Amsterdam (NL) – De infrarood-ruimtetelescoop ISO heeft weer een nieuw molecuul in de ruimte ontdekt, het methylradicaal. Tientallen jaren geleden voorspelde Nobelprijswinnaar Herzberg al dat dit molecuul moet voorkomen in de ruimte.


De ruimte vormt een enorm groot scheikundig laboratorium. In het stof tussen de sterren komen tal van eenvoudige en ingewikkelde chemische verbindingen voor. Dat kan variëren van water tot ethanol en kleine suikermoleculen. De infrarood-ruimtetelescoop ISO (Infrared Space Observatory) van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft nu het methylradicaal ontdekt. Het methylradicaal (CH₃^.) reageert uiterst gemakkelijk met andere moleculen. Op Aarde komt die verbinding dan ook nauwelijks voor. In de moleculaire wolken waar ooit nieuwe sterren en planeten zullen ontstaan, heeft het een langere levensduur.
Gerhard Herzberg voorspelde zo’n veertig jaar geleden al dat het methylradicaal in de ruimte zou voorkomen. De vondst heeft hij niet mogen meemaken; vorig jaar overleed hij. In 1971 kreeg Herzberg de Nobelprijs voor de scheikunde voor zijn onderzoek aan de elektronenstructuur en de geometrie van vrije radicalen.
Waarom is dit eenvoudige molecuul niet eerder ontdekt? In een artikel in Natuurwetenschap & Techniek uit 1992 noemt de Leidse ‘sterrenscheikundige’ Ewine van Dishoeck veel ingewikkelder moleculen. “De moleculen in de ruimte zenden weinig straling uit, omdat ze een zeer lage temperatuur hebben. Het methylradicaal vormt een nog lastiger waarneembaar molecuul, omdat het bovendien zeer symmetrisch is”, legt ze uit. “Andere moleculen verraden hun aanwezigheid doordat ze een dipoolmoment hebben, waardoor ze straling uitzenden die gemakkelijk waarneembaar is. De elektromagnetische straling die past bij de paar bewegingen die het methylradicaal maakt, kunnen we op Aarde niet zien, omdat de golflengte 16 micrometer bedraagt. Die straling kan niet in de dampkring doordringen.”

Astronomen ontdekten met ISO de spectroscopische vingerafdruk van het methylradicaal in de ruimte.

De infraroodruimtetelescoop ISO bewijst met deze waarneming duidelijk zijn nut. Eerder trof het instrument al het methylradicaal aan op de planeten Saturnus en Neptunus. Het methylradicaal kan een belangrijke bron zijn voor allerlei complexe organische verbindingen. De onderzoekers uit Duitsland, Australië en Nederland vonden veel meer van de methylradicaal dan verwacht. De modellen die de interstellaire chemie beschrijven, moeten daarom nog eens grondig tegen het licht worden gehouden. Hoe gevoelig het meetinstrument is, blijkt wel uit het meetresultaat. In de koude, ijle moleculaire wolken (ruim 250 graden onder het vriespunt) komen er zo’n duizend atomen en moleculen in een kubieke centimeter voor. De gebruikte spectrometer ontdekte dertien methylradicalen op elke miljard waterstofmoleculen.

Erick Vermeulen