Bewijs gevonden dat het op aarde alomtegenwoordige siliciumdioxide ontstaat als zware sterren ontploffen.

Ramen, glazen en spiegels worden allemaal gemaakt van eenzelfde materiaal: siliciumdioxide. Dit materiaal komt overal op onze planeet voor, zo bestaat bijvoorbeeld zo’n 60 procent van onze aardkorst uit silica. Siliciumdioxide wordt in het gehele universum aangetroffen, waaronder in meteorieten die ouder zijn dan ons zonnestelsel. Maar waar komt het stokoude silica eigenlijk vandaan?

AGB-sterren
We weten dat AGB-sterren (een soort rode reuzenster) kosmisch stof vormen. Alleen is silica geen belangrijk onderdeel van AGB-sterrenstof. Voor lange tijd was het daarom onduidelijk of AGB-sterren überhaupt in staat waren om de grote hoeveelheid siliciumdioxide dat aangetroffen wordt in het universum konden produceren. Onderzoekers zijn er wat dieper ingedoken en kwamen uiteindelijk tot een allesomvattende conclusie: silica wordt gevormd bij supernova’s.

Zware elementen
Een supernova is een verschijnsel waarbij een massieve ster op een spectaculaire manier explodeert. Wanneer dit gebeurt, kunnen atomen samensmelten en zware elementen vormen, zoals zwavel en calcium. In de nieuwe studie hebben onderzoekers twee hele oude en verre supernova-restanten onder de loep genomen: Cassiopeia A en G54.1 + 0,3. Ze gebruikten hiervoor Spitzer’s IRS-instrument en een techniek genaamd spectroscopie (zie kader).

Spectroscopie
Bij spectroscopie worden er metingen verricht aan het elektromagnetisch spectrum van elektromagnetische straling, inclusief zichtbaar licht. De afzonderlijke golflengten waar het licht uit bestaat, worden in dat geval zichtbaar. Je kunt dit effect ook zelf waarnemen, wanneer zonlicht door een glazen prisma straalt en een regenboog vormt. De verschillende kleuren zijn de individuele golflengten van licht die gewoonlijk met elkaar worden gemengd en onzichtbaar zijn voor het blote oog.

Rugbybal
De onderzoekers troffen in beide supernova-restanten silicakorrels aan. Echter kwamen ze tot de conclusie dat de korrels niet bolvormig zijn – zoals algemeen wordt aangenomen – maar juist meer op rugbyballen lijken. De langwerpige korrels kunnen wetenschappers mogelijk meer vertellen over de exacte processen die de silica hebben gevormd.

Hoeveelheid
Ook probeerden de onderzoekers te achterhalen hoeveel silica er eigenlijk bij een explosie gevormd wordt. Hiervoor combineerden ze de waarnemingen van Spitzer met de observaties van Herschel Space Observatory. Herschel detecteert namelijk andere golflengten van infrarood dan Spitzer. Vervolgens bekeken de onderzoekers de gehele golflengte van beide observatoria en stipten het piekmoment aan. Deze informatie kan gebruikt worden om de temperatuur van het stof te meten. En zowel de helderheid, als de temperatuur zijn nodig om de massa te achterhalen. Uit de resultaten blijkt dat er genoeg silica door supernova’s werd geproduceerd om bij te dragen aan het stof dat door het hele universum te vinden is. Sterker nog, het stof heeft uiteindelijk zelfs bijgedragen aan de vorming van onze aarde.

Dus, als je de volgende keer weer een glas water achterover klokt, denk er dan aan dat we het materiaal waarvan het glas gemaakt is te danken hebben aan exploderende sterren, die miljarden jaren geleden aan de hemel schitterden.