WAT? WAAR? WANNEER? WAT WAS HET? STERRENKUNDE

Wat is er op 16 juli nu precies gebeurd op 710 miljoen kilometer van de aarde? Een grote schoenenfabriek kan het niets meer schelen. “Ze wilden mijn computersimulatie gebruiken voor een reclamespot”, vertelt een Amerikaanse astronoom zijn collega's. “Ik zag mezelf al met de voeten omhoog in mijn kantoor zitten, voor de rest van mijn leven uit de geldzorgen. Maar Shoemaker-Levy 9 was maar even weer uit het nieuws verdwenen of het verveelde ze weer.”

BAS DEN HOND

Toch is het mooi vuurwerk dat Kevin Zahnle kan presenteren. Na tientallen foto's van een klein schijfje met brandplekken, waaruit maar met moeite conclusies kunnen worden getrokken, is het een opluchting naar een theoreticus te kunnen luisteren die een gedetailleerd model heeft.

Of het klopt is een andere kwestie, maar je ziet tenminste wat er gebeurt: grote kleurenafbeeldingen van een in de gasreus omlaag stortende kern, gevolgd door een lang kielzog van wervelende gassen, en resulterend in een majestueus opstijgende en daarna letterlijk omvallende paddestoelwolk. Je ziet een harde landing. Had die reclame moeten gaan over het nut van voldoende luchtdruk in de hak als je neerkomt?

De International Astronomical Union had zich de fraaie samenloop van een driejaarlijks congres vlak na een spectaculaire astronomische gebeurtenis niet laten ontlopen. Na donderdag was afgelopen zaterdag in Den Haag opnieuw een speciale bijeenkomst aan de interplanetaire botsing gewijd. Sterrenkundigen uit alle hoeken van de wereld vertelden er wat ze gezien hadden.

Of eigenlijk meer: hoe ze het gezien hadden en wat ze er nu van dachten. Want de gegevens zelf waren sneller dan ooit tevoren over de wereld verspreid. Via een speciaal opgezette elektronische postverbinding ging tijdens de waarnemingscampagne de gegevensstroom 'rauw' over het Internet. Uitwisseling per email is al jaren gewoon, maar dit keer nam niemand de moeite om de gegevens eerst nog even te schiften. De gebeurtenissen op Jupiter volgden elkaar zo snel op, dat alles van belang kon zijn om de volgende observatie, van de volgende inslag, beter te doen.

Ze namen waar in de kou. De beste plek om Jupiter waar te nemen was dit jaar de Zuidpool, en gelukkig had het infrarood-observatorium daar maar twee sneeuwstormen te verduren.

Ze namen waar in een vliegtuig. Voor elke inslag steeg het Amerikaanse Kuiper Airborne Observatory op vanuit Melbourne en bleef dan vier uur in de lucht, hoger nog dan de bergtoppen die astronomen graag opzoeken, boven de luchtlagen die 0,9 meter radiogolven van het aardoppervlak weghouden.

Ze namen waar onder regenwolken: in India heerst nu de moesson, en de vele wolken die langs trokken waren maar al te zichtbaar op de grafiekjes die de Indische astronoom Sarma nog wist te maken van de Jupiters 86 Gigahertz radiostraling.

Ze namen waar in frustratie doordat mooi weer nog uitbleef: Fransen en Spanjaarden, samenwerkend op het Observatoire du Pic du Midi in de Franse Pyreneeën, misten de eerste inslag door bewolking, en moesten van hun collega's in Spanje horen dat er wel degelijk iets te zien was. Ze namen waar in frustratie, doordat de gegevens juist wel overvloedig binnenstroomden. Amerikaan Tom Herbst, die daar in Cala Alta in Spanje zat: “Ik ben eigenlijk een sterren-sterrenkundige. Ik doe heel veel moeite om in het spectrum van sterrenlicht lijnen te ontdekken die ik hier gewoon zag opduiken in de ruwe data van Jupiter!

De ruwe data zijn nu al wat meer gepolijst, maar wat ze betekenen is nog heel onzeker. Eigenlijk staan over ShoemakerLevy 9 nog de meeste vragen open, inclusief de vraag of het wel een komeet was. Want het kan ook nog een planetoïde zijn geweest.

Op zijn minst hebben er tussen de twee dozijn brokstukken een paar gezeten die zich wat afwijkend gedroegen. Op de foto's van Shoemaker-Levy 9, genomen toen hij nog een schitterend parelsnoer was van 24 hemellichamen-met-staarten, vliegen al die brokstukken keurig netjes achter elkaar aan. In één lijn vliegen ze hun einde tegemoet, in de richting van de planeet die bij een vorige passage het oorspronkelijke voorwerp met zijn getijdenwerking uit elkaar rukte. Op twee na: twee brokken bevinden zich net even naast die lijn. Waardoor? Niemand die het weet, maar het waren juist die brokken die in de wolkenmassa van Jupiter het grootste gat sloegen. De Amerikaan Michael A'Hearn zei het in een samenvattende voordracht zo: “De helderheid van de flits die we zagen correleert helemaal niet met de helderheid van het oorspronkelijke brokstuk. Wel met de plaats in of naast de rij.”

De twijfel was gezaaid, het antwoord nog ver weg. Misschien moet zelfs de traditionele scheiding tussen kometen, losse ballen ijs en stof, en planetoïden van stevig steen of ijzer, herzien worden. Een deelnemer aan de conferentie merkte op, dat sterrenkundigen iets een komeet of een planetoïde noemen op grond van wat het oppervlak 'doet': is het rustig, dan is het een planetoïde; komt er gas en stof uit wanneer de zon het opwarmt, dan is het een komeet. Maar kun je die definities wel toepassen op een voorwerp als Shoemaker-Levy 9, dat net uit elkaar is gevallen en waarvan je dus, verspreid over tientallen brokken, de binnenkant ziet?

A'Hearn hield het toch maar op een komeet. “En wel omdat fragment P op de foto's op zeker moment verdwenen was. De Hubble telescoop zag het niet meer, er is ook geen inslag van gezien. Zomaar verdwijnen dat is typerend voor een komeet. Typerender nog dan de staart!”

Wat het ook waren, de grootste brokstukken moeten een kleine kilometer groot zijn geweest, daar waren de waarnemers en de modellenmakers het voorzichtig over eens. En die brokken, groot genoeg om het ecosysteem van de aarde grondig door elkaar te rammelen, werden bij het neerkomen amper vertraagd door de hogere luchtlagen op Jupiter. A'Hearn: “Bijna alle energie kwam dieper in de atmosfeer terecht. We hebben de vuurbal gezien waarmee de brokstukken ontploften en de paddestoelwolk die daarna omhoogkwam, maar daar ging niet de flits van een meteoor aan vooraf.”

Niet iedereen was het daar mee eens. Met name Tom Herbst en Doug Hamilton van het Cala Alta obervatorium lieten video's zien waaruit bleek dat elke na een inslag opstijgende, in infrarode straling (warmtestraling) heel heldere wolk vijf à zeven minuten werd voorafgegaan door een kleiner lichtverschijnsel. Een voorloper noemde Hamilton het voorzichtig, maar hij sprak het vermoeden uit dat die flits wel degelijk het moment van de inslag zelf was: “De tijd van de voorloper klopt precies met de voor de inslag berekende tijden.”

Uit fotometrie, het meten van de intensiteit van het in de telescoop waargenomen licht, bleek volgens de waarnemers in Cala Alta dat de lichtsterkte van de meeste wolken na een piek geleidelijk afnam, maar dat dit afnemen bij fragmenten H en L even stokte: een plateau in de grafiek dat volgens hen erop duidt dat die fragmenten in werkelijkheid uit twee of meer stukken bestonden. Dat zou verklaren waarom de bijbehorende gaten die ze in de atmosfeer achterlieten en die nog steeds zichtbaar zijn, eerder langwerpig dan rond waren.

Naast directe beeldvorming en fotometrie is de spectroscopie het derde wapen van de sterrenkundige. Met een spectroscoop splits je het licht in vele kleuren, en kleuren die er extra sterk uitspringen, de lijnen in het spectrum, duiden op de aanwezigheid van bepaalde stoffen. Stoffen in dampvorm: er is ijzer gevonden in de paddestoelwolk, en dat betekent dat de temperatuur op de plek van de inslag minstens tweeduizend graden moet hebben bedragen.

Ook allerlei verbindingen van koolstof, waterstof, silicium en zuurstof zijn in de wolk aangetoond. Maar bijna geen water. En dat zegt weer veel over de diepte tot waar de projectielen wisten te komen. De atmosfeer van Jupiter is voor zover de sterrenkundigen weten tamelijk gelaagd opgebouwd: onder de ijle stratosfeer krijg je eerst een wolkenlaag die bestaat uit ammonia, dan een laag ammoniumhydrosulfidewolken en tenslotte 'gewone' waterwolken. Het nagenoeg ontbreken van waterlijnen in het spectrum van de inslagplaatsen duidt erop dat de komeetfragmenten die laag niet bereikten. En voedt ook de twijfel of het wel komeetfragmenten waren, een komeet bestaat immers voor een groot deel uit waterijs.

Maar, zeggen anderen, alle verbindingen in het materiaal waaruit de komeet bestond, zijn in de enorme hitte van de inslag natuurlijk helemaal uiteengevallen in hun afzonderlijke elementen en na afkoeling in andere verbindingen terechtgekomen. Die hitte ontstond bij de explosie van het brokstuk. Door de wrijving viel het in stukken uiteen die nog meer wrijving ondervonden, en zo verder in een snelle kettingreactie waarin alle bewegingsenergie in hitte werd omgezet. Hoe heet werd het? Een paar duizend graden, zeggen de meeste waarnemers. Eigenlijk niet eens zo veel. Maar waarom mat Sarma in Bombay dan microgolfpieken tijdens verscheidene inslagen op Jupiter? Om dwars door de moessonwolken zulke pieken te veroorzaken, moest de temperatuur op de plek van de inslag wel tienduizend graden hebben bedragen, in het geval van één waarneming wel 75 000 graden.

Zou dat echt waar zijn? De sterrenkundige wereld zal geen steek van de Indische cijfers geloven wanneer er geen bevestiging van andere waarnemers komt, dus daar hoopt Sarma uit alle macht op. De inslagen zijn nog jong, de meeste data nog maagdelijk.

Zo gaat het debat heen en weer en aan het eind, bekent Michael A'Hearne volmondig, weet hij vooral wat hij nog te weten wil komen. Op één ding na dan: “Die inslagen hadden echt geen meteoorflits. Die jongens uit Spanje kunnen wel mooi beweren dat hun 'voorloper' precies het berekende moment van de inslag was, maar toevallig weet ik dat de gepubliceerde inslagtijden door de berekenaars zijn aangepast aan hùn voorlopers!”

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden