Nederlands onderzoek behoort tot de wereldtop. Daarom laat KIJK-redacteur Laurien Onderwater je in deze rubriek elke maand kennismaken met een wetenschapper van eigen bodem. Deze keer: Ignas Snellen meet waar de atmosferen van exoplaneten uit bestaan.

Hij wist het altijd al: als hij later groot was, zou hij astronoom worden. Ignas Snellen, in 1970 geboren in het Brabantse Heeze, stond op achtjarige leeftijd al door een boek over sterrenkunde te bladeren. Voor zijn verjaardag kreeg hij een telescoop, waarmee hij heel wat nachten in de tuin heeft gestaan, turend naar het heelal. Maar wat Snellen, inmiddels hoogleraar observationele astrofysica aan de Universiteit Leiden, toen niet durfde te dromen, was dat hij de hoogste Nederlandse onderscheiding in de wetenschap zou ontvangen.

Lees ook:

• ‘Vogels die rondom Tata Steel leven, zingen heel anders’
• ‘Ik hou me obsessief bezig met de menselijke geest’

Verduisterd sterrenlicht

Ik tref de sterrenkundige – vroeger een fervent KIJK-lezer – in zijn kantoor in het Jan Hendrik Oortgebouw (vernoemd naar de beroemde astronoom) van de Universiteit Leiden. Hij zit aan een reusachtig houten bureau dat ooit aan de Deen Ejnar Hertzsprung toebehoorde, ook al zo’n grote naam in de sterrenkunde. Maar ik ben natuurlijk niet naar het kantoor van Snellen gefietst om over andere astronomen te praten. Ik wil meer weten over zijn onderzoek naar planeten die om een andere ster dan onze zon draaien, de zogenoemde exoplaneten.

Snellen studeerde sterrenkunde aan de Universiteit Leiden, waar hij zijn promotieonderzoek naar radiostraling voltooide. Daarna werkte hij enkele jaren aan de Engelse Universiteit van Cambridge en vervolgens aan de Schotse Universiteit van Edinburgh. Na zeven jaar keerde hij terug naar het vertrouwde Leiden – en ging er niet meer weg. Ondertussen had hij de studie naar radiostraling laten vallen, want “er werd maar weinig vooruitgang geboekt”, en ging hij met exoplaneten aan de slag.

Op dat gebied staat hij nu bekend als pionier. “Er zijn genoeg onderzoeksgroepen in de weer met het vinden van exoplaneten, maar mijn team en ik zijn juist heel erg bezig met wat we over deze planeten te weten kunnen komen. Wat voor klimaat heerst er? Welke gassen komen er voor in de atmosfeer? En kunnen we wat zeggen over de draaiing?”

Op deze en nog meer vragen proberen hij en zijn team antwoord te geven. Dat doen ze onder andere met behulp van de transitmethode. “Als een exoplaneet voor zijn ster beweegt, verduistert hij het licht van de ster een beetje. Maar er sijpelt ook licht door de atmosfeer van die exoplaneet heen. Gassen in de atmosfeer absorberen de verschillende kleuren van het sterrenlicht, waardoor ze veranderen. En die kleurverandering, het zogeheten spectrum, kunnen we meten.”

Zo bepaalt de sterrenkundige uit welke gassen de atmosfeer van een exoplaneet bestaat. Het klinkt eenvoudig, maar is enorm moeilijk, benadrukt Snellen. Vooral omdat de metingen met grondtelescopen, zoals de Very Large Telescope in Chili, door onze eigen dampkring heen worden gedaan. Die atmosfeer verstoort de signalen die Snellen en zijn team juist willen meten. “Wij ontwikkelden een kalibratietechniek waarmee we dat effect eruit filteren. Zo kunnen we het spectrum van de exoplaneet onderscheiden van dat van de aarde. Een tijdlang waren we de enige onderzoeksgroep ter wereld die deze methode gebruikte. Inmiddels passen heel veel astronomen hem toe.”

Dat komt doordat de techniek enorm goed werkt. Zó goed zelfs dat Snellen het verschil in atmosfeer aan de dagkant (de kant die naar de ster wijst) en de avondkant van een exoplaneet kan meten. Ook heeft hij van een aantal planeten de draaiing en de weerpatronen kunnen vaststellen.

“We passen deze methode nu alleen nog toe op gasreuzen die relatief dichtbij staan, maar nog niet op rotsachtige planeten die veel kleiner zijn en zwakkere signalen uitzenden.” Daarvoor is een krachtigere telescoop nodig. Eentje die al enkele jaren in aanbouw is: de Extremely Large Telescope (ELT). In 2025 moet dit grootste oog ter wereld in Chili in gebruik worden genomen – een moment waar Snellen reikhalzend naar uitkijkt. “De ELT gaat ons toegang geven tot de spectra van aardachtige planeten. Die telescoop krijgt een spiegel met een middellijn van ruim 39 meter, waardoor de scherpte enorm toeneemt. Hij kan straks metingen doen die honderden keren nauwkeuriger zijn dan die van de VLT.”

En wat is dan het plan? Zoveel mogelijk data van exoplaneten verzamelen? Snellen: “Ik zie dit onderzoek als een soort speeltuin, waarbij we zoveel mogelijk leren over verschillende typen exoplaneten. Dat is leuk, maar het ultieme doel is begrijpen wat de plek van ons zonnestelsel is in het heelal. De planeten die samen met ons om de zon draaien, lijken helemaal niet op elkaar. Om die verschillen te kunnen begrijpen moet je buiten ons stelsel kijken en onderzoeken hoe vaak planeten als Venus en Mars nou voorkomen. Dat gaat ons echt iets leren over onszelf.”

Een beetje gek

Meer dan genoeg om te onderzoeken dus, en daar is veel geld voor nodig. Eén nachtje observaties doen met de VLT kost al snel tienduizenden euro’s. Daarna is een onderzoeker nog een halfjaar data aan het uitpluizen. Snellen was dan ook blij verrast toen hij een telefoontje kreeg van de directeur van de NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek). “Ik was de honden aan het uitlaten toen hij me belde en vertelde dat ik de Spinozapremie (de belangrijkste wetenschapsprijs van Nederland, red.) had gewonnen. Op de weg terug dacht ik nog: ‘Zei hij dat nou echt?’” Het is een enorme eer, vertelt Snellen, maar hij geeft ook toe dat het dubbel is. “Je doet dit onderzoek altijd met een team, maar je krijgt die prijs alleen. Dat voelt een beetje gek.”

Voor iemand die zelf een zeer nauwkeurige meetmethode heeft ontwikkeld en recent te horen heeft gekregen dat hij 2,5 miljoen euro aan onderzoeksgeld heeft gewonnen, is Snellen erg bescheiden. Hebben jullie hem al in het vizier, leden van het Nobelcomité?

Deze aflevering van Onderwater Ondervraagt staat ook in KIJK 9/2022, eenvoudig en snel te bestellen via onderstaande knop.

Beeld: iStock/Getty Images