kort ook met de Europese ruimtetelescoop Herschel.
Een artist impression van Herschel die door de hemel cirkelt. Illustratie: ESA/AEOS Medialab
Astronoom Peter Barthel werkt als ‘mission scientist’ mee aan ruimtetelescoop Herschel, die als opvolger van Spitzer “veel groter en gevoeliger is, meer instrumenten aan boord heeft en meer soorten infraroodstraling kan waarnemen.” Nederland heeft een flinke bijdrage aan de nieuwe telescoop geleverd in de vorm van HIFI, een van de meetinstrumenten die voor de extreme gevoeligheid van Herschel zorgen. “Het HIFI-instrument ontrafelt de infraroodstraling en kan allerlei soorten gassen die infrarode straling uitzenden opsporen en analyseren. Die gassen zijn belangrijk omdat bij de vorming van sterren vaak ook planeten rondom die sterren gevormd worden.” Zo kan Herschel dus niet alleen naar jonge sterren zoeken, maar ook naar nieuwe broertjes en zusjes van de aarde.
Piepjong heelal
Dankzij de lancering van Herschel zullen we de komende jaren voor het eerst goed kunnen kijken naar het ‘onzichtbare heelal’ waarin sterren geboren worden. “Er is nog een heleboel heelal dat we niet kennen omdat we het niet met optische of radio-telescopen kunnen zien,” aldus Barthel. Behalve stervormingsregio’s zijn ook de sterrenstelsels aan de rand van het heelal vooral in het infrarood goed te bestuderen. Die sterrenstelsels zijn vlak na de oerknal ontstaan en geven dus een beeld van het piepjonge heelal. Vandaar dat Herschel ons zowel over het ontstaan van het universum als over het ontstaan van sterren en planeten nog veel zal kunnen leren.