‘Net andere werelden’

Ze hoopt op een missie naar verre planeten als Uranus en Neptunus en ziet kansen voor de TU om hieraan bij te dragen. Planetenexpert Imke de Pater, die in februari haar intreerede als hoogleraar ‘solar system exploration’ uitsprak, werkt aan planeten en denkt: ‘hoe is het daar?’.

Lees interview in Delta

WIE IS IMKE DE PATER?

Foto: Sam Rentmeester | FMAX

Imke de Pater (1952) studeerde sterrenkunde in Leiden. In 1980 promoveerde ze daar cum laude op een onderzoek naar de radiostraling van Jupiter. Direct daarna vertrok ze naar de Verenigde Staten, waar zij eerst werkte aan de Universiteit van Arizona. Sinds 1983 is ze hoogleraar aan de Universiteit van Californië in Berkeley en sinds juli vorig jaar ook afdelingshoofd. Vanaf eind 2006 was ze ook gastdocent aan de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Dankzij steun van de ruimteonderzoeksinstelling SRON heeft De Pater nu een 0,1 aanstelling bij de TU, waardoor ze vier tot zes weken per jaar in Delft zal zijn. Gedurende haar carrière publiceerde ze ruim tweehonderd wetenschappelijke artikelen. Ook schreef ze samen met Jack Leisure het veel geprezen lesboek ‘Planetaria Sciences’. Imke de Pater is getrouwd met sterrenkundige Wil van Breugel en heeft één zoon, Floris.

U hebt uw leven gewijd aan de bestudering van planeten. Is er nog iets over van de romantiek van de sterrenhemel?
“Er is een enorm verschil tussen het door een telescoop turen en het op een donkere plek naar de sterrenhemel staren. Dat blijft fantastisch. Net als kometen. Als je die met een grote telescoop waarneemt, is dat een heel andere ervaring dan met een verrekijker of het blote oog. Meestal vind ik amateurfoto’s van kometen mooier en artistieker dan van Hubble Space Telescope.”

Waarom is dat?
“Omdat je het geheel ziet. Je ziet de komeet, de staart en de omgeving. Als je met een grote telescoop kijkt, heb je een veel kleiner blikveld en zie je een klein gedeelte terwijl je het geheel wilt zien.”

Wanneer is die fascinatie voor planeten begonnen?
“Ik vind sterrenkunde heel boeiend, maar planeten vind ik leuker omdat je er meer over te weten kunt komen en er meer gedetailleerde modellen over op kunt stellen. Kijk je naar de atmosfeer van een planeet als Jupiter, dan leer je veel over de compositie, de structuur en de dynamica. Dat vind ik interessanter dan alleen kunnen kijken naar iets ver buiten ons zonnestelsel. Planeten zijn net een andere wereld. En je kunt er naar toe. Dat is leuk voor de TU Delft.”

Naar een andere wereld kijken?
“Dat zie je bijvoorbeeld heel sterk bij foto’s van Mars gemaakt door de Mars Rovers. Dan is het net of je over zo’n planeet loopt. Dat spreekt sterk tot mijn verbeelding om aan planeten te werken en te denken: hoe is het daar?”

U vertelde in uw intreerede dat ook uw moeder al met interesse naar de maan keek.
“Mijn moeder had een sterrenwijzer waarmee ze op kon zoeken waar sterren aan de hemel staan. Die had ze zelf gemaakt. Ik heb ‘m nog steeds. Hij is wel uit elkaar aan het vallen. Wat we pas veel later vonden, is een brief uit 1941 van het Zeiss planetarium. Het was dus in de oorlog, maar zij hield zich als zeventienjarige bezig met de maan. Ze kreeg een uitgebreide brief van de directeur van het planetarium met schetsjes erbij over hoe ze de hoogte van bergen op de maan kon afleiden uit de lengte van de slagschaduwen.”

Hebt u het daar nooit met haar over gehad?
“Nee, want ik was vijftien toen ze overleed en toen wist ik nog helemaal niet wat ik ging doen.”

U vertelde ook dat toen u in 1980 na uw studie sterrenkunde Nederland verliet, het afgelopen was met de planetenstudie in Nederland. Was u dan de enige die zich ermee bezighield?
“Nee, ik was niet de enige. Joop Hovenier (prof.dr, red.) in Amsterdam werkte aan planeetatmosferen – hij is nu met pensioen. Joop Hovenier was erg bekend op het gebied van lichtverstrooiing. Daphne Stam, die nu bij SRON (Nederlands instituut voor ruimteonderzoek, red.) werkt, was een van zijn studenten. Maar in Leiden, als promovendus, was ik de enige die aan planeten werkte.”

Was dat gebrek aan belangstelling voor u destijds ook reden om te vertrekken?
“Nee. Meestal als je aan de slag wilt als postdoc na je promotie, dan zijn de Verenigde Staten de beste keus, zeker in die tijd. Mijn man en ik houden allebei erg van de natuur, dus we wilden graag naar Amerika. Bij voorkeur naar Arizona, New Mexico of Californië.”

En, is Californië bevallen?
“Oh ja, ja. Zelfs nu nog steeds, ondanks de economische malaise daar.”

Hebt u een verklaring voor die geringe interesse, althans destijds, voor planeetwetenschappen?
“Sterrenkundigen willen veel liever veel verder kijken. Ze gaan graag op zoek naar de rand van het universum en het vroegste licht. Planeten interesseren hen minder. Planeten bevinden zich tussen aardwetenschappen en sterrenkunde in. Het is pas sinds Voyager dat geowetenschappers naar andere planeten zijn gaan kijken. Er zijn maar weinig sterrenkundigen die een telescoop op een planeet richten. Pas sinds de ontdekking van extrasolar planeten komt daar verandering in. Dat vinden sterrenkundigen namelijk wel weer leuk.”

De Keplersatelliet heeft onlangs duizend nieuwe planeten ontdekt, waaronder iets van vijftig aardachtige. Wat betekent dat voor uw vak?
“Wat van het grootste belang is bij deze ontdekkingen, is om deze nieuwe gegevens te gebruiken om een algemene theorie op te stellen over het ontstaan van planeten en zonnestelsels. Hoe meer informatie je hebt over andere zonnestelsels, hoe beter je een algemeen model kan opstellen hoe planeten zich vormen.”

Nu krijgen we verschillende zonnestelsels te zien uit de Kepler resultaten. Is ons eigen zonnestelsel bijzonder?
“Ik denk niet dat je dat nu al kunt zeggen. Ze hebben zoveel interessante dingen gevonden. Alles is speciaal en uniek. Dat compacte zonnestelsel met zes planeten waar Nature laatst over publiceerde, dat is ook uniek.”

Voor veel mensen is de jacht op exoplaneten verbonden met de speurtocht naar buitenaards leven. Deelt u die fascinatie?
“Het is natuurlijk interessant om te kijken of er andere planeten zijn waar leven zou kunnen voorkomen. Naarmate we meer planeten vinden waar de condities goed zijn en waar ook daadwerkelijk leven voorkomt, is het kennelijk heel gemakkelijk voor leven om te ontstaan. Hoe ontstaat het dan? Is leven overal hetzelfde of heb je verschillende soorten van leven? Daaruit doemt een hele reeks vragen op.”

Ziet u nog sporen van buitenaards leven in ons eigen zonnestelsel?
“Nu niet, maar Mars had vroeger oceanen. Daar waren de omstandigheden waarschijnlijk zo dat leven had kunnen ontstaan. Misschien is het ook ontstaan. Een andere mogelijkheid is de maan Europa, die bedekt is met een ijskorst. Daaronder zit een oceaan die door getijdenkrachten van Jupiter wordt verwarmd. Dat denken we nu tenminste. Vandaar dat die maan, net als Mars, door Nasa en ESA is uitgekozen om er met ruimteschepen naar toe te gaan om ter plaatse te onderzoeken of er leven is of is geweest.”

Wanneer gaan ze daar naartoe?
“Dat is niet helemaal duidelijk. Nasa en ESA beschouwden het altijd als een flagship mission. Nasa heeft het nu in zijn pas verschenen Decadal Survey op de tweede plaats gezet – na Mars, omdat het toch wel een heel dure missie zou worden.”

Ziet u mogelijkheden voor de TU om bij te dragen aan planetaire missies?
“Dat denk ik wel. Dat is ook de reden dat ik het leuk vond om hier te komen. Met de technologische ontwikkeling in Delft kunnen ze instrumenten ontwikkelen en kleine spacecrafts bouwen. Waar ik naar uitzie is een missie naar Titan of Mars. Een ballon die langzaam in de atmosfeer van de Saturnusmaan Titan afdaalt en onderweg wat Delflyertjes loslaat. Vanuit een ballon kun je een groter deel van het oppervlak in kaart brengen. Ondertussen kun je de atmosfeer bestuderen en hopelijk meer duidelijkheid krijgen over de aerosolen, een soort smogdeeltjes die geconcentreerd zijn boven de winterpool en daar nevels veroorzaken. Bij SRON ontwikkelen ze een instrument, Spex (Spectro-Polarimeter for Planetarire Exploration, red). Deze zou onder zo’n ballon mee kunnen en informatie geven over de grootte, structuur en compositie van de deeltjes. Dat is noodzakelijke informatie om uit te zoeken hoe de deeltjes ontstaan en weer verdwijnen.”

Is dat vergelijkbaar met de aardse atmosfeer?
“Ook op de aarde zijn veel aerosolen, zowel van industriële als van natuurlijke oorsprong zoals na vulkanische uitbarstingen. Zulke aerosolen beïnvloeden het klimaat, bijvoorbeeld door een antibroeikaseffect. Een broeikaseffect maakt het op Titan warmer dan verwacht door het methaan in de atmosfeer. Maar de smog die veroorzaakt wordt door de aerosolen vergroot juist de infraroodstraling naar buiten, waardoor plaatselijk het broeikaseffect tegengewerkt wordt. Op aarde leiden flinke vulkaanuitbarstingen daarom ook tot afkoeling als aerosolen in de stratosfeer terecht komen.”

Welke planeten staan er op uw verlanglijstje voor ruimtemissies?
“Op langere termijn hoop ik dat we terug gaan naar Uranus en Neptunus, daar weten we zoveel minder van af dan Jupiter en Saturnus. Alleen het Voyager-2 ruimteschip is er langs gevlogen. Maar omdat het zo ver weg is waren de signalen erg zwak en bevatten de plaatjes weinig details. De maan Miranda ziet er interessant uit, al zijn de plaatjes ervan erg grof. Ook Triton is erg boeiend met zijn seizoen van ieder veertig jaar. Je ziet de Zuidpool en de equator, maar ik zou die graag gedetailleerder zien. Op langere termijn hoop ik dat ze naar die planeten terug gaan. Ik zie hier heel wat mogelijkheden voor de TU, SRON, en Nederlandse industrieën om bij te dragen aan de instrumentatie voor deze grote langetermijnmissies, net als aan kleinere missies die op kortere termijn kunnen plaatsvinden.”