Arjen Dijkgraaf
40 km boven Antarctica zweven momenteel drie terahertzontvangers, gebouwd door de TU Delft en SRON Netherlands Institute for Space Research. Hangend onder een NASA-ballon speuren ze naar spectraallijnen in verre gaswolken die bezig zijn sterrenstelsels te worden.
Twee van de drie sensoren registreren stikstof- en koolstofionen bij 1,4 en 1,9 THz; de onderlinge verhouding geeft aan hoe hard de uv-straling ter plekke is. Maar uniek is vooral de 4,7 THz-sensor die ongeladen losse zuurstofatomen detecteert.
‘We hebben veel ervaring met ontvangers tot 1 THz. Nu is het gelukt een sprong omhoog te maken’, vertelt SRON-onderzoeker Floris van der Tak. Hij legt uit dat losse zuurstofatomen niet zeldzaam zijn in de interstellaire ruimte, maar dat je er bij de gebruikelijke temperaturen vlak boven het absolute nulpunt niets van ziet. Pas boven de 200 K zie je de 4,7 THz-spectraallijn verschijnen, als aanwijzing dat prille sterren hun omgeving opwarmen.
De sensoren ontstonden onder regie van de Delftse onderzoeker Jian-Rong Gao. Ze bestaan uit laagjes supergeleidend en isolerend materiaal, die je perfect op elkaar moet afstemmen om tunneleffecten te krijgen bij de juiste frequentie. ‘Ze zijn er lang mee bezig geweest om iets bruikbaars te vinden’, weet Van der Tak. Vanwege die supergeleiding zitten de sensoren in een cryostaat met 90 l vloeibaar helium, volgens NASA voldoende voor veertig dagen.
Het voordeel van meten op grote hoogte is volgens Van der Tak dat je vrijwel geen watermoleculen meer boven je hebt die interstellaire signalen onderscheppen. En Antarctica als meetlocatie heeft een praktische reden: ‘In deze tijd van het jaar heb je daar een polaire cycloon. Wat je dan lanceert, maakt een rondje en komt terug op dezelfde plek zodat je het kunt laten landen voor hergebruik. In Nederland blaast de wind het alle kanten op.’
