Structural dynamics of PAH molecules upon energetic photon or ion interactions

Meer inzicht in ruimteweer dankzij laboratoriumonderzoek

Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAHs) vormen een hele bijzondere familie van moleculen. PAHs bestaan uit ringen van koolstofatomen en hebben waterstofatomen op de randen. Zo ontstaan platte en heel erg stabiele moleculen. Deze moleculen komen overal voor, bijvoorbeeld in uitlaatgassen en op de barbecue, maar ook in het heelal.

Daar zijn PAHs betrokken bij belangrijke processen zoals stervorming. Maar PAHs zenden ook infrarood licht uit, dat met speciale telescopen is te zien. De omgeving waarin de PAH’s zich bevinden, het ‘weer’ in de ruimte, beïnvloedt het licht dat zij uitzenden. Deze moleculen zijn dus eigenlijk piepkleine meetinstrumentjes in de ruimte.

Maar er zijn nog veel vragen over de relatie tussen het uitgezonden licht en de omgeving, het ‘ruimteweer’ waarin de PAH’s zich bevinden. Daarom verrichtte Geert Reitsma laboratoriumonderzoek, waar hij  PAH’s onderwierp aan omstandigheden die ook in de ruimte kunnen voorkomen. Hij bestudeerde hoeveel energie er nodig is om een PAH kapot te laten gaan, hoeveel energie een PAH uitzendt als dit molecuul uit elkaar valt en wat de invloed is van een ‘jas’ van waterstof die rond deze moleculen kan zitten.

Reitsma bracht zo het effect van ultraviolet licht en röntgenstraling op de PAH’s in kaart, zodat het mogelijk is om waarnemingen van PAH’s in de ruimte te correleren aan dit soort straling. De ‘jas’ van waterstof bleek het molecuul te beschermen, wat verklaart hoe de PAH’s in het gure ruimteweer kunnen overleven.

Geert Reitsma (Dongeradeel) verrichtte zijn promotieonderzoek bij de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen aan het Zernike Institute for Advanced Materials, een van de twee landelijk erkende top-onderzoekscholen in Nederland. Het onderzoek is gefinancierd door het Dutch Astrochemistry Network van onderzoekfinancier NWO. Reitsma werkt inmiddels als postdoc onderzoeker  aan het Max Born Institute in Berlijn.