Een ijskoude kijk op het verre verleden

Europa lanceert vanmiddag twee ruimtetelescopen die in extreme kou het ontstaan van sterren, planeten én het universum zelf onderzoeken.

William Herschel is beroemd om zijn ontdekking van Uranus in 1781, de eerste nieuwe planeet sinds de oudheid. Minder bekend is dat de Engelse geleerde de infrarode straling heeft ontdekt. Maar vandaag gedenkt de Europese ruimtevaartorganisatie Esa hem om beide prestaties. Vanmiddag om 15.12 uur (Nederlandse tijd) hoopt de Esa vanaf haar basis in Frans-Guyana een Ariane-5-raket te lanceren met aan boord de Herschel, een satelliet die op zoek gaat naar infrarood licht, uitgestraald door het stof waaruit sterren en planeten ontstaan.

Dat klinkt niet erg spannend; infrarood licht is eigenlijk gewoon warmtestraling. Maar sterrenkundigen verwachten veel van Herschel. Want ze zien nu lang niet alles wat er in het heelal te bezichtigen valt omdat gas- en stofwolken veel licht tegenhouden. Infrarood licht dringt wel door die wolken heen maar wordt weer voor een groot deel door de atmosfeer van de aarde geabsorbeerd.

Nu Herschel vanuit de ruimte gaat waarnemen, krijgt de astronomie een totaal nieuwe kijk op het universum. Niet alleen op wat zich achter die stofwolken bevindt, maar ook op de vele hemellichamen die te weinig energie bezitten om zichtbaar licht uit te zenden en alleen in het infrarood waarneembaar zijn. En op dat stof zelf natuurlijk.

Om alles goed te kunnen zien, is Herschel uitgerust met de grootste telescoop die ooit is gelanceerd: een spiegel van 3,5 meter doorsnee, anderhalf keer zo groot als de Hubble. Hij heeft drie meetinstrumenten aan boord, waaronder één van Nederlandse makelij, die aan de straling kunnen aflezen waar het stof uit bestond.

En om te voorkomen dat hij niet zijn eigen warmte meet, wordt Herschel gekoeld tot slechts 0,3 graden boven het absolute nulpunt (–273 graden Celsius). Daartoe heeft hij niet alleen 2300 liter vloeibaar helium aan boord, Herschel zoekt ook een heel koel plekje op. Op anderhalf miljoen kilometer afstand, bij een zogeheten Lagrangepunt (zie kader), draait hij precies zo rond de zon dat hij zich altijd in de schaduw van de aarde bevindt. Daar moet hij het met zijn heliumvoorraad drie jaar kunnen volhouden.

Zijn reisgenoot houdt het vermoedelijk niet zo lang vol. Vanmiddag wordt met dezelfde raket ook de satelliet Planck gelanceerd. Ook Planck, vernoemd naar de Duitse grondlegger van de quantumtheorie, zoekt de koelte van het Lagrangepunt op. Daar zal hij zo’n vijftien maanden ongestoord, en bij nog lagere temperaturen, onderzoek doen naar de Oerknal. Het oudste restant dat daarvan nog is te vinden, is de kosmische achtergrondstraling. Dit is het nagloei-effect van de Oerknal, licht dat 380.000 jaar na dat eerste begin vrijkwam en inmiddels is ’afgekoeld’ tot een kleine drie graden boven het nulpunt.

Toen die straling werd ontdekt, leek zij volmaakt homogeen, maar intussen is duidelijk dat er minieme variaties in zitten. Planck kan temperatuurverschillen van een miljoenste graad meten. Deze ongekende precisie zal meer duidelijkheid geven over de structuur van het jonge heelal, en daarmee ook over het lot van de kosmos in de verre toekomst.

De twee missies hebben de Esa 1,8 miljard euro gekost.