DEUTERIUMGEHALTE VAN HEELAL BEVESTIGT EEUWIGE UITDIJING

Een groep Europese astronomen, onder wie Ewine van Dishoeck en Chris Wright van de Leidse Sterrewacht, is er voor het eerst in geslaagd de hoeveelheid deuterium te meten in de grote wolken gas en stof in ons melkwegstelsel waarin op grote schaal sterren worden gevormd. Deuterium komt slechts in zeer geringe hoeveelheden in het heelal voor en is mede daarom heel moeilijk te meten. Een andere moeilijkheid ligt in het feit dat de metingen moeten worden verricht in het ultraviolet of infrarood: delen van het elektromagnetische spectrum die alleen hoog in of buiten de dampkring toegankelijk zijn.

Deuterium (D) is een isotoop van waterstof (H) waarvan de kernen uit een proton en een neutron bestaan (in plaats van alleen een proton zoals bij gewone waterstof). Het isotoop speelt een belangrijke rol bij het onderzoek naar het ontstaan van het heelal. Alle deuterium die nu wordt waargenomen moet in de allereerste minuten na het ontstaan van het heelal zijn gevormd, tijdens het proces dat vooral de overweldigende hoeveelheden (gewone) waterstof en helium deed ontstaan. Deuterium is dus een `fossiel' element dat belangrijke informatie bevat over de processen die toen hebben plaatsgevonden.

Deuterium komt in ons melkwegstelsel vooral voor in de vorm van deuteriumwaterstof (HD): moleculaire waterstof waarvan één van de twee atomen is vervangen door een deuteriumatoom. De Europese infraroodsatelliet ISO (1995-98) heeft in de Orionnevel, een groot gebied van gas en stof op een afstand van 1500 lichtjaar, de infraroodstraling van deuteriumwaterstof op een golflengte van 112 micron gemeten. Hieruit kon de verhouding tussen de hoeveelheid deuterium en gewone waterstof worden afgeleid. De astronomen presenteren in de Astrophysical Journal Letters van 10 april het resultaat: op 100.000 waterstofatomen komt ongeveer één deuteriumatoom voor.

Het belang van deze meting is volgens de astronomen dat hij aantoont dat het nu mogelijk is het deuteriumgehalte op uiteenlopende plaatsen in het melkwegstelsel te meten en niet meer alleen (zoals tot voor kort) in de directe omgeving van de zon. Daardoor kan ook de hoeveelheid deuterium die direct na de Oerknal ontstond beter worden bepaald en daarmee samenhangend de totale hoeveelheid materie die zich in het heelal bevindt: beide hangen volgens de theorie van de Oerknal nauw met elkaar samen. De recente meting wijst er vooralsnog op dat het heelal niet voldoende materie bevat om de huidige expansie ooit tot stilstand te kunnen brengen - zoals afgelopen jaar ook al werd afgeleid uit de met behulp van supernova's gemeten uitdijing sinds de Oerknal.

(George Beekman)