NWO subsidieert nieuwe innovaties voor astrochemisch onderzoek

Zeven onderzoeksprojecten van Radboud-wetenschappers ontvangen subsidie van het NWO Dutch Astrochemistry Network II, dat over 2 miljoen euro budget beschikt voor in totaal twaalf projecten.

Trefwoorden: #astrochemisch onderzoek, #Dutch Astrochemistry Network, #NWO, #Radboud-wetenschappers, #Radboud Universiteit, #subsidie

Lees verder

research

( Foto: NASA/JPL-Caltech/2MASS/SSI/University of Wisconsin )

ENGINEERINGNET.NL - Het Dutch Astrochemistry Network (DAN) II is een subsidieronde op het gebied van de astrochemie: een vakgebied dat tussen de sterrenkunde en scheikunde in ligt. Astrochemici onderzoeken onder meer de chemische reacties in het heelal, het ontstaan van moleculen en hun rol in de evolutie van sterren en sterrenstelsels.

De Radboud-wetenschappers die subsidies ontvangen zijn Herma Cuppen en David Parker (beiden met twee projecten), Gerrit Groenenboom, Jos Oomens en Anouk Rijs. Zij zijn allen werkzaam bij het Institute for Molecules and Materials van de Radboud Universiteit.

Meer informatie over de afzonderlijke projecten:

  • Herma Cuppen – Theoretical chemistry
    Nieuwe telescopen zoals de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) bieden wetenschappers data over complexe moleculen in de ruimte. Om die data te analyseren, zijn modellen nodig die beschrijven hoe deeltjes op interstellair stof bewegen (diffusie) en reageren. Op dit moment missen deze modellen cruciale informatie over diffusie. Herma Cuppens groep gaat met computersimulatietechnieken de diffusiesnelheden op interstellair stof onderzoeken. Daarnaast zal Britta Redlich van het Nijmeegse FELIX Laboratory experimenten hieraan uitvoeren.

    Bovendien richt Cuppen zich in een samenwerking met de Universiteit Leiden op het ontstaan van complexe organische moleculen in de ruimte, die zich vormen op ijzige stofdeeltjes. Experimenten van de Leidse Sterrewacht, aangevuld met simulaties uitgevoerd aan de Radboud Universiteit, zullen deze processen in donkere, interstellaire deeltjeswolken simuleren.

  • Gerrit Groenenboom – Theoretical chemistry
    De James Webb Space Telescope die in 2018 gelanceerd gaat worden, biedt mogelijkheden voor het waarnemen van moleculen zonder dipoolmoment in de ruimte. Bijvoorbeeld CO2, HCCH en CH4, die belangrijk zijn voor het bestuderen van planeetvormende systemen. Om informatie over temperaturen, dichtheden en concentraties van deze moleculen uit de waarneemdata te halen, zijn temperatuurafhankelijke gegevens over botsingsprocessen nodig. Gerrit Groenenboom en zijn groep gaan deze voor de eerste keer voor dit type moleculen berekenen.
  • Jos Oomens – FELIX Laboratory
    Onderzoekers van de Radboud Universiteit en de Universiteit Leiden combineren in dit project de vrije-elektronenlaser en andere technieken van het FELIX Laboratory om de spectroscopie en afbraakchemie van grote PAK’s te bestuderen: ringvormige moleculen die veel voorkomen in de ruimte en astronomen helpen begrijpen hoe materie in de interstellaire ruimte wordt gevormd. Om praktische redenen worden tot nu toe de meeste experimenten uitgevoerd met relatief kleine PAK’s, hoewel interstellaire PAK’s waarschijnlijk groter zijn (~50 koolstofatomen). De recente beschikbaarheid van grotere soorten PAK’s maakt het nu mogelijk voor Jos Oomens en collega's om de PAK’s die relevant zijn voor de interstellaire chemie te onderzoeken.
  • David Parker – Molecular and laser physics
    Dit project heeft als doel om de Nijmeegse expertise in moleculaire dynamica toe te passen op problemen in de astrochemie in de gasfase. Zo gaan David Parker en Bas van de Meerakker de rotationele energie-overdracht van botsende NH3- en H2-moleculen meten. Gezien deze moleculen allebei veel voorkomen in de interstellaire ruimte, is die informatie zeer relevant voor de astrochemie. De onderzoekers maken gebruik van velocity map imaging (ontdekt door Parker) en de ongekende resolutie van de ‘Stark’ molecuulvertrager van de Cold and controlled collisions onderzoeksgroep, geleid door van de Meerakker.

    In een tweede project wil Parker de photodesorptie – het uitstralen van licht – en de moleculaire bundelverstrooiing op methanol-ijs-oppervlakken bestuderen. IJs is een van de veelvoorkomende vaste materialen in het interstellaire medium, en is mede opgebouwd uit methanol. De onderzoekers gebruiken daarvoor een nieuw velocity map imaging apparaat speciaal voor ijsoppervlakken, wat het mogelijk maakt om de terugslag-snelheden van gebotste en vervolgens verstrooide moleculen efficiënt te meten. Met de nieuwe DAN II beurs kan deze techniek verder ontwikkeld en verbeterd worden, voor belangrijk astrochemisch onderzoek naar bijvoorbeeld systematische vacuum-ultraviolet (VUV) desorptie-studies op het complexe methanol-ijs-systeem.

  • Anouk Rijs – FELIX Laboratory
    Polycyclische aromatische koolwaterstoffen, oftewel PAK’s, zijn ringvorminge moleculen opgebouwd uit alleen koolstof en waterstof die veel voorkomen in de ruimte. Het bestuderen van PAK’s helpt astronomen te begrijpen hoe materie in de interstellaire ruimte wordt gevormd. Helaas is tot nu toe nog geen enkele PAK eenduidig geïdentificeerd, omdat de huidige modellen van PAK’s weinig precies zijn. Anouk Rijs en Wybren Jan Buma (UvA) gaan nieuwe spectroscopische technieken toepassen om hoge resolutie infraroodspectra van deze PAKs te meten. Zo kunnen ze hun rijke structuur en fotochemie begrijpen, met als doel de ontwikkeling van gedetailleerdere en dus betere modellen van PAK-moleculen.

DAN II is de opvolger van een eerdere subsidieronde genaamd Dutch Astrochemistry Network (DAN). In DAN werken astronomen, scheikundigen en moleculaire natuurkundigen samen om de vorming en de evolutie van moleculen in de interstellaire ruimte te bestuderen, en hun rol in het ontstaan van sterren en planeten te begrijpen.

DAN II beoogt een programma dat astrochemische en astrofysische experimenten, quantumchemische berekeningen en laboratoriumspectroscopie combineert met het modelleren en observeren van astronomische bronnen.