Dinsdagochtend vertrekt de bus naar het nabijgelegen Garching. Daar liggen de grote wetenschappelijke instituten van München, waaronder diverse toonaangevende Max-Planck-Instituten. Bij de Europese sterrenkundige organisatie ESO, waar brochures voor ons klaar liggen, houdt men het weer ook in de gaten. “Es wird gar nichts”, zo luidt het commentaar.


De twee instituten die we vandaag bezoeken, bevinden zich in hetzelfde gebouw. Uit het Max-Planck-Institut für Physik is in 1958 het Max-Planck-Institut für Astrophysik ontstaan. Daar verwelkomt H.-Thomas Janka ons, een sterrenkundige die de uitbarstingen van gammastralen in de ruimte onderzoekt. De botsing tussen twee neutronensterren kan zoveel gammastraling opwekken, dat die het eventuele leven in een compleet sterrenstelsel kan vernietigen. Het instituut, onder leiding van prof dr Simon White, is zelfstandig sinds 1991. De 44 wetenschappers in het instituut – evenals de 84 gastwetenschappers – houden zich bezig met tal van kosmologische verschijnselen, waaronder supernovae, dubbelsterren en zwaartekrachtslenzen. Een Cray T3E-supercomputer met 512 processoren helpt bij simulaties, van het ontstaan van sterrenstelsels tot en met de verandering van elektronendichtheden in zeldzame interstellaire atomen.
Een drietal lezingen geeft een indruk van de activiteiten in het instituut. Post-doc Lindsay King vertelt een boeiende inleiding over zwaartekrachtslenzen en vervolgens gaat Hans-Christoph Thomas diep in op de metingen van röntgenstraling ontstaan door de sterke magneetvelden van dubbelsterren. Vervolgens treedt een Nederlander voor het voetlicht.
Henk Spruit werkt inmiddels zo’n twintig jaar in München aan diverse sterrenkundige onderzoeken. Zijn enthousiaste verhaal gaat vooral over de plasmafysica van de zonnecorona, de ingewikkelde magneetvelden, helioseismologie en de inwendige rotatiesnelheden van de Zon. Videobeelden verschaffen een gedetailleerd beeld van de zonnevlammen die opstijgen vanaf de Zon.

’s Middags is het tijd voor het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. Daar beoefent men meer praktische astronomie: het bouwen van meetapparatuur voor satellieten en ballonnen. De vierhonderd medewerkers spenderen jaarlijks zo’n vijftig miljoen DM aan het onderzoek van de ruimte, van de nabije schil van honderd tot honderdduizend kilometer hoogte (aardatmosfeer, magnetosfeer) tot de verre kosmos (sterrenstelsels, clusters, intergalactische materie).
In 1963 is het instituut opgericht. In 1966 begon men met waarnemingen van gammastralen, gevolgd door röntgenstraling (1975) en infrarood (1986). Een theoriegroep, opgericht in 1985, vormt een belangrijke aanvulling binnen het instituut.
Na een inleiding kunnen we in de gangen en hallen van het instituut diverse hoogstandjes aanschouwen. Er zijn modellen, onderdelen en resultaten van diverse beroemde satellieten, zoals de Compton Gamma Ray Observatory (1991-1994) en de in dit instituut ontwikkelde EGRET-draadkamers die richting en energie van de gammastralen bepalen, BeppoSax, ISO, ROSAT en XMM. Vol trots tonen de Duitse onderzoekers een van de eerste röntgenopnamen van ROSAT, waarop is te zien dat de Maan röntgenstraling van de Zon naar de Aarde kaatst. De donkere zijde van de Maan steekt af bij de röntgenstraling uit het Heelal.
De afsluiting van de dag vormt een lezing van de theoriegroep. Daar denkt men onder meer na over stofplasma’s, naast onderzoek aan bijvoorbeeld de elektrische activiteit van het hart. In het interstellaire medium, in moleculaire wolken, accretieschijven, planetaire magnetosferen en kometen komen geladen stofdeeltjes voor. Kennis van het gedrag van geladen stofdeeltjes is mede interessant voor meer aardse toepassingen, zoals de plasmakamers waarin chips worden gemaakt, waar stofdeeltjes een bedreiging voor de minuscule elektronica vormen.
Een fascinerend onderzoek dat wordt toegelicht, betreft de plasmakristallen. Dit zijn colloïdale plasma’s, gevormd door geladen deeltjes in de grootte-orde van een micrometer, net zoals stofdeeltjes. Dergelijke plasmakristallen gedragen zich interessant en lijken een goed aanschouwelijk model voor atomaire kristallen.
Allereerst begonnen de onderzoekers met na te gaan hoe een structuur met een diameter van vijf micrometer zich gedraagt in een plasma, welke krachten werken er op zo’n deeltje en welke potentialen gelden er?









Naast de elektrostatische afstoting tussen de stofdeeltjes is er de kracht van een oscillerend elektrisch veld op de geladen deeltjes, de invloed van een sterk magneetveld en de wrijving tussen stofdeeltjes en ionen in het plasma. Videobeelden laten het uiteindelijke resultaat van de experimenten zien. Werkelijk verbluffend is het zien van een stabiele stapeling van licht trillende deeltjes. Bij toenemende oscillatie van het elektrisch veld nemen ze plotseling nieuwe posities in, alsof er in een regelmatig zoutkristal plotseling een defecte stapeling van atomen ontstaat. Als de frequentie verder toeneemt, ontstaat een fasenovergang: de structuren vervormen vloeiend en gaan vervolgens razendsnel over in een chaotisch schouwspel: gas.

Eclipsreis deel 4: De zonsverduistering