Zelf maken we het niet meer mee, maar lang duurt het – kosmisch gezien – ook weer niet. Over een paar duizend jaar zetten aarde, zon en alle andere planeten in het zonnestelsel een voorzichtige stap over de erfgrens met de buren. We verruilen dan de ‘lokale interstellaire wolk’, zoals astronomen hem noemen, definitief voor de ‘G-wolk’, de structuur één kosmische deur verder.
Die overgang laat zich als het tegenzit op aarde voelen. En als het dan niet raak is, gebeurt het wel vijf tot tien miljoen jaar later wanneer we de volgende kosmische kaap ronden en een veel dichtere moleculaire wolk binnen koersen. ‘De nachtelijke sterrenhemel zal dan dimmen met een factor tien tot honderd’, zegt sterrenkundige Xander Tielens van de Universiteit Leiden. Bovendien krijgt onze atmosfeer een bombardement van een fikse hoeveelheid kosmische straling, in potentie krachtig genoeg om het klimaat te veranderen en mutaties te veroorzaken in dna.
Een spoedcursus over het gapende vacuüm dat in eerste instantie letterlijk niets lijkt, maar in werkelijkheid bepalend is voor het leven zelf: het interstellaire medium.
De ruimte is verre van leeg. Zelfs wanneer je alle sterren, planeten, manen en overige hemellichamen bij elkaar optelt, heb je pas zo’n 4 procent van alle reguliere materie in het heelal te pakken. De rest zit in de ruimte daartussen, een plek vol rondzwervende atomen en moleculen, doordrenkt met krachtige magneetvelden en stevige straling.
Dat is voor de mens moeilijk voor te stellen. Onze breinen evolueerden immers in wat kosmisch gezien een extreme curiositeit is: de aarde met zijn dikke atmosfeer, tjokvol atomen en moleculen. In één kubieke centimeter tref je er triljarden deeltjes. Hoe anders is dat luttele kilometers hoger. In de ruimte rond de aarde zijn er van die triljarden atomen plots nog maar een stuk of vijf per kubieke centimeter over. En dat is dan nog veel. Een stuk verderop, voorbij de grenzen van de Melkweg, moet je flink geluk hebben om in zo’n volume überhaupt één deeltje te vinden.
Wanneer mensen aan de inhoud van het heelal denken, denken ze normaliter aan de grote dingen die erin zitten. De aarde, of een stapje groter: het zonnestelsel met daarin onze moederster en alle planeten van Mercurius tot en met Neptunus. Zoom nog verder uit en je ontdekt de Melkweg, het sterrenstelsel waarin onze zon en nog eens honderd miljard andere sterren bewegen. Van zulke sterrenstelsels zijn er in het zichtbare heelal nog zo’n honderd- tot tweehonderd miljard.
Maar tussen en in al die voorwerpen heerst de lege ruimte. De interstellaire ruimte is daar een onderdeel van: een die zich ín de Melkweg bevindt en tússen haar sterren. Het is de kosmische vijver waarop ons zonnestelsel door het heelal dobbert.
In die interstellaire ruimte tref je bovenal de overblijfselen van gestorven sterren. Waar bij de oerknal waterstof en helium ontstonden, maken sterren daarvan in hun binnenste met kernfusie zwaardere elementen, en die verspreiden zich na hun dood door de kosmos.
Tielens en collega’s kunnen die bestanddelen in het lab nog terugvinden in het binnenste van meteorieten, kosmische brokstukken die op aarde zijn gevallen en waarin vlokjes oermateriaal, ouder dan het zonnestelsel, zijn ingekapseld. ‘We vinden dan stukjes grafiet, zand en zelfs diamant’, zegt Tielens. Hij kan precies zien uit wat voor soort ster ze zijn gekomen. ‘Elk korreltje blijkt steevast afkomstig uit een andere ster’, zegt hij. Tielens schat dat zo’n 100 miljoen sterren, waarvan ongeveer een miljoen stierven in krachtige supernova-explosies, bijdroegen aan de materie die we nu in het zonnestelsel en in onze lijven vinden.
In de interstellaire ruimte dwarrelen zulke korrels vrij rond, maar die ruimte ziet er niet overal hetzelfde uit. Het is een verzameling van koudere klonten samengepakt materiaal en hetere bellen met een lagere dichtheid. ‘Al die verschillen ontstaan door turbulentie. Denk aan hoe rook van een sigaret kringelt. Net zo gaat het in het materiaal van de Melkweg’, zegt Andreas Burkert, sterrenkundige aan de Ludwig-Maximilians-universiteit in München.
De turbulentie vindt z’n oorsprong onder meer in het feit dat alles draait rond het centrum van de Melkweg. Daardoor ontstaat een soort klotseffect, ‘shear flow’ in vaktermen. Misschien nog wel belangrijker is dat in een sterrenstelsel zoals de Melkweg continu nieuwe sterren worden geboren en oude sterren sterven. Dat laatste gebeurt in het geval van zwaardere sterren met een supernova-explosie. Met een fikse knal blaast het materiaal van de ster dan de ruimte in en brengt daarmee het eerder al aanwezige gas en stof in beweging.
Ons zonnestelsel bevindt zich in wat astronomen de lokale interstellaire wolk noemen, een structuur van zo’n tien lichtjaar groot, zo ontdekte men al in de jaren negentig van de vorige eeuw. Al vindt Tielens dat eigenlijk een verwarrende naam. ‘Het is zeer ijl, het verdient de naam wolk niet. Zelf noem ik het liever de ‘local fluff’, zegt hij. Vrij vertaald: de lokale waas.
Vlak bij ons in de buurt hangt nog zo’n wolk, of waas zo u wilt: de G-wolk. Beide wolken zijn overblijfselen van oude supernova-explosies die door de turbulentie op hun huidige plek zijn beland. De G-wolk vormt over een paar duizend jaar voor de aarde en de rest van het zonnestelsel de volgende kosmische bestemming. ‘Die is net zo ijl als de lokale interstellaire wolk. De invloed van dat soort ophopingen op aarde is heel gering’, zegt Burkert. Toch is er nog veel dat we niet weten. Zo kan tussen beide wolken een grensgebied bestaan waar de dichtheid wél hoger is, denken sommige experts. En als dat zo is, kan dat weleens onhandig blijken voor het leven op aarde.
Momenteel behoedt de zon de aarde namelijk voor straling uit de interstellaire ruimte. Omdat de zon geladen deeltjes de omgeving in pompt – de zonnewind – blaast hij ook de lokale omgeving schoon. Die door de zon gemaakte holte heet ook wel de heliosfeer. Binnen in die holte zijn we veilig voor de straling van buiten.
De Voyager-sondes zijn vooralsnog de enige door mensen gemaakte voorwerpen die de heliosfeer hebben verlaten. In 2012 stuitte Voyager 1 als eerste op een regio ver voorbij Neptunus waar de zonnewind merkbaar begon te dalen en de hoeveelheid kosmische straling plots begon te stijgen. Die regio noemt men de heliopauze, ze markeert de grens tussen het zonnestelsel en de interstellaire ruimte daarbuiten.
‘We zijn in zekere zin een kuiken dat veilig onder de vleugels van moeder hen leeft’, zegt Burkert. ‘Aan onze kant van de heliopauze zitten we in rustig gebied, met weinig straling. Maar de angst is dat we op een gegeven moment een gebied in bewegen met een fiks hogere dichtheid die zoveel druk op de heliosfeer uitoefent dat deze krimpt.’
Zoiets is slechts een kwestie van tijd. Gebeurt het niet wanneer we de grens naar de G-wolk passeren, dan wel later. De lokale interstellaire wolk en de G-wolk bevinden zich namelijk in wat sterrenkundigen de lokale bel noemen. Dat is een grote leegte met een diameter van bijna duizend lichtjaar. We kwamen er een grove 5 miljoen jaar geleden in terecht, en zijn nu zo’n beetje in het midden. En over nog eens 5 tot 10 miljoen jaar verlaten we die bel weer.
‘De Melkweg, elk sterrenstelsel eigenlijk, is een soort schuim. Het zit vol bellen, holtes die leeg geveegd zijn door supernova-explosies’, zegt Tielens. Bij al die veegacties is de aanwezige materie langzaam maar zeker naar de grensgebieden geduwd, waar de dichtheid plots flink oploopt, zo beschreven onderzoekers vorig jaar nog in het vakblad Nature. Het zijn die grensgebieden waar zich de moleculaire wolken bevinden, dichtere samenpakkingen van stof en gas waarin nieuwe sterren geboren worden. En die hogere dichtheid gaat geheid voor problemen zorgen.
‘Ik verwacht dat het een direct effect zal hebben op de leefbaarheid van de aarde’, zei sterrrenkundige Merav Opher daar eerder dit jaar bijvoorbeeld over tegen het Britse populairwetenschappelijke weekblad New Scientist. De hogere dichtheid in het grensgebied duwt de heliopauze dan naar binnen, tot voorbij de baan van de aarde. Onze planeet bevindt zich vervolgens in de interstellaire ruimte. De hogere dosis van hoogenergetische deeltjes die dat met zich meebrengt kan dan bijvoorbeeld tot meer bewolking leiden in de aardatmosfeer, zodat het klimaat afkoelt. Ook kan die straling mutaties veroorzaken in het dna van de levende wezens op aarde.
Hoe groot het effect precies is, valt alleen te bepalen door meer te leren over de interstellaire ruimte en onze beschermende zonnebubbel. Waar tot nog toe alleen de Voyagermissies de grenzen van het zonnestelsel verlieten, hopen anderen binnenkort nieuwe interstellaire missies te lanceren. Zo denkt men bij Nasa nog altijd na over de zogeheten ‘interstellar probe’, een missie tot in het interstellaire medium. Volgend jaar wordt bekend of daar geld voor vrijkomt. Als het doorgaat, lanceert men de sonde in de jaren dertig. Vijftien jaar later moet hij dan de grens met het interstellaire medium bereiken. Ook China heeft plannen voor een interstellaire sonde, die aan het eind van dit decennium al zou moe Source: Volkskrant