Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
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: Mariska Kriek ontrafelt de ontstaansgeschiedenis van sterrenstelsels.
In de bijna twee jaar dat ik deze rubriek verzorg, wisten vrijwel alle wetenschappers van meet af aan dat ze egyptoloog, gedragsbioloog, psycholoog of een andere ‘loog’ wilden worden. Mariska Kriek is een uitzondering. “Ik vond álles leuk: bouwkunde, industrieel ontwerpen, biomedische wetenschappen”, vertelt ze me in haar kantoor in het Jan Hendrik Oortgebouw van de Universiteit Leiden.
“Ik ben naar verschillende open dagen van universiteiten gegaan en op een gegeven moment had ik mijn zinnen gezet op wiskunde. Die kennismakingsdag in Leiden viel samen met die van sterrenkunde, een studie waarin ook veel wiskunde werd behandeld. Na ook deze introductie te hebben bezocht, koos ik voor die studie. Maar als ik een halfjaar later voor een opleiding had moeten kiezen, was ik waarschijnlijk voor iets anders gegaan.”
Lees ook van Onderwater Ondervraagt:
Kek observatorium
Sterrenkunde bleek gelukkig een goede keuze, en na haar masterdiploma te hebben behaald, deed Kriek van 2003 tot 2007 promotieonderzoek naar de evolutie van sterrenstelsels in het jonge heelal. Met haar doctorstitel op zak vertrok ze vervolgens naar de Verenigde Staten om onderzoek te verrichten. In 2021 keerde ze terug naar Nederland, waar ze op het moment werkzaam is als hoogleraar extragalactische sterrenkunde aan de Sterrewacht Leiden.
Nog altijd is het haar ultieme doel om de ontstaansgeschiedenis van sterrenstelsels uit te pluizen. Daarvoor moet ze zoveel mogelijk informatie over zoveel mogelijk stelsels verzamelen, en dat doet ze aan de hand van spectroscopie. Een spectrograaf splitst het sterrenlicht op in verschillende kleuren. “Die vertellen ons iets over de chemische samenstelling van sterren in een bepaald stelsel, of ze bijvoorbeeld uit veel ijzer of juist magnesium bestaan. Zo zullen zware sterren meer magnesium dan ijzer produceren. En hoe zwaar een ster is, zegt op zijn beurt weer iets over hoe snel zijn evolutie is gegaan. Uit de chemische samenstelling kunnen we dan vervolgens afleiden hoe lang het sterrenstelsel erover heeft gedaan om zijn sterren te vormen.”
Kriek vervolgt: “En door het licht van sterrenstelsels te ontleden, komen we nog veel meer te weten, zoals de afstand, de leeftijd, de grootte, en de aanwezige zwarte gaten.” Met al die informatie kan een astronoom dan uiteindelijk een uitspraak doen over de manier waarop een bepaald sterrenstelsel is ontstaan.
Toen Kriek in de Verenigde Staten werkte, maakte ze veel gebruik van het William M. Keck-observatorium, dat zich op de top van de slapende vulkaan Mauna Kea op Hawaï bevindt. Die sterrenwacht staat bekend om zijn goede spectrografen. “Dat was echt een fantastische periode, want vanuit de Universiteit van Californië kreeg ik veel waarneemtijd. Voordat ik moeder werd, reisde ik vier keer per jaar naar Hawaï om observaties te doen met het Keckobservatorium.”
Ze behoorde bovendien tot het selecte gezelschap dat veel tijd met de telescopen kreeg, iets wat lang niet vanzelfsprekend is. “We hebben een keer vijftig nachten lang data mogen verzamelen van in totaal vijftienhonderd sterrenstelsels. Daar waren we vervolgens wel even zoet mee.”
Kijktijd met Keck
Op de top van de slapende vulkaan Mauna Kea op Hawaï vind je het William M. Keck-observatorium. Sterrenkundige Mariska Kriek verzamelde met deze telescopen heel veel data over sterrenstelsels.
Buitenkans
Nu wil Kriek vooral uitzoeken hoe en waardoor sommige stelsels in het vroege heelal – toen sterrenstelsels nog volop in ontwikkeling waren – stoppen met het vormen van sterren. “Dat is iets heel raars, want in het vroege heelal was er nog ontzettend veel gas aanwezig. En sterren ontstaan uit ijskoud gas, dus waarom vormden die stelsels dan geen sterren? Je zou denken dat dat proces pas stopt als het gas op is. Dat is iets wat we nog niet begrijpen.”
Om dit te onderzoeken, zijn Kriek en haar team genoodzaakt de in december 2021 gelanceerde James Webb Space Telescope te gebruiken, die dieper (en daarmee vroeger) in het heelal kan kijken dan tot nu toe mogelijk was.
Niet dat dat een straf is voor de astronomen. Integendeel: het is een buitenkans, want wereldwijd krijgen niet veel wetenschappers de gelegenheid om met James Webb aan de slag te gaan. Om kans te maken op zogeheten General Observing Time moeten astronomen een onderzoeksvoorstel inleveren bij een comité dat die plannen stuk voor stuk beoordeelt.
Het voorstel van Kriek en haar collega’s werd geaccepteerd, en in november dit jaar zal Webb zijn 6,5 meter grote spiegel en geavanceerde instrumenten richten op een gebied in het heelal waarin veel stelsels voorkomen die relatief kort na de oerknal zijn ontstaan. “Dankzij James Webb maken we straks een enorme sprong voorwaarts met ons onderzoek.”
Terugkijken in de tijd
En niet alleen daardoor, want als ik Kriek spreek, heeft ze net te horen gekregen dat aan haar een Vici-beurs van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) van 1,5 miljoen euro is toegekend. Daarmee kan ze haar onderzoek met James Webb naar de ontstaansgeschiedenis van sterrenstelsels financieren. “Dat wordt zo ontzettend leuk, want dan kunnen we terugkijken in de tijd, en niet alleen proberen te ontrafelen wat er is gebeurd, maar het direct zien.”
Deze Onderwater Ondervraagt staat ook in KIJK 5/2023.