Diverse universiteiten en onderzoeksinstituten in Nederland en België hebben een bijdrage geleverd aan de meetinstrumenten van de James Webb-ruimtetelescoop. Enerzijds in opdracht van ESA voor de bouw van de Europese bijdrage Near Infrared Spectograph (NIRSpec), het instrument dat spectra van meer dan honderd sterren tegelijk waarneemt.
Anderzijds hadden de universiteiten van Leuven en Leiden een cruciale rol bij de ontwikkeling van MidInfrared Instrument (MIRI), een spectograaf die diepere infraroodkleuren detecteert en zowel de koele omgeving van jonge sterren als de verste uithoeken van het heelal ontsluit. Het is daarom niet verwonderlijk dat sterrenkundigen uit de Lage Landen ook betrokken zijn bij de grote doorbraken in het eerste jaar van Webb. We bekijken drie sterke staaltjes Webb-wetenschap van Nederlandse en Belgische bodem, binnen drie belangrijke wetenschappelijke pijlers van de ruimtetelescoop: atmosferen van exoplaneten, het ontstaan van sterren en planeten en de ontwikkeling van het vroege heelal.
Nederlandse niet-ontdekking
Universiteiten hier waren een jaar geleden bij de ‘first light’-campagne van Webb al betrokken bij de ontdekking van koolstofdioxide in een exoplaneetatmosfeer. Deze zomer verscheen een andere ontdekking van belang: een ‘niet-ontdekking’.
De studie werd geleid door Sebastian Zieba, die zijn promotieonderzoek in Leiden en Heidelberg doet bij hoogleraar Laura Kreidberg. Coauteur was de Luikse sterrenkundige Michaël Gillon, bouwer van de Trappist-telescoop en ontdekker van het Trappist-1-stelsel.
In 2017 ontdekte Gillon een stelsel van zeven planeten rond een enkele ster, waarvan er zich drie in de ‘leefbare zone’ bevinden (waar het bestaan van vloeibaar water theoretisch mogelijk is). Sindsdien was het wachten op James Webb om vast te stellen of er op de Trappist-planeten ook leven in de brouwerij is – of ten minste potentieel daartoe.
Eerder dit jaar viel de vrijwel atmosfeerloze Trappist-1b al af. Zieba’s team richtte zich op Trappist-1c en ontdekte ook hier geen noemenswaardige atmosfeer. Dat doet de hoop op leefbaarheid verminderen, maar er zijn nog drie planeten te gaan in de leefbare zone van het fameuze planetenstelsel. De ‘non-detectie’ van Zieba cum suis voelt misschien als een teleurstelling, maar het bewijst juist dat James Webb zo krachtig is dat we diverse scenario’s kunnen uitsluiten en zo de wetenschap verder kunnen brengen.
Webb en water
Ook de vroege groeifase van planeten is in trek. Belgische en Nederlandse onderzoekers waren betrokken bij de ‘Webb-ontdekkingen’ van de belangrijke koolstofverbindingen benzeen en methenium in planeetvormende schijven. En in juli 2023 kwam de klap op de vuurpijl: een groep sterrenkundigen ontdekte waterdamp in de binnenste delen van de stof-en gasschijf rondom een jonge ster.
Waar het water op aarde vandaan komt is een grote vraag binnen de sterrenkunde. Een gangbare hypothese is dat dit pas in een later stadium is afgeleverd door inslaande kometen uit de koude en bevroren buitenregionen van het zonnestelsel. De ontdekking van deze zomer laat zien dat er juist in de binnendelen van de schijf, ter hoogte van de aarde, al volop waterdamp kan bestaan. Dat is bijzonder, omdat eerder juist werd gedacht dat water door het felle sterlicht direct uiteen zou vallen in waterstof en zuurstof.
Een web van sterrenstelsels
Ook in op Webb gebaseerd onderzoek naar het begin van het universum laten de Lage Landen van zich horen. In februari 2023 verschenen vier publicaties rondom een deep field van de Pandoracluster van melkwegstelsels (vergelijkbaar met de foto bovenaan dit artikel), met sterrenkundigen uit Leiden en Groningen op de auteurslijst.
De doos van Pandora ging open...
Het hele verhaal over de ruimtetelescoop lees je in de nieuwste editie van National Geographic:
