Deze rubriek omvat ons eigen Melkwegstelsel en vrijwel alles wat zich daarbinnen afspeelt. Aan bod komen: (exotische) sterren, planetaire nevels, nabije supernovaresten (neutronensterren en zwarte gaten), witte dwergen, gasnevels enzovoorts.
Een internationaal onderzoeksteam heeft een van de snelst ronddraaiende sterren in het heelal opgespoord. Het gaat om een neutronenster die 716 keer per seconde om zijn as tolt. De ster werd ontdekt met de NICER-röntgentelescoop van NASA, die op het internationale ruimtestation ISS is gemonteerd. De neutronenster maakt deel uit van een röntgendubbelster met de aanduiding ‘4U 1820-30’ en staat van ons uit gezien in het sterrenbeeld Boogschutter, in het centrale deel van ons Melkwegstelsel (The Astrophysical Journal, 25 oktober). Een neutronenster is het overblijfsel van een grote, zware ster die als supernova is geëxplodeerd. Er zijn een paar duizend van bekend, en allemaal zijn ze in allerlei opzichten extreem. Het nu ontdekte exemplaar is slechts twaalf kilometer groot, maar heeft anderhalf keer zoveel massa als onze zon. Zijn snelle draaiing wordt alleen geëvenaard door een andere neutronenster: PSR J1748–2446. Zoals gezegd maakt de nu ontdekte neutronenster deel uit van een röntgendubbelster. Zo’n systeem bestaat uit twee sterren die om elkaar heen draaien. Bijzonder is dat de begeleider een witte dwerg is die ongeveer zo groot is als de aarde. Diens omlooptijd bedraagt slechts elf minuten – een record voor een dubbelster van dit type. Met zijn sterke zwaartekracht trekt de neutronenster materiaal weg van zijn grote begeleider. Steeds als zich genoeg van dat materiaal op zijn oppervlak heeft verzameld, vindt er een enorme explosie plaats, vergelijkbaar met een atoombom. Daarbij wordt de neutronenster tijdelijk honderdduizend keer zo helder als de zon. Tussen 2017 en 2021 hebben de onderzoekers vijftien van deze explosies waargenomen. (EE)
De eerste foto van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel – Sagittarius A* – geeft misschien geen betrouwbaar beeld van zijn uiterlijk, zo suggereert nieuw Japans onderzoek (MNRAS, 31 oktober). Een onderzoeksteam onder leiding van het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) zegt dat hun onderzoek erop wijst dat de accretieschijf rond Sagittarius A* eerder langwerpig is dan rond, zoals te zien is op de foto die in 2022 door de Event Horizon Telescope (EHT)-samenwerking is vrijgegeven. De EHT-opname toont een centraal donker gebied waar het zwarte gat zich bevindt, omgeven door het licht dat afkomstig is van superheet gas dat door immense zwaartekrachten wordt versneld. Maar volgens het NAOJ-team zou dit deels een artefact kunnen zijn, dat is ontstaan door de manier waarop de foto werd opgebouwd. Daarbij wijzen de Japanse wetenschappers er overigens op dat tal van onderzoekers de resultaten van de EHT-opname hebben bevestigd. ‘Onze afbeelding is enigszins uitgerekt in de oost-west-richting, en het oostelijke deel is helderder dan het westelijke’, zegt professor Miyoshi Makoto van het NAOJ. ‘Waar die opvallende ring op de eerste foto dan vandaan komt? Wel, geen enkele telescoop maakt volmaakte astronomische foto’s. We denken dat het ringbeeld het resultaat was van fouten tijdens de beeldvormingsanalyse van de EHT, en dat een deel ervan een artefact was in plaats van de werkelijke astronomische structuur.’ De EHT nam Sagittarius A* in 2017 waar met een netwerk van acht radiotelescopen, met behulp van een techniek die radio-interferometrie heet. Daarbij werden de resultaten van de verschillende telescopen met elkaar gecombineerd. De resultaten werden in 2022 gepubliceerd. Anders dan bij normale fotografie bevatten de gegevens van ver uit elkaar staande radiotelescopen veel ‘gaten’, zo stellen de Japanse onderzoekers. Dus worden er speciale algoritmen gebruikt om daar een beeld uit te construeren. Bij het nieuwe onderzoek zijn veelgebruikte traditionele methoden toegepast op de EHT-data, in plaats van de analysemethode van de EHT zelf. Hoewel het uiterlijk van Sagittarius A* dat nu is gepresenteerd verschilt van de resultaten van het EHT-team, zijn beide plausibel. De wetenschappers achter de nieuwe studie hopen dat verdere discussie tussen astronomen, in combinatie met verbeterde analysemethoden en de gegevens van de vervolgwaarnemingen die sinds 2018 zijn uitgevoerd, een getrouwere weergave van Sagittarius A* zullen opleveren. (EE)
Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en het California Institute of Technology (Caltech) hebben ontdekt dat V404 Cygni, een bijzonder stersysteem in het sterrenbeeld Zwaan op ongeveer achtduizend lichtjaar van de aarde, drie in plaats van twee objecten telt. Bekend was al dat om het centrale zwarte gat een lichte ster draait met een omlooptijd van slechts zesenhalve dag. Deze laatste verliest massa aan het zwarte gat en wordt geleidelijk opgeslokt. Ontdekt is nu dat er om het zwarte gat nog een tweede ster cirkelt, maar dan op veel grotere afstand. Geschat wordt dat deze ster een omlooptijd van 70.000 jaar heeft (Nature, 23 oktober). Het feit dat het zwarte gat een object op zo’n grote afstand nog in zijn greep weet te houden, roept vragen op over de oorsprong van het zwarte gat zelf. Aangenomen wordt dat een zwarte gat als dit ontstaat bij de ontploffing van een uitgeputte ster – een zogeheten supernova-explosie. Daarbij komen in korte tijd enorme hoeveelheden energie en licht vrij, en stort de kern van de ster ineen tot een zwart gat. Door de explosie zouden objecten die in wijde banen om de ster cirkelen bijna letterlijk moeten weggeschopt. De nu ontdekte tweede ster zou er dus niet meer mogen zijn. De onderzoekers vermoeden daarom dat het zwarte gat is gevormd door een minder hevig proces dat ‘direct collapse’ (rechtstreekse ineenstorting) wordt genoemd. Daarbij zakt de uitgeputte ster geleidelijk in elkaar en vormt zich een zwart gat zonder dat er een spectaculaire uitbarsting van licht en energie optreedt. Deze relatief rustige gebeurtenis zou objecten op grote afstand vrijwel ongemoeid laten. Om dit idee te onderbouwen heeft Kevin Burdge van het MIT, medeauteur van het vandaag in Nature gepubliceerde onderzoeksverslag, tienduizenden computersimulaties gedaan. Elk van deze simulaties begon met drie sterren (de derde was het zwarte gat voordat het een zwart gat werd), maar steeds met een iets ander scenario voor hoe de derde ster een zwart gat zou kunnen zijn geworden en de bewegingen van de beide andere sterren beïnvloedde. Ook simuleerde hij scenario’s waarbij de ster een direct collaps onderging. ‘De overgrote meerderheid van de simulaties laat zien dat de eenvoudigste manier om deze drievoudige ster mogelijk te maken een directe instorting is,’ is de conclusie van Burdge. Een mooie bijkomstigheid van de ontdekking van de derde ster is dat deze informatie verschaft over de leeftijd van het drievoudige stersysteem. Uit waarnemingen blijkt dat de buitenste ster bezig is om in een rode reus te veranderen – een fase aan het einde van het leven van een ster. Daaruit kan worden afgeleid dat de drie leden van het V404 Cygni-systeem ongeveer vier miljard jaar oud zijn. (EE)
De grote ster Betelgeuze vertoont al jaren sterke helderheidsfluctuaties, waardoor sommige astronomen vermoeden denken dat hij op het punt staat om een supernova-explosie te ondergaan. Nieuw onderzoek door wetenschappers van het Flatiron Institute (New York, VS) suggereert echter dat de veranderlijke helderheid van de ster te wijten is aan een begeleidende ster, die de bijnaam ‘Betelbuddy’ heeft gekregen. Betelbuddy functioneert als een soort sneeuwschuiver die het stof rond Betelgeuze opruimt en deze ster daardoor tijdelijk helderder doet lijken. Betelgeuze is een rode reuzenster die ongeveer honderdduizend keer zo helder is als onze zon, en ruim duizend keer zo groot. De ster nadert zijn levensduur en als hij ‘sterft’ zal de resulterende explosie wekenlang helder genoeg zijn om hem overdag aan de hemel te zien staan. Astronomen kunnen voorspellen wanneer Betelgeuse zijn laatste adem zal uitblazen door zijn hartslag te controleren. Betelgeuze is een veranderlijke ster, wat betekent dat hij afwisselend helderder en zwakker wordt. Hij pulseert als een kloppend hart, maar vertoont twee hartslagen tegelijk: één met een periode van iets meer dan de jaar en één met een periode van ongeveer zes jaar. Een van deze hartslagen is de fundamentele modus van Betelgeuze: het patroon van afwisselend helderder en zwakker worden dat eigen is aan de ster zelf. Als zijn trage hartslag inderdaad de fundamentele modus is, kan dit betekenen dat Betelgeuze eerder dan verwacht zal ontploffen. Als echter de snelle hartslag de fundamentele modus is, zoals diverse onderzoeken suggereren, dan is de langere hartslag een zogeheten lange secundaire periode. En in dat geval ligt de oorzaak van het traag oplichten en dimmen buiten de ster. Wetenschappers weten nog steeds niet precies waardoor de lange secundaire perioden van een ster als Betelgeuze worden veroorzaakt, maar één van de theorieën is dat ze ontstaan als een ster een om hem heen cirkelende begeleider heeft, die zich een weg baant door het stof dat de ster produceert en uitstoot. Het verplaatste stof tempert de helderheid van de ster zoals we die vanaf de aarde waarnemen, waardoor het lijkt of de ster minder licht uitstraalt. Het team van het Flatiron Institute heeft onderzocht of de lange secundaire periode ook door andere processen kan worden veroorzaakt, zoals wervelingen binnen de ster zelf of periodieke veranderingen in diens krachtige magnetische veld. Maar een analyse gebaseerd op directe waarnemingen en geavanceerde computermodellen die de activiteit van de ster nabootsen laat zien dat Betelbuddy verreweg de meest waarschijnlijke verklaring is. Maar wát Betelbuddy is, is nog onduidelijk. Volgens de onderzoekers zou het gaan om een ster met maximaal tweemaal zoveel massa als de zon. Een meer exotische hypothese is dat de begeleider een neutronenster is – de kern van een ster die al een supernova-explosie heeft ondergaan. (EE)
Astronomen hebben ontdekt dat de oudst bekende bruine dwerg, Gliese 229B, uit twee kleinere bruine dwergen bestaat die op geringe afstand om elkaar heen draaien (Nature, 16 oktober). Sinds zijn ontdekking in 1995 zijn honderden artikelen geschreven over Gliese 229. Maar helemaal begrijpen deden astronomen dit object niet. Het leek namelijk te zwak voor zijn massa. Bruine dwergen zijn lichter dan sterren en zwaarder dan gasreuzen zoals de planeet Jupiter. Maar hoewel astronomen hadden gemeten dat de massa van Gliese 229B ongeveer zeventig keer die van Jupiter was, zou een object van deze massa helderder moeten zijn dan wat hun telescopen hadden waargenomen. Een internationaal team van astronomen onder leiding van het California Institute of Technology (Caltech) heeft dit mysterie nu eindelijk opgelost: de bruine dwerg bestaat in werkelijkheid uit een tweetal bruine dwergen van ongeveer 38 en 34 Jupitermassa’s, die in slechts twaalf dagen om elkaar wentelen. De waargenomen helderheden van het tweetal komen overeen met wat wordt verwacht voor twee kleine bruine dwergen in dit massabereik. Gliese 229B werd ontdekt door een team van Caltech-astronomen, die bij waarnemingen met de grote Hale-telescoop van de sterrenwacht op Palomar Mountain ontdekten dat dit object methaan in zijn atmosfeer heeft: een eigenschap die kenmerkend is voor grote planeten zoals Jupiter, maar niet voor sterren. Daarmee was de eerste ontdekking van de koele sterachtige objecten die bruine dwergen worden genoemd een feit. Bruine dwergen vormden de ontbrekende schakel tussen planeten en sterren, waar al tientallen jaren over was gespeculeerd. Maar bijna dertig jaar na zijn ontdekking en honderden waarnemingen later, worstelden astronomen nog steeds met het onverwacht zwakke schijnsel van Gliese 229B. Ze vermoedden wel dat dit object uit twee bruine dwergen zou kunnen bestaan, maar het feit dat ze al die tijd aan de nieuwsgierige blikken van astronomen waren ontsnapt bewees dat die twee bruine dwergen dan erg dicht op elkaars lip moesten zitten. Om Gliese 229B in twee objecten te kunnen scheiden, heeft het team nu twee verschillende instrumenten gebruikt, beide van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Ze gebruikten het GRAVITY-instrument, een interferometer die licht van vier verschillende telescopen combineert, om het hemellichaam ruimtelijk in tweeën te delen en de CRIRES+spectrograaf om de dopplerverschuiving van moleculen in de atmosferen van de bruine dwergen te meten. Deze laatste meting toonde aan dat als de ene bruine dwerg onze kant op beweegt, de andere zich juist van ons verwijdert. Daaruit kan worden geconcludeerd dat de twee bruine dwergen om elkaar heen draaien. De nieuwe waarnemingen, die verspreid over een periode van vijf maanden zijn gedaan, laten zien dat de twee bruine dwergen, die nu Gliese 229Ba and Gliese 229Bb worden genoemd, in twaalf dagen om elkaar wentelen en slechts zestien keer zo ver van elkaar verwijderd zijn als de aarde en de maan. Tezamen draait het tweetal in 250 jaar om een rode dwergster die kleiner is dan de zon. (EE)
26 september 2024
Astronomen hebben een kolossale infraroodkaart van de Melkweg gepubliceerd die meer dan anderhalf miljard objecten omvat – de meest detailrijke die ooit is gemaakt. Met behulp van de VISTA-telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft het team meer dan dertien jaar lang de centrale delen van ons Melkwegstelsel waargenomen en vijfhonderd terabytes aan gegevens verzameld. Daarmee is dit het grootste waarneemproject dat ooit met een ESO-telescoop is uitgevoerd. De recordgrote kaart bestaat uit 200.000 opnamen die zijn gemaakt met de Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). Deze telescoop maakt deel uit van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili, en heeft als hoofddoel het in kaart brengen van grote stukken hemel. Daarbij hebben de astronomen gebruik gemaakt van VISTA’s infraroodcamera VIRCAM, die door het stof en gas in ons sterrenstelsel heen kan kijken. Hij is daardoor in staat om straling van de best verstopte plekjes in de Melkweg te zien, en opent zo een uniek venster op onze galactische omgeving. De waarnemingen begonnen in 2010 en eindigden in de eerste helft van 2023. Alles bij elkaar namen ze 420 nachten in beslag. Door elk stukje hemel vele malen waar te nemen, kon het team niet alleen de posities van de objecten bepalen, maar ook hun bewegingen en eventuele helderheidsveranderingen volgen. Zo konden ze sterren in kaart brengen waarvan de helderheid periodiek verandert en die als kosmische ‘meetlatten’ kunnen worden gebruikt. Hierdoor hebben we een nauwkeurig 3D-beeld gekregen van de centrale delen van de Melkweg, die tot voor kort aan het zicht onttrokken waren door stof. De onderzoekers hebben ook hypersnelle sterren gevolgd: snel bewegende sterren die uit het centrum van het Melkwegstelsel zijn gekatapulteerd na een kortstondige ontmoeting met het superzware zwarte gat dat daar op de loer ligt. (EE)
→ Volledig persbericht
24 september 2024
Wetenschappers, onder wie Marijke Haverkorn van de Radboud Universiteit, hebben grote magnetische structuren ontdekt rond onze Melkweg, die waarschijnlijk worden veroorzaakt door galactische gasstromen uit stervormingsgebieden. Deze structuren komen overeen met de eROSITA-bubbels die röntgenstraling uitzenden, wat wijst op een verband tussen magnetische halo’s en stervorming in sterrenstelsels. De magnetische structuren strekken zich tot meer dan 16.000 lichtjaar boven en onder het vlak van de Melkweg uit (Nature Astronomy, 23 september). He-Shou Zhang, hoofdauteur van het Nature-artikel en onderzoeker bij het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofycica (INAF), benadrukt het belang van de resultaten: ‘We tonen aan dat stervorming rondom het centrum van de Melkweg aanzienlijk bijdraagt aan een enorme uitstoot van gas en energie. Onze bevindingen laten zien dat de magnetische ‘ribbels’ die we hebben waargenomen nauw verbonden zijn met de stervormingsgebieden in ons Melkwegstelsel.’ Marijke Haverkorn voegt daaraan toe: ‘Onze Melkweg blaast twee gigantische bubbels naar boven en beneden uit. Bij dit onderzoek hebben we de röntgen-, gamma- en radiostraling geanalyseerd die uit deze bubbels komt. Daarbij hebben we aangetoond dat de grootste bubbels het gevolg zijn van intense stervorming. Deze stervorming zorgt ook voor grote magnetische structuren die zich om deze bubbels heen draperen.’ Daarmee is aangetoond dat deze magnetische velden zijn ontstaan door de vorming van de bubbels. Met dit resultaat kunnen de onderzoekers ook iets zeggen over het ontstaan van de zogeheten eROSITA-bubbels, die door de eROSITA-satelliet (een röntgentelescoop aan boord van de Russisch-Duitse ruimtemissie Spectr-Roentgen-Gamma SRG) zijn waargenomen. Die bubbels worden op grote schaal aangedreven door kolossale wolken van gas en energie die bij supernova-explosies worden uitgestoten. Opmerkelijk genoeg strekken ze zich over een groot deel van de hemel uit. Het onderzoek laat zien dat de magnetische velden binnen deze bubbels dunne draderige structuren vormen. ‘Dit onderzoek betekent een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van de Melkweg’, zegt Gabriele Ponti van het INAF. ‘Het is algemeen bekend dat de zogeheten 'actieve' centra van sterrenstelsels jets kunnen lanceren, die een grote impact hebben op dat sterrenstelsel. Onderzoek wijst uit dat deze jets de groei van sterrenstelsels en de zwarte gaten in hun centra reguleren. Wat ik fascinerend vind, is dat zelfs een rustig sterrenstelsel als de Melkweg een krachtige uitstoot van gas en energie kan produceren. Misschien komt dit fenomeen wel bij veel Melkwegachtige sterrenstelsels voor en komen we zo meer te weten over de ‘groei’ van deze objecten. (EE)
→ Persbericht Radboud Universiteit
13 september 2024
Een team van astronomen heeft de Webb-ruimtetelescoop gericht op het verre buitengebied van ons Melkwegstelsel, dat meer dan 58.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg verwijderd is. Ter vergelijking: de aarde bevindt zich op ongeveer 26.000 lichtjaar van het galactisch centrum (Astronomical Journal, augustus). Bij hun onderzoek maakten de astronomen gebruik van de nabij-infraroodcamera (NIRCam) en het midden-infraroodinstrument (MIRI) van de ruimtetelescoop. Daarmee hebben ze opnamen gemaakt van enkele specifieke gebieden in twee moleculaire wolken – Digel 1 en 2 – waar in hoog tempo nieuwe sterren worden gevormd. Op de opnamen zijn de afzonderlijke componenten van deze sterrenhopen te zien, waaronder jonge protosterren en opvallende nevelstructuren. De waarnemingen stellen wetenschappers in staat om de stervorming in het buitengebied van ons Melkwegstelsel net zo nauwgezet te onderzoeken als stervormingsgebieden in onze naaste omgeving. Hoewel de beide Digel-wolken zich binnen ons Melkwegstelsel bevinden, zijn ze relatief arm aan elementen zwaardere dan waterstof en helium. Deze samenstelling maakt ze vergelijkbaar met dwergsterrenstelsels en onze eigen Melkweg in diens jonge jaren. Daarom maakte het team van de gelegenheid gebruik om met Webb de activiteit vast te leggen in vier jonge sterrenhopen binnen de Digel-wolken 1 en 2: 1A, 1B, 2N en 2S. In het geval van subwolk Digel 2S heeft Webb een hoofdcluster met jonge, pasgevormde sterren vastgelegd. Dit compacte gebied is behoorlijk actief: diverse van de daar aanwezige sterren stoten lange jets van materie uit langs hun polen. Alles bij elkaar zijn in Digel 1 en 2 vier van deze stervormingsgebieden ontdekt. (EE)
→ NASA’s Webb Peers into the Extreme Outer Galaxy
11 september 2024
Voor het eerst hebben astronomen beelden vastgelegd van een andere ster dan de zon, die voldoende detailrijk zijn om de beweging van gasbellen op diens oppervlak te kunnen volgen. De beelden van de ster, R Doradus, zijn in juli en augustus 2023 verkregen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een telescoop die deels in eigendom is van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Ze laten reusachtige hete gasbellen zien, 75 keer zo groot als de zon, die aan het oppervlak verschijnen en sneller dan verwacht terugzakken in het inwendige van de ster. ‘Het is voor het eerst dat het borrelende oppervlak van een echte ster op deze manier kan worden getoond,’ aldus Wouter Vlemmings, hoogleraar aan de Technische Universiteit Chalmers in Göteborg (Zweden), en hoofdauteur van het onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Nature zijn gepubliceerd. ‘We hadden nooit verwacht dat de data van zo hoge kwaliteit zouden zijn dat we zo veel details van de convectie op het steroppervlak zouden zien.’ Sterren produceren energie in hun kern door middel van kernfusie. Deze energie kan naar het oppervlak van de ster worden afgevoerd in de vorm van enorme, hete bellen van gas, die vervolgens afkoelen en zinken – zoals bij een lavalamp. Door dit proces, dat convectie wordt genoemd, worden de zware elementen die in de kern zijn gevormd, zoals koolstof en zuurstof, verdeeld over de ster. Het vermoeden bestaat dat dit proces tevens verantwoordelijk is voor de sterrenwinden die deze elementen de ruimte in blazen, waar ze worden gebruikt om nieuwe sterren en planeten te vormen. Convectiebewegingen waren tot nu toe nog nooit in detail waargenomen bij andere sterren dan de zon. Met behulp van ALMA kon het team in de loop van een maand hoge-resolutiebeelden maken van het oppervlak van R Doradus, een rode reuzenster die ongeveer 350 keer zo groot is als de zon en op een afstand van ongeveer 180 lichtjaar in het sterrenbeeld Dorado (Goudvis) staat. Zijn grote omvang en betrekkelijke nabijheid maken hem tot een ideaal doelwit voor gedetailleerde waarnemingen. Bovendien is zijn massa vergelijkbaar met die van de zon, wat betekent dat R Doradus waarschijnlijk redelijk vergelijkbaar is met hoe onze zon er over vijf miljard jaar uit zal zien, wanneer ook zij in een rode reus is veranderd. Het is de astronomen ook gelukt om de snelheden te meten van de gasbellen op R Doradus. Daarbij hebben ze vastgesteld dat deze in een cyclus van een maand bewegen – sneller dan wetenschappers op basis van hoe de convectie in de zon werkt, hadden verwacht. Dit doet vermoeden dat het convectieproces, naarmate een ster ouder wordt, op een nog onbegrepen manier verandert. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
In tegenstelling tot eerdere berichten is er geen bewijs voor de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat in Omega Centauri, de zwaarste bolvormige sterrenhoop in ons Melkwegstelsel. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Andrés Bañares-Hernández – astronoom aan het Instituto de Astrofísica de Canarias in La Laguna, Spanje – kunnen de bewegingen en de verspreiding van de sterren in Omega Centauri ook worden verklaard door een zwerm van tienduizend tot twintigduizend veel kleinere zwarte gaten die in en uit het centrum van de dicht opeengepakte sterrenhoop duiken. De nieuwe studie kan de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat niet volledig uitsluiten, maar als er toch een is, is het veel kleiner dan werd aangenomen en bedraagt zijn massa hooguit zesduizend zonsmassa’s (arXiv, 1 augustus). De ontdekking van het vermeende middelzware zwarte gat in Omega Centauri, werd in juli gemeld door een onderzoeksteam onder leiding van Anil Seth van de Universiteit van Utah (VS) en Nadine Neumayer van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland). Middelzware zwarte gaten hebben honderd tot honderdduizend keer zoveel massa als onze zon: aanzienlijk meer dan een stellair zwart gat, maar veel minder dan het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Dat zich in Omega Centauri een zwart gat van deze (zeldzame) categorie bevindt werd afgeleid uit de bewegingen van sterren in het centrum van de sterrenhoop. Bañares-Hernández en zijn collega’s baseren zich op de bewegingen van niet alleen normale sterren in Omega Centauri, maar ook die van vijf zogeheten millisecondepulsars: rondtollende neutronensterren die met grote regelmaat pulsen radiostraling uitzenden. Als zo’n pulsar in de richting van de aarde beweegt, doet elke puls er minder lang over om ons te bereiken. Door deze pulsen exact te timen kunnen astronomen vaststellen hoe de massa binnen Omega Centauri is verdeeld. En deze massaverdeling wijst niet per se op de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat. De doctoraalstudent die de bewegingen van meer dan een miljoen sterren in Omega Centauri in kaart heeft gebracht blijft overigens bij zijn oorspronkelijke conclusie: ‘Wij denken dat de beste verklaring voor het feit er zo dicht bij het centrum van Omega Centauri zeer snel bewegende sterren te vinden zijn, is dat ze in bedwang worden gehouden door een middelzwaar zwart gat’, aldus Maximilian Häberle. (EE)
Met de hulp van burgerwetenschappers heeft een team van astronomen een zwakke rode ster ontdekt die met een snelheid van ongeveer 600 kilometer per seconde door de ruimte beweegt. Deze bijzondere stellaire snelheidsduivel, die zich op slechts 400 lichtjaar van de aarde bevindt, is de eerste hypersnelle ster van zeer geringe massa die tot nu toe is ontdekt. Hij volgt een ongewone baan die ertoe kan leiden dat hij uit ons Melkwegstelsel zal ontsnappen. Het onderzoek, onder leiding van Adam Burgasser van de Universiteit van Californië in San Diego, is onlangs geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters en is als preprint beschikbaar op arXiv.org. De ster, met de aanduiding J1249+36, werd voor het eerst opgemerkt door enkele van de meer dan 80.000 vrijwilligers die deelnemen aan het Backyard Worlds: Planet 9- project, die de enorme berg aan gegevens doorkammen die de afgelopen veertien jaar zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop WISE. Door zijn hoge snelheid viel J1249+36 meteen op. Om de aard van dit object beter te begrijpen, gebruikte Burgasser de Near-Infrared Echellette Spectrograph (NIRES) van de Keck-sterrenwacht op Hawaï, om zijn infraroodspectrum te meten. Daaruit bleek dat het om een L-subdwerg gaat: een klasse van oude sterren met zeer lage massa’s en lagere temperaturen dan onze zon. In combinatie met beeldgegevens van verschillende andere telescopen, kon het team de positie en ruimtelijke snelheid van J1249+36 nauwkeurig meten en zo zijn toekomstige traject door de Melkweg voorspellen. De onderzoekers hebben twee mogelijke scenario’s voor de ongewone baan van J1249+36. Volgens het eerste scenario was J1249+36 oorspronkelijk de begeleider van een witte dwerg met een lage massa – de overgebleven kern van een ster die zijn nucleaire brandstof heeft opgebruikt en is uitgedoofd. Als een kleine ster in een zeer nauwe baan om een witte dwerg draait, kan deze massa overdragen, wat resulteert in periodieke uitbarstingen die novae worden genoemd. Als de witte dwerg daarbij te veel massa verzamelt, kan hij vervolgens instorten en een supernova-explosie ondergaan. Bij zo'n supernova wordt de witte dwerg volledig vernietigd, waardoor zijn begeleider ontsnapt en met hoge snelheid wegvliegt. In het tweede scenario maakte J1249+36 oorspronkelijk deel uit van een bolvormige sterrenhoop – een compacte samenballing van sterren. Aangenomen wordt dat veel van deze sterrenhopen zwarte gaten in hun kern hebben. Ook deze zwarte gaten kunnen een dubbelsterren vormen, en zulke systemen blijken uitstekende ‘katapulten’ te zijn voor sterren die toevallig te dicht in hun buurt komen. In zeldzame gevallen kan bij zo’n interactie een lichte ster uit de sterrenhoop worden geslingerd. Om te bepalen of een van deze scenario’s de baan van J1249+36 kan verklaren, willen Burgasser en zijn team nauwkeuriger kijken naar zijn chemische samenstelling. Wanneer een witte dwerg explodeert, komen er zware elementen vrij die de atmosfeer van J1249+36 tijdens diens ontsnapping kunnen hebben ‘vervuild’. Ook de sterren in bolvormige sterrenhopen zijn rijk aan bepaalde chemische elementen die de herkomst van J1249+36 kunnen onthullen. (EE)
31 juli 2024
De zogeheten dunne schijf van ons Melkwegstelsel - het centrale vlak waarin ook de zon zich bevindt - is veel ouder dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit een analyse van meetgegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia.
Ons Melkwegstelsel is een klassiek spiraalstelsel met een dunne schijf, een zogeheten centrale verdikking, een 'dikke schijf' waarin zich voornamelijk oude sterren bevinden, en een uitgestrekte halo van donkere materie, oude sterren en bolvormige sterrenhopen. Op basis van onder andere computersimulaties werd altijd aangenomen dat de dunne schijf van het Melkwegstelsel, waarin de meeste gas- en stofwolken voorkomen en waarin dus ook de meeste nieuwe sterren worden geboren, een leeftijd van zo'n 8 à 10 miljard jaar zou hebben.
Met de James Webb Space Telescope en het ALMA-observatorium zijn echter op zeer grote afstanden in het heelal, waar je ook heel ver terugkijkt in de tijd, al schijfvormige stelsels ontdekt in de vroege jeugd van het heelal. Dat leek in tegenspraak met de theoretische modellen. Een team van astronomen onder leiding van Samir Nepal van het Leibniz Instituut voor Astrofysica in Potsdam heeft nu echter sterke aanwijzingen gevonden dat de dunne schijf van ons eigen Melkwegstelsel ook al binnen één miljard jaar na de oerknal was ontstaan.
Nepal en zijn collega's bestudeerden in de meetgegevens van Gaia de leeftijden, chemische samenstelling en bewegingen van meer dan 800 miljoen sterren in ons deel van het Melkwegselsel, op afstanden tot 3200 lichtjaar, waarbij ze intensief gebruik maakten van machine learning. De meeste van die sterren bewegen op een vergelijkbare manier rond het Melkwegcentrum als onze zon; ze maken dus deel uit van de dunne schijf.
Verrassend genoeg blijken veel sterren in de dunne schijf een hoge ouderdom te hebben: meer dan 10 miljard jaar, en in sommige gevallen zelfs meer dan 13 miljard jaar (ter vergelijking: de oerknal vond 13,8 miljard jaar geleden plaats). In een artikel in Astronomy & Astrophysics concluderen de astronomen dan ook dat de dunne schijf van het Melkwegstelsel veel ouder is dan tot nu toe werd gedacht. (GS)
→ Origineel persbericht
30 juli 2024
Een internationaal team van onderzoekers onder Nederlandse leiding heeft met behulp van op waarnemingen gebaseerde computermodellen een verklaring gevonden voor de manier waarop macromoleculen in korte tijd gevormd kunnen worden in schijven van gas en stof rond jonge sterren. Ze publiceren hun bevindingen vandaag in het vakblad Nature Astronomy.
Planeetonderzoekers gaan er al langer vanuit dat de organische macromoleculen die de aarde geschikt voor leven maken, uit chondrieten komen. Dat zijn primitieve, oeroude meteorieten van samengeklonterde kiezels. Maar de vraag bleef tot nu toe hoe die samengeklonterde kiezels dan weer aan de macromoleculen zijn gekomen. Daarvoor hebben onderzoekers van onder meer de TU Delft en de Universiteit Leiden nu een verklaring.
De onderzoekers combineren in een model twee verschijnselen die al in het echt zijn waargenomen. Het eerste is het verschijnsel dat er in de stofschijf die rond een jonge ster draait, gebieden zijn waar stof en ijs zich ophoopt. In zo'n stofval of ijsval ligt het ijzige stof niet stil, maar beweegt het omhoog en omlaag.
Het tweede verschijnsel draait om de zware bestraling, bijvoorbeeld door sterlicht, van eenvoudige ijsmengsels. Uit laboratoriumonderzoek is bekend dat er door bestraling zeer complexe moleculen van honderden atomen groot gevormd kunnen worden. Deze moleculen bevatten hoofdzakelijk koolstofatomen en zijn te vergelijken met roet en grafeen.
Als er, zo dachten de onderzoekers, nu eens stofvallen zijn die blootstaan aan een bombardement van sterlicht, dan zouden daar weleens organische macromoleculen kunnen ontstaan. Om hun hypothese te testen, stelden de onderzoekers een model op waarmee ze verschillende omstandigheden konden doorrekenen.
Uit het model kwam naar voren dat zich bij de juiste omstandigheden macromoleculen kunnen vormen in slechts enkele tientallen jaren.
"We hadden natuurlijk op dit resultaat gehoopt, maar dat het zo overduidelijk zou zijn, kwam toch wel als een mooie verrassing," zegt leider van de studie Niels Ligterink. Hij werkt tot juli aan de Universität Bern in Zwitserland en komt daarna naar de TU Delft. "Ik hoop dat vakgenoten meer aandacht krijgen voor het effect van zware straling op complexe chemische processen. De meeste onderzoekers richten zich op relatief kleine organische moleculen van enkele tientallen atomen groot, terwijl chondrieten juist vooral macromoleculen bevatten."
"Het is echt supertof dat we nu met een op waarnemingen gebaseerd model kunnen verklaren hoe grote moleculen gevormd kunnen worden," zegt coauteur Nienke van der Marel, Universiteit Leiden. Zij toonde elf jaar geleden met collega's als eerste onomstotelijk aan dat er stofvallen bestonden en heeft zich sindsdien in het onderwerp vastgebeten. "Ons onderzoek is een unieke combinatie van astrochemie, waarnemingen met ALMA, laboratoriumwerk, stofevolutie en de studie van meteorieten uit ons zonnestelsel."
In de toekomst willen de onderzoekers kijken hoe verschillende soorten stofvallen verschillend reageren op straling en bewegende stofstromen. Zo kunnen ze meer zeggen over de kans op leven rond verschillende soorten exoplaneten en sterren.
→ Origineel persbericht
26 juli 2024
Polaris, de ster die het ware noorden aangeeft, is vijftig procent zwaarder dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit onderzoek door een team onder aanvoering van Nancy Remage Evans van de Universiteit van Toronto (Canada). De herziene massabepaling is gebaseerd op een nieuwe berekening van de baanbeweging van een veel zwakkere ster – Polaris Ab – die om de noordelijke Poolster heen draait (ScienceNews, 25 juli). Massa is van grote invloed van de levensloop van een ster. Hoe meer massa een ster heeft, des te sneller verbruikt hij zijn brandstof en sterft hij. Op basis van een eerdere schatting werd de leeftijd van Polaris geschat op 3,45 zonsmassa’s, en daaruit werd afgeleid dat hij ongeveer 100 miljoen jaar oud is. De nieuwe massabepaling, die uitkomt op iets meer dan vijf zonsmassa’s, betekent dat de ster korter geleden is gevormd, maar hoe oud hij precies is, is nog onduidelijk. De begeleider van Polaris is zo zwak dat hij pas in 2005 door Nancy Evans en haar collega’s werd ontdekt met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop. Toen hij tien jaar later het dichtst bij de Poolster kwam, begonnen Evans en anderen hem te volgen met de CHARA-array, een optische interferometer bestaande uit zes 1-meter telescopen, op Mount Wilson in Californië (VS). Omdat de begeleidende ster er bijna dertig jaar over doet om eenmaal om Polaris te draaien, is inmiddels het grootste deel van van zijn omloopbaan waargenomen, wat de betrouwbaarheid van de nieuwe massaschatting vergroot. Met een afstand van 447 lichtjaar is Polaris het meest nabije voorbeeld van een klasse van sterren die Cepheïden worden genoemd. Cepheïden zijn groot en helder en naderen het einde van hun bestaan. Tijdens deze levensfase vertonen ze regelmatige helderheidsveranderingen, die kunnen worden gebruikt om hun afstanden te bepalen. (EE)
→ The North Star is much heavier than previously thought
23 juli 2024
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Florian Peißker van de Universiteit van Keulen (Duitsland) heeft een middelzwaar zwart gat ontdekt in een sterrenhoop nabij Sagittarius A* – het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel ophoudt. De ontdekking volgt kort op die van een middelzwaar zwart gat in de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri, bijna twee weken geleden (The Astrophysical Journal, 18 juli). Middelzware zwarte gaten hebben honderd tot honderdduizend keer zoveel massa als onze zon: aanzienlijk meer dan een stellair zwart gat, maar veel minder dan het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Tot dusver zijn slechts een stuk of tien mogelijke middelzware zwarte gaten ontdekt, maar de meeste daarvan wachten nog op bevestiging. Het nu ontdekte exemplaar maakt deel uit van de sterrenhoop IRS13, die zich op slechts ééntiende lichtjaar van Sagittarius A* bevindt. Peißker en collega’s merkten op dat de sterren in IRS 13 in een onverwacht ordelijk patroon bewegen, terwijl ze eigenlijk hadden verwacht dat de sterren willekeurig gerangschikt zouden zijn. Uit dit regelmatige patroon kunnen twee conclusies worden getrokken. Aan de ene kant lijkt IRS 13 onder invloed te staan van Sagittarius A*, wat resulteert in de geordende beweging van de sterren. Aan de andere kant moet er ‘iets’ in de sterrenhoop zitten dat de waargenomen compacte vorm ervan in stand houdt. Waarnemingen met de Europese Very Large Telescope en de ALMA-array in Chili en de Amerikaanse röntgen-ruimtetelescoop Chandra suggereren nu dat het compacte karakter van de sterrenhoop kan worden toegeschreven aan een middelzwaar zwart gat. Dit wordt gesteund door de ontdekking van karakteristieke röntgenstraling en geïoniseerd gas dat met een snelheid van enkele honderden kilometers per seconde om de vermoedelijke locatie van het zwarte gat cirkelt. Een andere aanwijzing is de dichtheid van de sterrenhoop, die ongewoon veel hoger is dan die van andere sterrenhopen in ons Melkwegstelsel. ‘IRS 13 lijkt een essentiële bouwsteen te zijn voor de groei van het zwarte gat Sagittarius A*’, aldus Peißker. Geplande waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop en de nog in aanbouw zijn de Extremely Large Telescope zullen mogelijk uitsluitsel kunnen geven over wat zich in de sterrenhoop afspeelt. (EE)
→ Another intermediate-mass black hole discovered at the centre of our galaxy
17 juli 2024
Een internationaal onderzoeksteam onder aanvoering van Kareem El-Badry (Caltech, VS) heeft naar het schijnt 21 neutronensterren opgespoord die om evenzovele zonachtige sterren draaien. Neutronensterren zijn de compacte, ‘uitgebrande’ kernen van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Van zichzelf zijn ze extreem lichtzwak en doorgaans niet rechtstreeks waarneembaar. Maar als ze een dubbelster vormen met een heldere zonachtige ster, brengen ze deze laatste aan het schommelen. Met behulp van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia zijn zulke schommelingen nu waargenomen bij 21 zonachtige sterren (The Open Journal for Astrophysics, 15 juli). Er zijn al eerder neutronensterren waargenomen in banen rond sterren zoals onze zon, maar daarbij ging het steeds om compacte dubbelstersystemen, waarin de afstand tussen beide sterren zo klein is dat de neutronenster (die zwaarder is dan een zonachtige ster) massa van zijn heldere partner kan ‘stelen’. Deze massaoverdracht zorgt ervoor dat de neutronenster een heldere bron van röntgen- of radiostraling is. De neutronensterren in het nieuwe onderzoek bevinden zich veel verder van hun begeleidende ster – ruwweg één tot drie keer de afstand tussen zon en aarde. Dat betekent dat er geen massa-overdracht plaatsvindt en de neutronensterren geen waarneembare straling uitzenden. ‘Dit zijn de eerste neutronensterren die enkel dankzij hun zwaartekracht zijn ontdekt,’ aldus El-Badry. De ontdekking komt als een verrassing, omdat niet duidelijk is hoe een ontplofte ster naast een zonachtige ster kan bestaan. In principe zou de voorganger van de neutronenster enorm groot moeten zijn geworden en, tegen het einde van zijn bestaan, de kleinere begeleider overspoeld moeten hebben, om uiteindelijk een supernova-explosie te ondergaan. En daarbij zouden de neutronenster en de zonachtige ster in tegengestelde richtingen zijn weggeslingerd. De nieuwe ontdekking laat zien dat sommige van deze dubbelsterren de catastrofale explosie weten te overleven, maar hóé is onduidelijk. De meeste van de ontdekte dubbelstersystemen bevinden zich op afstanden van minder dan 3000 lichtjaar – relatief dichtbij naar kosmische maatstaven. Op basis van het nu ontdekte aantal schatten El-Badry en zijn collega’s dat ongeveer één op de miljoen zonachtige sterren in ons Melkwegstelsel een neutronenster als begeleider heeft. (EE)
→ Sun-Like Stars Found Orbiting Hidden Companions
15 juli 2024
Met behulp van pulsars – ronddraaiende neutronensterren die vuurtoren-achtige bundels van radiostraling uitzenden – hebben astronomen veelbelovend bewijs gevonden voor het bestaan van objecten die uit donkere materie bestaan. De ontdekking wordt deze week gepresenteerd door John LoSecco van de Universiteit van Notre Dame (VS) op een nationale bijeenkomst van Britse astronomen in Hull (VK). Pulsars zenden met zeer regelmatige tussenpozen – uiteenlopend van milliseconden tot seconden – elektromagnetische straling uit, waardoor ze heel geschikt zijn als natuurlijke klokken. LoSecco heeft met behulp van diverse radiotelescopen, waaronder die in Westerbork, variaties en vertragingen waargenomen in de aankomsttijden van deze pulsen. De gegevens wijzen erop dat zich tussen pulsar en radiotelescoop soms onzichtbare massaconcentraties bevinden die de radiostraling afbuigt. Volgens LoSecco zouden deze onzichtbare massa’s uit donkere materie kunnen bestaan. Afwijkingen in de aankomsttijden als gevolg van donkere materie hebben een specifiek verloop en een grootte die evenredig is met de massa. Licht dat dicht langs een gebied van donkere materie komt, zal door de aanwezigheid ervan worden afgebogen en loopt daarbij vertraging op. Een nauwkeurige analyse van de 65 zogeheten millisecondepulsars heeft uitgewezen dat een tiental van deze gebeurtenissen door de inmenging van donkere materie zijn veroorzaakt. ‘We maken gebruik van het feit dat de aarde beweegt, de zon beweegt, de pulsar beweegt en zelfs de donkere materie beweegt’, zegt LoSecco. ‘We nemen de afwijkingen in de aankomsttijd waar zoals die worden veroorzaakt door de verandering in afstand tussen de massa die we waarnemingen en de zichtlijn naar de pulsar die als klok fungeert.’ Een massa ter grootte van de zon kan een vertraging van ongeveer tien microseconden veroorzaken. De waarnemingen van LoSecco hebben resoluties van de aarde van nanoseconden – 10.000 keer kleiner dus. Bij één van de gebeurtenissen is een verstoring veroorzaakt door een object van ongeveer een vijfde zonsmassa – een object dat volgens LoSecco een goede kandidaat voor donkere materie is. (EE)
→ How astronomers are using pulsars to observe evidence of dark matter
11 juli 2024
De dichtstbijzijnde millisecondepulsar, PSR J0437-4715, heeft een straal van 11,4 kilometer en een massa van 1,4 keer die van de zon. Dat blijkt uit precisiemetingen van een team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Amsterdam. De metingen onthullen meer over de samenstelling en het magnetisch veld van deze neutronenster. PSR J0437 is een pulsar, een ronddraaiende neutronenster die elektromagnetische straling uitzendt. Hij staat op circa 510 lichtjaar van de aarde in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Schilder. PSR J0437 draait 174 keer per seconde om zijn as en heeft een witte dwergster als begeleider. De pulsar zwiept als een op hol geslagen vuurtoren elke 5,75 milliseconde een bundel radiostraling en röntgenstraling richting aarde. Hij is daarmee de dichtstbijzijnde millisecondepulsar. Mede doordat hij zo dichtbij staat is hij tevens de helderste millisecondepulsar.Voor hun onderzoek maakten de wetenschappers gebruik van gegevens van de NICER-röntgentelescoop aan boord van het ISS. Ze combineerden de röntgengegevens met een techniek die pulsprofielmodellering wordt genoemd. Hiervoor rekenden ze op de Nederlandse nationale supercomputer Snellius complexe statistische modellen door. Uiteindelijk konden ze de straal van de ster berekenen, mede dankzij massabepalingen door Daniel Reardon (Swinburne University of Technology, Australië) en collega’s van de Parkes Pulsar Timing Array. Ook brachten ze de temperatuurverdeling van de magnetische polen van de ster in kaart. De onderzoekers melden dat de nieuwe metingen duiden op een ‘zachtere equation of state’ (toestandsvergelijking) dan gedacht. Daarmee bedoelen ze dat het maximumgewicht van neutronensterren lager moet zijn dan sommige theorieën voorspellen. De komende tijd hopen de onderzoekers meer gegevens van de NICER-röntgentelescoop binnen te krijgen van dezelfde pulsar en van andere pulsars. Uiteindelijk willen ze voor elke neutronenster kunnen voorspellen waarvan de ster gemaakt is en welke krachten er tussen de deeltjes spelen.
→ Volledig persbericht
10 juli 2024
Nieuw onderzoek, onder leiding van Anil Seth van de Universiteit van Utah (VS) en Nadine Neumayer van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland), heeft uitsluitsel gegeven over het bestaan van ‘middelzware’ zwarte gaten. Dat zijn zwarte gaten met honderd tot honderdduizend keer zoveel massa als onze zon: aanzienlijk meer dan een stellair zwart gat, maar veel minder dan het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel (Nature, 11 juli). Het nu ontdekte zwarte gat bevindt zich in het hart van Omega Centauri, een bolvormige sterrenhoop op ongeveer 18.000 lichtjaar afstand. Van deze bolhoop wordt vermoed dat het de kern is van een klein sterrenstelsel dat lang geleden door de Melkweg is opgeslokt en zich daardoor niet verder heeft kunnen ontwikkelen. Dat zich in het centrum van Omega Centauri een onzichtbare massa schuilhoudt werd al een tijdje vermoed. Maar over de grootte ervan bestond onduidelijkheid, omdat er tot nu toe geen sterren waren gevonden die – zoals verwacht – met hoge snelheden in banen om dit object bewegen. Daarom besloten Seth en Neumayer in 2019 om doctoraalstudent Maximilian Häberle aan het werk te zetten. Hij verzamelde vijfhonderd opnamen van Omega Centauri die, merendeels voor geheel andere doeleinden, met de Hubble-ruimtetelescoop waren gemaakt. Aan de hand van deze opnamen heeft Häberle de bewegingen van maar liefst 1,4 miljoen sterren in Omega Centauri in kaart gebracht. Het resultaat: een oogst van zeven hogesnelheidssterren in het centrum van de bolhoop – genoeg om vast te kunnen stellen dat zich daar een zwart gat van ongeveer 8200 zonsmassa’s verschuilt. Om hun bevinden verder te onderbouwen is het team van plan om het hart van Omega Centauri nog gedetailleerder te bekijken met de Webb-ruimtetelescoop en de Extremely Large Telescope die ESO momenteel in Chili bouwt. (EE)
→ Astronomers find missing link in massive black hole formation
8 juli 2024
Japanse astronomen hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het vreemde gedrag van het restant van een supernova-explosie die in het jaar 1181 door waarnemers in Azië werd opgetekend. Modern onderzoek heeft laten zien dat deze ‘gastster’ werd veroorzaakt door een botsing tussen twee zogeheten witte dwergen: uiterst compacte sterren ter grootte van de aarde. Daarbij ontstond een supernova van het zeldzame type Iax, die één enkele, snel ronddraaiende witte dwerg achterliet. Nieuw onderzoek wijst erop dat deze witte dwerg een jaar of twintig geleden weer wat is opgeleefd en een bron van snelle sterrenwind is geworden (The Astrophysical Journal, 5 juli).Vanwege zijn zeldzame aard en locatie binnen ons Melkwegstelsel is SNR 1181, zoals het restant van de supernova-explosie formeel heet, een geliefd waarnemingsobject – sinds 2021 althans, want pas in dat jaar hebben astronomen deze supernovarest, aan de hand van de historische waarnemingen, weten op te sporen in het sterrenbeeld Cassiopeia. Recente waarnemingen wijzen erop dat SNR 1181 twee schokgebieden vertoont: een buitengebied en een binnengebied. Bij hun nieuwe onderzoek hebben de Japanse astronomen de nieuwste röntgengegevens van het object geanalyseerd en een computermodel geconstrueerd dat deze eigenschappen kan verklaren. De grootste uitdaging was dat, volgens de gangbare opvattingen, twee witte dwergen zouden moeten exploderen en verdwijnen als ze met elkaar in botsing komen. In dit geval is echter een witte dwerg achtergebleven. De verwachting was dat zo’n ronddraaiende witte dwerg direct na zijn vorming een sterrenwind – een aanhoudende stroom van snelle deeltjes – zou gaan produceren. Maar dat lijkt toch niet zo te zijn: tot verrassing van de astronomen laten hun berekeningen zien dat de sterrenwind pas ergens in de laatste twintig tot dertig jaar op gang moet zijn gekomen. Met andere woorden: de witte dwerg is wat opgeleefd – mogelijk doordat een deel van het materiaal dat bij de in 1181 waargenomen explosie werd uitgestoten naar de ster teruggevallen is en tot hernieuwde fusiereacties heeft geleid. Om dit scenario te verifiëren wil het Japanse team SNR 1181 nu nader bestuderen met de Very Large Array (VLA)-radiotelescoop in de VS en de 8,2 meter Subaru-telescoop op Hawaï. (EE)
→ Fresh wind blows from historical supernova
4 juli 2024
Astronomen hebben door het stof en gas in ons Melkwegstelsel heen gekeken, en daarbij ontdekt dat de sterren in zijn kern minder dicht opeengepakt zitten dan tot nu toe werd aangenomen (Nature, 27 juni). ‘Deze aanpassing maakt de Melkweg eigenlijk ‘minder vreemd’', aldus Gail Zasowski, astronoom aan de Universiteit van Utah in Salt Lake City (VS). Daarmee verwijst ze naar het gegeven dat de sterren en andere onderdelen van de Melkweg compacter zijn dan die van vergelijkbare sterrenstelsels die wetenschappers rechtstreeks kunnen zien en meten. Zasowski: ’Vergeleken met die metingen zag ons stelsel er ’schattig en knus’ uit, maar dat maakt je ook een beetje wantrouwig.’ Zasowski en haar collega’s baseren hun revisie van het Melkwegstelsel op metingen van de posities en afstanden van bijna een kwart miljoen rode reuzen – zware oude sterren – die in het kader van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) zijn gedaan. Het is altijd moeilijk geweest om de precieze structuur van het Melkwegstelsel te bepalen, omdat wij ons in een van diens spiraalarmen bevinden, ongeveer halverwege de kern en de buitengrens van de Melkwegschijf. Daarbij komt nog dat ons zicht op verre sterren wordt belemmerd door het stof dat zich over het hele Melkwegstelsel heeft verspreid. Normaal gesproken wordt het licht van hemellichamen zoals rode reuzen door dit stof aan het zicht van onze telescopen onttrokken, maar de Apache-sterrenwacht in Sunspot, New Mexico, kan nabij-infrarode straling detecteren, die door het stof heen gaat. Eerdere schattingen van de grootte en vorm van het Melkwegstelsel waren gebaseerd op bepalingen van de verdeling van sterren in de buurt van onze zon, en deze te extrapoleren met behulp van modellen van eenvoudige sterrenstelsels. Dankzij de nieuwe inventarisatie van rode reuzen hebben de onderzoekers een beter beeld gekregen van de verdeling van de sterren in het Melkwegstelsel, met name in diens centrale ‘uitstulping’ of bulge. Tot hun verrassing zagen de onderzoekers de populatie van rode reuzen tussen de rand en de bulge van het Melkwegstelsel niet exponentieel toenemen. In plaats daarvan vlakte deze halverwege af, wat erop wijst dat de sterren in het centrale deel van de Melkwegschijf minder dicht opeengepakt zitten dan de bestaande modellen aangaven. En als de materie in het Melkwegstelsel niet in het centrum is samengegepropt, moet deze meer verspreid zijn dan werd aangenomen. ‘Dankzij deze nieuwe ontdekking zullen we veel dingen opnieuw moeten bekijken,’ zegt medeauteur Jianhui Lian, astronoom aan de Yunnan Universiteit in Kunming (China). ‘Wellicht moeten we bijvoorbeeld onze schatting van de totale massa van de Melkweg verlagen. En dat zou weer kunnen betekenen dat ons Melkwegstelsel meer donkere materie bevat dan gedacht.’ (EE)
→ The Milky Way is ‘less weird’ than we thought
2 juli 2024
Astronomen vragen zich al jaren af hoe het komt dat ons Melkwegstelsel minder kleine satellietstelsels heeft dan het standaardmodel voor de donkere materie voorspelt. Waarnemingen met de Subaru-telescoop hebben nu echter nieuwe satellietstelsels aan het licht gebracht, en de schattingen voor het totale aantal dat naar verwachting rond de Melkweg zwermt naar boven bijgesteld. Dit lost het zogeheten ‘Ontbrekende dwergstelsel’-probleem op, maar nu zijn de schattingen weer onverklaarbaar hoog (Publications of the Astronomical Society of Japan, 8 juni). Hoeveel kleine sterrenstelsels begeleiden de Melkweg? Dat is een vraag waar astronomen al tientallen jaren mee worstelen. Satellietstelsels zouden namelijk ontstaan wanneer koel gas zich samenbalt rond donkere materie, en vervolgens sterren vormt. Satellietstelsels zijn dus nauw verbonden met de aard van de donkere materie. Volgens de standaardtheorie zouden sterrenstelsels zoals de Melkweg meer dan duizend klonten donkere materie moeten bevatten en wordt dus een vergelijkbaar aantal satellietstelsels verwacht. Maar tot nu toe zijn er in en rond de Melkweg slechts enkele tientallen satellietstelsels ontdekt. Deze discrepantie wordt het ‘Ontbrekende dwergstelsel’-probleem genoemd. Wat klopt er niet? Is de ware aard van de donkere materie anders dan standaardtheorie voorspelt? Of wordt de stervorming in de klonten van donkere materie op de een of andere manier onderdrukt, waardoor zich minder makkelijk satellietstelsels kunnen vormen? Of zijn er wel degelijk veel satellietstelsels, maar zijn die gewoon moeilijk waarneembaar? Om deze laatste mogelijkheid te onderzoeken, heeft een internationaal onderzoeksteam met de Subaru-telescoop op Hawaï en diens ultra-groothoekcamera Hyper Suprime-Cam naar deze zwakke sterrenstelsels gezocht. Eerder ontdekten de astronomen daarmee al drie nieuwe dwergsterrenstelsels: Virgo I, Cetus III en Bootes IV. En nu hebben ze er nog eens twee ontdekt (Virgo III en Sextans II). Opgeteld bij de vier dwergstelsels die al langer bekend waren, komt het totaal voor het onderzochte stukje Melkweg daarmee op negen. Dat lijkt misschien een klein aantal, maar het is eigenlijk veel groter dan verwacht. Volgens de laatste inzichten zou ons Melkwegstelsel ongeveer 220 satellietstelsels moeten hebben, maar in het beeldveld dat met Suprime-Cam is afgespeurd zouden er maar drie tot vijf mogen zijn. Dus in plaats van te weinig satellieten lijken er nu juist te veel te zijn! Dit roept vragen op over het stervormingsproces in klompen donkere materie ter grootte van satellietstelsels. Astronomen moeten dit proces nog eens goed onder de loep nemen, om na te gaan of ze niets over het hoofd hebben gezien. Maar het goede nieuws is dat het ‘Ontbrekende dwergstelsel’-probleem, waar de standaardtheorie zoveel moeite mee had, nu dicht bij een oplossing is. (EE)
→ Too Many Missing Satellite Galaxies Found
25 juni 2024
Met behulp van de zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo is de afgelopen jaren een populatie van zware zwarte gaten ontdekt, waarvan de oorsprong onduidelijk is. Een van de mogelijke verklaringen is dat de zwarte gaten zijn gevormd in het heel vroege heelal en mogelijk bijdragen aan de hypothetische donkere materie – een mysterieuze substantie die een flink deel van alle massa in het heelal voor zijn rekening neemt. Langlopend Pools onderzoek ondergraaft deze mogelijkheid echter (Nature/Astrophysical Journal Supplement Series, 24 juni). Bij hun onderzoek maken de Poolse astronomen gebruik van zogeheten gravitionele microlensing, een techniek die gebruik maakt objecten die met behulp van hun zwaartekracht het licht van verder weg staande sterren afbuigen en versterken. Ervan uitgaande dat ons Melkwegstelsel aanzienlijke hoeveelheden donkere materie bevat in de vorm van (onwaarneembare) zwarte gaten, zou dat in een flink aantal ‘microlens-gebeurtenissen’ moeten resulteren: sterren die enige tijd helderder lijken te stralen dan normaal. De duur van zo’n microlensgebeurtenis hangt af van het object dat als ‘lens’ fungeert: hoe groter diens massa, des te langer houdt het verschijnsel aan. Microlensgebeurtenissen waarbij een object van één zonsmassa betrokken is duren doorgaans enkele weken. Maar bij een zwart gat van honderd zonsmassa loopt dat op tot enkele jaren. Het Poolse team heeft de afgelopen bijna twintig jaar bijna 80 miljoen sterren in de Grote Magelhaense Wolk in de gaten gehouden, om eventuele microlensgebeurtenissen veroorzaakt door zwarte gaten in ons Melkwegstelsel te kunnen opsporen. Als alle donkere materie in de Melkweg uit zwarte gaten van tien zonsmassa’s zou bestaan, zou dat 258 microlensgebeurtenissen moeten hebben hebben opgeleverd. Bij zwarte gaten van honderd zonsmassa’s zouden het er 27 zijn geweest. In werkelijkheid hebben de astronomen echter maar dertien van die gebeurtenissen waargenomen. En daaruit leiden ze af dat de donkere materie in ons Melkwegstelsel voor slechts een paar procent uit zwarte gaten kan bestaan. Voor de botsende zwarte gaten die met LIGO en Virgo zijn gedetecteerd blijft dus een andere verklaring nodig. (EE)
→ Is Dark Matter Made of Black Holes?
18 juni 2024
Wetenschappers hebben de Webb-ruimtetelescoop gebruikt om de samenstelling van de Krabnevel te analyseren, een supernova-restant op 6500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier. De nieuwe bevindingen, die zijn geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters, geven meer inzicht in de geschiedenis van dit object, maar nog geen uitsluitsel over diens bijzondere eigenschappen. De Krabnevel is het resultaat van een supernova die in het jaar 1054 waarneembaar was vanaf de aarde, en een tijdje zelfs overdag met het blote oog te zien was. Bij de explosie ontstond een uitdijende schil van gas en stof, met in het hart ervan een pulsar – een snel ronddraaiende, sterk magnetische neutronenster. Met de Krabnevel is iets bijzonders aan de hand. Hij heeft een ongewone samenstelling die tot nu toe werd toegeschreven aan een bepaald type supernova-explosie, waarbij atomen in de kern van de oorspronkelijke ster elektronen invangen. Dit maakt de kern instabiel, waardoor hij ineenstort en de ster explodeert. De kern van zo’n ‘elektronenvangst’-supernova bestaat voor een belangrijk deel uit zuurstof, neon en magnesium in plaats van het meer gebruikelijke en zwaardere ijzer. En de restanten ervan zou je kunnen herkennen aan een relatief hoge nikkel/ijzer-verhouding. Onderzoeken uit de jaren 80 en 90 lieten inderdaad zien dat de Krabnevel een hoge nikkel-ijzerverhouding vertoont. Daaruit leidden astronomen af dat explosie relatief zwak moest zijn geweest (minder dan een tiende van een normale supernova) en dat de oorspronkelijke ster een massa van acht tot tien zonsmassa’s had – zo’n beetje het minimum dat nodig is om een supernova van dit type in gang te zetten. De afgelopen jaren zijn astronomen echter meer te weten gekomen over supernova’s die door een instortende ijzerkern wordt getriggerd en ze denken nu dat ook die relatief zwakke explosies kunnen produceren, mits de oorspronkelijke ster maar licht genoeg is. Om meer inzicht te krijgen in de stellaire voorganger van de Krabnevel en de aard van diens explosie, hebben astronomen met behulp van de Webb-ruimtetelescoop twee gebieden in het hart van de Krabnevel spectroscopisch onderzocht. Daarbij hebben ze ontdekt dat de nikkel/ijzer-verhouding kleiner is dan eerdere schattingen aangaven. De nieuwe waarnemingen zijn nog steeds in overeenstemming met het elektronvangst-mechanisme, maar sluiten een ‘normale’ ineenstorting van een relatief lichte ster niet uit. De beelden en data die met de MIRI-camera zijn verzameld, hebben nog een ander bijzonder kenmerk van de Krabnevel aan het licht gebracht: zijn buitenste filamenten bevatten relatief warm stof, terwijl bij andere supernova-restanten het stof zich juist in het centrum bevindt. Ook in dit opzicht lijkt de Krabnevel dus een buitenbeentje. (EE)
→ Investigating the Origins of the Crab Nebula With NASA's Webb
12 juni 2024
Onderzoekers van Michigan State University (MSU) zijn meer te weten gekomen over het gedrag van Sagittarius A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Ze ontdekten negen nog niet eerder opgemerkte ‘flares’ van Sgr A* – uitbarstingen van röntgenstraling – en analyseerden de röntgenecho’s van een moleculaire wolk in de buurt van het zwarte gat, om zo meer dan tweehonderd jaar in diens verleden te kunnen kijken. Hun bevindingen zijn gepresenteerd tijdens de 244e bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Madison, Wisconsin wordt gehouden. Zwarte gaten laten zich erg moeilijk bestuderen, deels omdat zelfs licht niet aan hun immense zwaartekracht kan ontsnappen. Onderzoekers leiden hun eigenschappen meestal af door hun zwaartekrachtsinvloed op nabije sterren, lichtemissies van omringende gaswolken en andere verschijnselen te observeren. Een van de technieken die daarbij worden gebruikt lijkt op het luisteren naar echo’s – in dit geval de röntgenecho’s van een grote wolk van moleculair gas in de nabijheid van Sgr A* die bekendstaat als ‘de Brug’. Anders dan sterren genereren zulke wolken van interstellair gas en stof van zichzelf geen röntgenstraling. Dus toen röntgentelescopen in de ruimte fotonen van de Brug begonnen op te vangen, ontstond al snel het vermoeden dat dit de vertraagde weerkaatsing van een röntgenuitbarsting van Sgr A* was. Uit gegevens van de röntgensatellieten NuSTAR (NASA) en XMM-Newton (ESA) blijkt dat het röntgensignaal van de Brug omstreeks 2008 helderder begon te worden, en in de twaalf jaar daarna alleen maar in intensiteit toenam, om in 2020 een piek te bereiken. Door het verloop van deze röntgenecho te analyseren, hebben de MSU-onderzoekers een reconstructie kunnen maken van de vroegere activiteit van Sgr A*. Hun berekeningen laten zien dat Sgr A* ongeveer tweehonderd jaar geleden vijf orden van grootte – een factor honderdduizend – helderder was in röntgenlicht dan nu. Overigens is nog onduidelijk wat de oorzaak van de röntgenuitbarstingen is. (EE)
→ ‘Flares’ and ‘echoes’ from the Milky Way’s monster black hole
11 juni 2024
Een internationaal team van astronomen heeft de ontstaansgeschiedenis ontcijferd van een aantal jonge sterrenhopen waarvan sommige ’s nachts al met het blote oog te zien zijn. Het team, onder leiding van Cameren Swiggum en João Alves (Universiteit van Wenen) en Robert Benjamin (Universiteit van Wisconsin-Whitewater, VS), is tot de conclusie gekomen dat de meeste jonge sterrenhopen in onze omgeving tot slechts enkele families behoren (Nature, 10 juni). Met behulp van nauwkeurige gegevens van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia en spectroscopische waarnemingen heeft het team de oorsprong getraceerd van 155 jonge sterrenhopen binnen een straal van ongeveer 3500 lichtjaar rond de zon. Uit hun analyse blijkt dat deze sterrenhopen kunnen worden onderverdeeld in drie families met een gemeenschappelijke oorsprong en vergelijkbare ontstaansomstandigheden. Dit wijst erop dat de jonge sterrenhopen afkomstig zijn uit slechts drie zeer actieve en omvangrijke stervormingsgebieden. De drie sterrenfamilies zijn vernoemd naar hun meest prominente sterrenhopen: Collinder 135 (Cr135), Messier 6 (M6) en Alpha Persei (αPer). ‘Deze bevindingen geven meer inzicht in hoe jonge sterrenhopen in onze galactische omgeving met elkaar verbonden zijn, net als leden van een familie’, aldus promovendus Cameren Swiggum. Door de ruimtelijke bewegingen en vroegere posities van deze sterrenhopen te onderzoeken, kunnen we hun gemeenschappelijke oorsprong traceren en de gebieden in ons Melkwegstelsel lokaliseren waar de eerste sterren van de betreffende sterrenhopen zich tot ongeveer 40 miljoen jaar geleden hebben gevormd.’ Uit het onderzoek blijkt dat er binnen de drie families meer dan tweehonderd supernova-explosies moeten hebben plaatsgevonden, waarbij enorme hoeveelheden energie zijn vrijgekomen. Volgens de astronomen heeft deze energie waarschijnlijk grote invloed gehad op de verdeling van het gas in de lokale Melkweg. Dit zou ook de vorming van de zogeheten superbel rond de Cr135-familie kunnen verklaren: een enorme bel van gas en stof met een middellijn van drieduizend lichtjaar,’ legt Swiggum uit. Ook ons zonnestelsel is ingebed in zo’n bel, de zogeheten Lokale Bel, die is gevuld is met zeer ijl heet gas. ‘De Lokale Bel is waarschijnlijk verbonden met de geschiedenis van een van de drie families van sterrenhopen en heeft waarschijnlijk sporen achtergelaten op aarde, zoals wordt afgeleid uit metingen van ijzerisotopen in de aardkorst. (EE)
→ Galactic bloodlines: Many nearby star clusters originate from only three ‘families’
7 juni 2024
Sinds 2018 weten astronomen dat ons sterrenstelsel, de Melkweg, gedurende zijn bestaan met tal van kleinere soortgenoten in botsing is gekomen. Een analyse van data van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia wijst er nu op dat de meest recente botsingen miljarden jaren later hebben plaatsgevonden dan gedacht. Bij elke botsing trokken er rimpelingen door ons Melkwegstelsel die nog steeds doorwerken in de bewegingen van verschillende families van sterren. Een van de taken waar Gaia voor staat is om deze rimpelingen te onderzoeken door de posities van meer dan honderdduizend relatief nabije sterren in kaart te brengen. De halo – het dunbevolkte buitengebied – van de Melkweg bevat een grote groep sterren die ongebruikelijke banen doorlopen. Van veel van deze sterren wordt vermoed dat ze door ons sterrenstelsel zijn ‘opgeslokt’ tijdens een gebeurtenis die astronomen de ‘laatste grote fusie’ noemen. Zoals de naam al aangeeft, was dit de laatste keer dat ons sterrenstelsel bij een flinke botsing betrokken is geweest. Aangenomen wordt dat ons sterrenstelsel daarbij is overspoeld met sterren die dicht langs het Melkwegcentrum scheren. Tot nu toe gingen astronomen ervan dat uit dat deze fusie ergens tussen de acht en elf miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden, toen de Melkweg nog in zijn kinderschoenen stond. Maar gegevens van Gaia die in 2022 zijn vrijgegeven als onderdeel van de derde data-release van deze ruimtetelescoop suggereren nu dat de afwijkende omloopbanen van de sterren mogelijk door een recentere botsing zijn veroorzaakt. ‘Om de rimpelingen van sterren zo duidelijk te laten zijn als ze in de Gaia-gegevens verschijnen, moeten de sterren zich minder dan drie miljard jaar geleden bij ons hebben gevoegd – minstens vijf miljard jaar later dan werd gedacht,’ aldus mede-auteur Heidi Jo Newberg van het Rensselaer Polytechnic Institute (New York, VS). ’Steeds als er sterren heen en weer pendelen door het Melkwegcentrum, ontstaan er nieuwe rimpelingen. Als dit proces acht miljard jaar geleden zou zijn begonnen, zouden er nu zo veel rimpelingen moeten zijn, dat we ze niet meer van elkaar zouden kunnen onderscheiden.’ De ontdekking suggereert dat de betreffende sterren niet afkomstig zijn van de grote fusie van acht tot elf miljard jaar geleden, maar van een recentere botsing – de zogeheten Virgo Radiale Fusie – die ongeveer 2,7 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. (EE)
→ Gaia: Milky Way’s last major collision was surprisingly recent
5 juni 2024
Astronomen hebben een neutronenster ontdekt die volgens hen ongekend langzaam ronddraait – langzamer dan alle andere radiostraling uitzendende neutronensterren die tot nu toe zijn ontdekt (Nature Astronomy, 5 juni). Neutronensterren – de uiterst compacte overblijfselen van uitgedoofde sterren – tollen doorgaans met verbluffend hoge snelheden om hun as. Hun rotatietijden lopen uiteen van seconden tot slechts een fractie van een seconde. De nu ontdekte neutronenster, die is opgespoord door een team van Manisha Caleb (Universiteit van Sydney) en Emil Lenc (CSIRO, Australië), vertoont echter een gezapige rotatietijd van maar liefst 54 minuten. Het onverwacht traag ronddraaiende object is ongeveer 16.000 lichtjaar van de aarde verwijderd. Dat het om een neutronenster gaat wordt afgeleid uit de aard van de radiostraling die hij uitzendt en het tempo waarin zijn rotatietijd verandert. De astronomen kunnen echter niet helemaal uitsluiten dat het object geen verre neutronenster is, maar een nabije solitaire witte dwergster met een uitzonderlijk sterk magnetisch veld. Het ontbreken van andere nabije, sterk magnetische dwergen maakt deze verklaring echter minder waarschijnlijk. De ontdekking is gedaan met de ASKAP-radiotelescoop in West-Australië, die een groot deel van de hemel in één keer kan overzien en daardoor objecten kan vastleggen waar onderzoekers niet eens naar op zoek zijn. In dit geval waren de onderzoekers eigenlijk bezig met het bekijken van een bron van gammastraling en een zogeheten snelle radioflits. De nu ontdekte traag roterende neutronenster was dus ‘bijvangst’. ‘Wat intrigerend is, is hoe dit object drie verschillende emissietoestanden vertoont, elk met eigenschappen die volledig verschillen van de andere’, zegt Caleb. ‘Als de signalen niet afkomstig waren van geweest van hetzelfde punt aan de hemel, hadden we niet gedacht dat ze van één en hetzelfde object afkomstig waren.’ (EE)
→ Scientists detect slowest-spinning radio emitting neutron star ever recorded
15 mei 2024
Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (VS), onder wie een aantal studenten, hebben drie van de oudste sterren in het heelal ontdekt. Ze bevinden zich toevallig in onze eigen kosmische achtertuin: de ‘halo’ van de Melkweg – de wolk van sterren die de hele galactische hoofdschijf omhult. Volgens de analyse van het team zijn de drie sterren tussen twaalf en dertien miljard jaar geleden ontstaan – de tijd waarin de allereerste sterrenstelsels vorm kregen. De onderzoekers denken dat elke ster ooit deel heeft uitgemaakt van zijn eigen kleine, primitieve sterrenstelsel, dat later door ons Melkwegstelsel is opgeslokt (MNRAS, 14 mei). De ontdekkingen van het team komen voort uit een college dat Anna Frebel, hoogleraar natuurkunde aan het MIT, in de herfst van 2022 opstartte. Tijdens dat college leerden de studenten oude sterren te analyseren, en pasten ze deze kennis vervolgens toe op gegevens van sterren die Frebel in de loop der jaren had verzameld met de 6,5-meter Magellan-Clay-telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in het noorden van Chili. Het onderzoek spitste zich uiteindelijk toe op drie sterren die – in vergelijking met onze zon – zeer weinig strontium, barium en andere elementen zoals ijzer bevatten. Bij één van deze sterren bleek het ijzergehalte zelfs meer dan tienduizend keer lager te zijn dan dat van onze zon. De lage chemische abundantie wijst erop dat deze sterren heel oud moeten zijn. Vergelijkbare chemische signaturen zijn eerder gemeten bij een aantal oude, zwakke dwergsterrenstelsels. Toen ze de omloopbanen van de drie sterren hadden nagetrokken, viel de onderzoekers iets merkwaardigs op: in vergelijking met de meeste sterren in de hoofdschijf van de Melkweg, die als auto’s op een racebaan bewegen, leken de drie sterren de verkeerde kant op te rijden. Zo’n ‘retrograde’ beweging wijst erop dat de oorsprong van het betreffende object buiten ons Melkwegstelsel ligt. De combinatie van het feit dat de drie sterren totaal andere banen volgen dan de sterren in de schijf en halo van de Melkweg en slechts geringe hoeveelheden zware elementen bevatten, wijst er sterk op dat ze inderdaad oud zijn en ooit deel hebben uitgemaakt van kleine sterrenstelsels die miljarden jaren geleden vanuit willekeurige richtingen in ons Melkwegstelsel zijn beland en onverstoorbaar hun eigen koers zijn blijven varen. (EE)
→ MIT researchers discover the universe’s oldest stars in our own galactic backyard
10 mei 2024
Met behulp van NASA’s Chandra X-ray Observatory hebben astronomen een ‘uitlaatklep’ gelokaliseerd waarlangs heet gas, afkomstig uit het centrum van ons Melkwegstelsel, wordt afgevoerd. Deze uitlaatklep is verbonden met een eerder ontdekte, schoorsteenachtige structuur die loodrecht op het vlak van de Melkweg staat. De gasuitstoot wordt mogelijk veroorzaakt door uitbarstingen van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum: Sagittarius A* of kortweg Sgr A*. Schoorsteen en uitlaatklep zijn ongeveer 26.000 lichtjaar van de aarde verwijderd. Het bestaan van de schoorsteen was eerder al opgemerkt in gegevens van de röntgensatellieten Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA). De nieuwste Chandra-gegevens hebben nu aan het licht gebracht dat zich bovenaan de schoorsteen, op ongeveer 700 lichtjaar van het Melkwegcentrum, een cilindervormige structuur bevindt die heet gas uit het Melkwegcentrum helpt afvoeren. Deze uitlaatklep wordt waarschijnlijk in stand gehouden door magnetische velden. De astronomen vermoeden dat hij is ontstaan toen heet gas dat via de schoorsteen opsteeg, onderweg in botsing kwam met koeler gas. Aangenomen wordt dat het hete gas is vrijgekomen bij een reeks gebeurtenissen waarbij materie op Sgr A* viel. Dat resulteerde in een aantal explosieve uitbarstingen van het zwarte gat, waarbij gas door de schoorsteen werd gestuwd en via de uitlaatklep naar buiten werd geblazen. Onduidelijk is nog hoe vaak zulke uitbarstingen optreden. Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat er om de paar honderd jaar sterke röntgenflitsen optreden in de naaste omgeving van het centrale zwarte gat, die een belangrijke rol kunnen spelen bij het opstuwen van heet gas. Ook komt er naar schatting eens in de 20.000 jaar een ster zo dicht in de buurt van het zwarte gat, dat deze aan flarden wordt getrokken en wordt opgeslokt. Een groot deel van de daarbij vrijkomende energie wordt mogelijk via de nu ontdekte afvoerklep afgeblazen. De afvoerklep speelt wellicht ook een rol bij de instandhouding van twee andere, veel grotere structuren nabij het Melkwegcentrum: de Fermi-bellen, die op gamma-golflengten zijn waargenomen met NASA-ruimtetelescoop Fermi, en de eROSITA-bellen die door de gelijknamige ruimtetelescoop van ESA zijn ontdekt. Het gaat in beide gevallen om structuren die zich over duizenden lichtjaren vanuit het centrum van ons Melkwegstelsel uitstrekken. De Fermi- en eRosita-bellen liggen beide in het verlengde van de schoorsteen en de nu ontdekte uitlaatklep: dat kan erop wijze dat de trechterwerking van laatstgenoemde medeverantwoordelijk is voor de samenhangende structuur van de beide bellen. (EE)
→ NASA's Chandra Notices the Galactic Center is Venting
29 april 2024
Met behulp van de zuidelijke Gemini-telescoop heeft een team van astronomen laten zien dat de verschillen in samenstelling binnen dubbelstersystemen het gevolg kunnen zijn van chemische variaties in de gaswolk waaruit de sterren zijn geboren. De resultaten helpen verklaren waarom sterren die binnen dezelfde gaswolk zijn gevormd toch verschillende chemische samenstellingen en andersoortige planetenstelsels kunnen hebben (Astronomy & Astrophysics, februari 2024). Geschat wordt dat bijna negen op de tien sterren deel uitmaken van een dubbelstersysteem of zelfs van een systeem waarin drie of meer sterren om elkaar wentelen. Zulke meervoudige sterren worden uit één en dezelfde wolk van moleculair gas geboren en zijn ook uit dezelfde chemische bouwstenen opgebouwd. De verwachting was dan ook dat ze qua samenstelling en planetenstelsels gelijkaardig zouden zijn. Maar bij veel dubbelsterren is dat niet het geval, en volgens een onderzoeksteam onder leiding van Carlos Saffe van de Universiteit van San Juan (Argentinië) zijn hun onderlinge verschillen al vóór hun geboorte zijn ontstaan. Met de nieuwe, nauwkeurige GHOST-spectrograaf van de zuidelijke Gemini-telescoop in Chili hebben de astronomen het lichtspectrum van een tweetal om elkaar wentelende reuzensterren onderzocht, en daaruit blijkt dat ze in chemisch opzicht significant van elkaar verschillen: de ene ster bevat veel meer zware elementen dan de andere. Bij eerdere onderzoeken werden zulke onderlinge verschillen toegeschreven aan een verschijnsel dat atomaire diffusie wordt genoemd: de ophoping van chemische elementen in afzonderlijke, in elkaar overgaande lagen, afhankelijk van de temperatuur en oppervlaktezwaartekracht van elke ster. Een andere suggestie was dat het opslokken van een kleine rotsachtige planeet variaties in de chemische samenstelling van een ster kan veroorzaken. En dan was er nog de mogelijkheid dat de chemische elementen in de gaswolk waaruit sterren ontstaan niet gelijkmatig zijn verdeeld. Tot nu toe werden alle drie de verklaringen plausibel geacht, maar de eerdere onderzoeken richtten zich uitsluitend op hoofdreekssterren: rustige sterren zoals onze zon. Maar de dubbelster die Saffe en zijn team hebben waargenomen bestaat uit twee zeer turbulente gasreuzen, die zodanig ‘door elkaar zijn geklutst’ dat de eerste twee verklaringen afvallen. Oftewel: de oorzaak van hun onderlinge verschillen moet worden gezocht in de gaswolk waaruit ze zijn voortgekomen. Het nieuwe resultaat heeft implicaties voor diverse onderzoeksterreinen. Tot nu toe gaan astronomen er bijvoorbeeld van uit dat sterren die dezelfde chemische samenstelling vertonen ook uit dezelfde stellaire kraamkamer komen. Maar het lijkt er nu dus op dat ook sterren met verschillende chemische samenstellingen dezelfde oorsprong kunnen hebben. En ook hoeft een ster met veel zware elementen niet per se een planeet te hebben opgeslokt: hij kan ook gewoon met een overschot aan zware elementen zijn geboren. (EE)
→ Gemini South Reveals Origin of Unexpected Differences in Giant Binary Stars
17 april 2024
Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen infraroodstraling van methaan geregistreerd op een bruine dwergster – een onverwachte ontdekking op zo’n koud en eenzaam hemellichaam, die doet vermoeden dat bruine dwergen net zulke poollichten kunnen vertonen als de planeten Jupiter en Saturnus (Nature, 17 april). Bruine dwergen zijn zwaarder dan planeten, maar lichter dan sterren. Ze komen veel voor: er zijn er al duizenden ontdekt. Vorig jaar kreeg een team onder leiding van Jackie Faherty, onderzoeker bij het American Museum of Natural History, waarneemtijd op de Webb-ruimtetelescoop om twaalf bruine dwergen te bestuderen. Eén daarvan was W1935, een koude bruine dwerg op 47 lichtjaar afstand, die met hulp van ‘burgerwetenschappers’ is opgespoord. W1935 heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 200 graden Celsius – ruwweg oventemperatuur dus. Zijn massa is niet goed bekend, maar ligt waarschijnlijk ergens tussen de zes en 35 Jupitermassa’s. Nadat ze een aantal bruine dwergen met Webb hadden waargenomen, ontdekte het team van Faherty dat W1935 in één opzicht afweek van andere bruine dwergen: het methaangas in zijn atmosfeer zendt infraroodstraling uit – iets dat nog nooit was waargenomen bij een bruine dwerg. Computermodellen lieten zien dat de bruine dwerg waarschijnlijk een temperatuurinversie vertoont – een verschijnsel waarbij de atmosfeer naar boven toe warmer wordt. Temperatuurinversies komen veel voor bij planeten die om sterren draaien, maar W1935 is in zijn eentje en heeft geen duidelijke externe warmtebron. Op zoek naar een verklaring, richtten de onderzoekers zich op de planeten Jupiter en Saturnus, die beide methaan-emissie vertonen én temperatuurinversies hebben. De waarschijnlijke oorzaak voor dit verschijnsel bij de twee reuzenplaneten is poollicht. Daarom veronderstelden de onderzoekers dat ze hetzelfde hadden ontdekt bij W1935. Bekend is dat energierijke deeltjes van de zon een van de belangrijkste oorzaken van poollicht op Jupiter en Saturnus zijn. De wisselwerking tussen deze deeltjes met de magnetische velden en atmosferen van planeten, zorgt ervoor dat de bovenste lagen van de atmosfeer opwarmen. Maar omdat W1935 geen ster in zijn buurt heeft, is er ook geen ‘zonnewind’. Er bestaat echter nog een andere intrigerende mogelijkheid. Zowel Jupiter als Saturnus hebben actieve manen die af en toe materiaal de ruimte in blazen, in wisselwerking staan met hun planeten en het poollicht van deze hemellichamen versterken. Daarom suggereren de wetenschappers nu dat het poollicht op W1935 weleens kan worden veroorzaakt door een actieve, nog te ontdekken maan. Veel meer dan een speculatie is dat overigens niet: er zijn meer waarnemingen nodig om deze mogelijkheid te onderzoeken. (EE)
→ Astronomers uncover methane emission on a cold brown dwarf
16 april 2024
Astronomen hebben het zwaarste stellaire zwarte gat ontdekt dat tot nu toe in ons Melkwegstelsel is aangetroffen. Het zwarte gat werd opgemerkt in gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop van het Europese ruimteagentschap ESA, omdat het een vreemde 'wiebelbeweging' teweegbrengt bij de ster die om hem heen draait. Gegevens van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) zijn gebruikt om de massa van het zwarte gat te bevestigen: het blijkt maar liefst 33 keer zo zwaar te zijn als de zon (Astronomy & Astrophysics, 16 april). Stellaire zwarte gaten ontstaan door het ineenstorten van zware sterren. De exemplaren die eerder in het Melkwegstelsel zijn aangetroffen zijn gemiddeld ongeveer tien keer zo zwaar als de zon. Het op één na zwaarste stellaire zwarte gat dat in de Melkweg is ontdekt, Cygnus X-1, heeft een massa van 21 zonsmassa’s. Opmerkelijk genoeg is het nu ontdekte zwarte gat heel dichtbij: het bevindt zich op slechts 2000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Arend en is daarmee het op één na dichtstbijzijnde zwarte gat dat we kennen. Het object, dat Gaia BH3 of kortweg BH3 wordt genoemd, werd ontdekt terwijl een team bezig was om Gaia-waarnemingen te evalueren voor een komende data-release. ‘Dat er in onze omgeving een zwart gat van deze massa onopgemerkt heeft kunnen blijven, kwam voor iedereen als een verrassing’, zegt Pasquale Panuzzo, lid van de Gaia-samenwerking en astronoom aan de Sterrenwacht van Parijs. ‘Dit is het soort ontdekking dat je maar één keer in je actieve loopbaan doet.’ Om hun ontdekking te bevestigen, gebruikte de Gaia-samenwerking gegevens van sterrenwachten op de vaste grond, onder meer van de Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) van ESO’s VLT, die in de Chileense Atacama-woestijn staat opgesteld. Deze waarnemingen brachten cruciale eigenschappen van de begeleidende ster aan het licht die, samen met de Gaia-gegevens, astronomen in staat stelden om de massa van BH3 nauwkeurig te meten. Astronomen denken dat zwarte gaten als BH3 kunnen ontstaan door het ineenstorten van sterren die weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium bevatten. Van deze zogeheten metaalarme sterren wordt vermoed dat ze tijdens hun bestaan minder massa verliezen, en daardoor meer materiaal overhouden om na hun dood zwarte gaten van hoge massa te kunnen produceren. Maar tot nu toe was er geen bewijs dat een rechtstreeks verband legt tussen metaalarme sterren en zware zwarte gaten.Voor alle duidelijkheid: Gaia BH3 is lang niet het zwaarste zwarte gat in ons Melkwegstelsel: die eer komt toe aan Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat bijna vier miljoen keer zoveel massa heeft als de zon. Wel is BH3 voor zover bekend het zwaarste zwarte gat in de Melkweg dat door de ineenstorting van een ster is ontstaan. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
12 april 2024
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Kristina Kislyakova van de Universiteit van Wenen, is er voor het eerst in geslaagd om de sterrenwinden van drie zonachtige sterren te detecteren aan de hand van de röntgenstraling van hun ‘astrosferen’ (Nature Astronomy, 12 april). Astrosferen – de stellaire equivalenten van de heliosfeer die ons zonnestelsel omringt – zijn zeer hete bellen van plasma (geïoniseerd gas) die door sterrenwinden de interstellaire ruimte in worden geblazen. Het onderzoek van de sterrenwinden van lichte sterren zoals de zon stelt ons in staat om de evolutie van sterren en planeten te begrijpen, en uiteindelijk ook de geschiedenis en toekomst van onze eigen ster en het zonnestelsel. Sterrenwinden zijn er de oorzaak van dat planeten atmosferische gassen kwijtraken. Hoewel de hoeveelheden gas die planeten in de loop van uren of jaren kwijtraken miniem zijn, stapelen de verliezen zich op de lange termijn onherroepelijk op, en kunnen ze het verschil maken tussen een leefbare wereld en een luchtledige rots. Maar ondanks hun belang voor de evolutie van zowel sterren als planeten, laten de winden van zonachtige sterren zich maar moeilijk meten. Ze bestaan voornamelijk uit protonen en elektronen, maar bevatten daarnaast ook kleine hoeveelheden zwaardere geladen ionen zoals zuurstof en koolstof. Het zijn deze ionen die, door elektronen uit het interstellaire medium rond de ster in te vangen, röntgenstraling uitzenden. Het is Kislyakova en haar team als eersten gelukt om de röntgenemissie van de astrosferen van drie zonachtige sterren waar te nemen en op die manier hun zonnewinden te registreren. Zodoende konden ze een schatting maken van de hoeveelheid massa deze sterren via hun sterrenwind verliezen. De drie sterren – 70 Ophiuchi, Epsilon Eridani en 61 Cygni – zijn waargenomen met de Europese ruimtetelescoop XMM-Newton. De daarmee verkregen gegevens laten zien dat deze sterren tussen de tien en zesenzestig keer zoveel massa verliezen als onze zon. De winden van de drie sterren zijn dus veel sterker dan die van de zon, wat mogelijk een gevolg is van hun sterkere magnetische activiteit. (EE)
→ Stellar winds of three sun-like stars detected for the first time
11 april 2024
Met de dubbelster HD 14893 is iets vreemds aan de hand: de ene ster is jonger dan de ander en bovendien magnetisch. Nieuw onderzoek wijst erop dat het object uit drie sterren heeft bestaan, totdat twee van hen in botsing kwamen en samensmolten (Science, 11 april). HD 148937 is ongeveer 3800 lichtjaar van de aarde verwijderd en bevindt zich in het sterrenbeeld Norma (Winkelhaak). Hij bestaat uit twee sterren die veel meer massa hebben dan de zon en is omgeven door een fraaie nevel – een wolk van gas en stof. Uit een grondige analyse blijkt dat de zwaardere ster veel jonger is dan zijn begeleider, wat nogal vreemd is, omdat ze tegelijkertijd moeten zijn ontstaan. Het leeftijdsverschil – de ene ster lijkt minstens anderhalf miljoen jaar jonger dan de andere – wijst erop dat de zwaardere ster op de een of andere manier een verjongingskuur heeft ondergaan. Ook met de omringende nevel is iets vreemds aan de hand. Deze wolk van gas en stof, met de aanduiding NGC 6164/6165, is pas 7500 jaar oud en dus honderden keren jonger dan beide sterren. Hij bevat zeer veel stikstof, koolstof en zuurstof, wat opvallend is, omdat deze elementen normaal gesproken diep in een ster te vinden zijn en niet daarbuiten. Het lijkt erop dat ze door een heftige gebeurtenis zijn vrijgekomen. ‘We denken dat dit systeem oorspronkelijk uit minstens drie sterren heeft bestaan,’ aldus waarnemingsleider Hugues Sana, hoogleraar aan de KU Leuven (België). ‘De twee binnenste sterren smolten op heftige wijze samen, waardoor een magnetische ster ontstond en wat materiaal werd weggeslingerd, en zo de nevel deed ontstaan. De verder weg gelegen ster migreerde naar een nieuwe baan om de pas samengesmolten, inmiddels magnetische ster, waardoor de dubbelster ontstond die we nu in het centrum van de nevel zien staan.’ Dit scenario verklaart niet alleen waarom de ene ster in het systeem magnetisch is en de andere niet, maar helpt ook een al lang bestaand sterrenkundig raadsel oplossen, namelijk hoe zware sterren aan hun magnetische velden komen. Magnetische velden komen vaak voor bij lichte sterren zoals onze zon, maar zwaardere sterren kunnen magnetische velden niet op dezelfde wijze in stand houden. Toch zijn sommige zware sterren wel degelijk magnetisch. Astronomen vermoedden al een tijdje dat zware sterren magnetische velden kunnen verkrijgen wanneer twee sterren samensmelten. Maar dit is de eerste keer dat onderzoekers ook direct bewijs voor dit scenario hebben ontdekt. (EE)
→ Prachtige nevel, gewelddadig verleden: clash van sterren lost stellair raadsel op
11 april 2024
Onderzoekers van de Kyushu-universiteit (Japan) zijn meer te weten gekomen over de ontwikkeling van ‘babysterren’. Met behulp van de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili hebben ze ontdekt dat de materieschijf rond zo’n ster-in-wording pluimen van stof, gas en elektromagnetische energie uitstoot. Deze ‘niesbuien’, zoals de onderzoekers ze noemen, spelen mogelijk een belangrijke rol bij de vorming van sterren (The Astrophysical Journal, 11 april). Sterren, zoals ook onze zon, ontstaan in zogeheten stellaire kraamkamers: grote concentraties van gas en stof die uiteindelijk samentrekken tot een een babyster. Tijdens dit proces vormt zich een ring rond de ster, de zogeheten protostellaire schijf. Deze schijven zijn doortrokken van magnetische velden, die magnetische flux meevoeren. Maar als al deze magnetische flux tijdens de vorming van een ster behouden zou blijven, zou diens uiteindelijk magnetische veld vele maken sterker moeten zijn dan de velden die bij protosterren worden waargenomen. Daarom veronderstellen astronomen dat er tijdens de vorming van een ster een mechanisme in werking treedt dat ervoor zorgt dat het magnetische veld zwakker wordt naarmate een gaswolk verder samentrekt tot een stellaire kern. Om hier meer over te weten te komen, hebben de astronomen ALMA gericht op MC 27, een stellaire kraamkamer op ongeveer 450 lichtjaar van de aarde. Daarbij deden ze een onverwachte ontdekking. Ze zagen dat de protostellaire schijf van dit object stakerige uitsteeksels vertoont van enkele honderden miljoenen kilometers lang. Uit verder onderzoek bleek dat deze pieken uit uitgestoten magnetische flux, stof en gas bestaan. Dit verschijnsel ontstaat wanneer instabiliteiten in het magnetische veld interacties aangaan met gassen van verschillende dichtheden in de protostellaire schijf. Dit resulteert in een buitenwaarts gerichte magnetische flux oftewel een stellaire niesbui. Ook op enkele honderden miljarden kilometers van de protostellaire schijf werden zulke pieken waargenomen. De astronomen vermoeden dat dit overblijfselen zijn van eerdere ‘niesbuien’. Bij andere jonge sterren zijn vergelijkbare pieken te zien, dus het lijkt erop dat ze een veelvoorkomend astronomisch verschijnsel zijn. Door de omstandigheden te onderzoeken die tot deze stellaire niesbuien leiden, hopen astronomen onze kennis over de vorming van sterren en planeten verder te kunnen vergroten. (EE)
→ Twinkle twinkle baby star, 'sneezes' tell us how you are
4 april 2024
Ondanks hun hoge leeftijden zien sommige van de sterren die om het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel (Sgr A*) cirkelen er bedrieglijk jong uit. De reden: ze hebben hun buren opgegeten. Dat is een van de merkwaardige conclusies van nieuw onderzoek waarbij astrofysici de omloopbanen van duizend sterren rond Sgr A* hebben gesimuleerd. Het centrum van onze Melkweg is een onstuimig oord. De zwaartekracht van Sgr A* zorgt ervoor dat de vele sterren in zijn naaste omgeving – meer dan een miljoen – met duizelingwekkende snelheden hun rondjes draaien. De combinatie van grote aantallen en hoge snelheden resulteert in een afvalrace waar maar weinig sterren ongeschonden uitkomen. Hoe dichter de sterren zich bij het superzware zwarte gat bevinden, des te groter is de kans op botsingen. Rose en haar medewerkers waren benieuwd naar de uitkomst van deze botsingen en ontwikkelden een simulatie om de lotgevallen van sterren in het Melkwegcentrum te volgen. Daarbij ontdekte Rose dat het lot van zo’n ster voornamelijk wordt bepaald door diens afstand tot het superzware zwarte gat. Binnen 0,03 lichtjaar van het zwarte gat komen sterren, die met snelheden van duizenden kilometers per seconde bewegen, voortdurend in botsing met elkaar. Maar deze botsingen zijn eerder schampend dan frontaal: ze zijn niet hevig genoeg om de sterren volledig te vermorzelen. In plaats daarvan raken de sterren een flink deel van hun buitenste lagen kwijt en zetten ze hun hogesnelheidsreis voort. Het resultaat: een populatie van vreemde, afgeslankte sterren. Op grotere afstand van het zwarte gat bewegen de sterren met snelheden van ‘slechts’ honderden kilometers per seconde. Bij deze tragere snelheden komen sterren na een botsing niet meer van elkaar los: ze voegen zich samen. En in sommige gevallen doen ze dit zelfs meerdere malen en worden ze uiteindelijk tien keer zo zwaar als onze zon. Voor de verjongingskuur die de sterren aldus ondergaan moet wel een prijs worden betaald: ze leven korter. Ze beginnen met een flinke voorraad waterstof, maar jagen die er in hoog tempo doorheen. Rose presenteert de resultaten van haar onderzoek vandaag tijden de bijeenkomst van de American Physical Society in Sacramento, Californië (VS). (EE)
→ Stellar collisions produce strange, zombie-like survivors
3 april 2024
Tijdens het bestuderen van zestien jaar aan meetgegevens van jonge sterren ontdekte de Leidse masterstudent Sam de Regt dat twee van die sterren nog gehuld waren in geboortewolken die nog niet eerder zo scherp waren gezien. Hij publiceert zijn opschoonmethode en de nieuwe afbeeldingen van de twee sterren in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Toen Sam de Regt college volgde bij Matthew Kenworthy (Universiteit Leiden) en Christian Ginski (nu University of Galway, Ierland) leek het hem interessant om voor zijn masterscriptie onderzoek te doen naar de zogeheten PDI-methode. PDI staat voor Polarimetric Differential Imaging. Hiermee kunnen sterrenkundigen onderscheid maken tussen het extreem heldere, ongepolariseerde licht van een ster en het vage, gepolariseerde licht dat weerkaatst van stofdeeltjes die zich in een schijf rond de ster bevinden. In zulke stofschijven ontstaan planeten. Ginski en Kenworthy stelden aan De Regt voor om het archief van het NACO-instrument opnieuw te analyseren. Dat instrument bevond zich van 2003 tot 2019 op de Very Large Telescope in Chili en legde gegevens vast van 57 jonge sterren. Na het opschonen van de beelden zag De Regt stofschijven bij twintig bekende sterren. Tot zijn verrassing bleken er naast die twintig nog twee andere sterren met stofstructuren afgebeeld te zijn: YLW 16A en Elia 2-21. Deze protosterren bevinden zich op zo’n 360 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Slangendrager. ‘Dat Sam dit in een paar maanden voor elkaar heeft gekregen is fantastisch,’ zegt afstudeerbegeleider Christian Ginski. ‘Zoiets maken we niet vaak mee.’ De Regt is inmiddels PhD-student aan de Universiteit Leiden. Hij onderzoekt nu hoe de vorming van exoplaneten sporen achterlaat in hun atmosferen.
→ Oorspronkelijk persbericht
2 april 2024
Een team van astronomen onder leiding van de Universiteit van Victoria (Canada) en de Yale-universiteit (VS) heeft een oud stersysteem ontdekt dat rond ons Melkwegstelsel draait – de zwakste en lichtste Melkwegsatelliet die ooit is opgespoord. Het piepkleine sterrenstelsel met de aanduiding UMa3/U1 bevindt zich in het bekende sterrenbeeld Grote Beer en is ongeveer 30.000 lichtjaar van ons verwijderd. Uit waarnemingen blijkt dat UMa3/U1 uit een stuk of zestig sterren bestaat die meer dan 10 miljard jaar oud zijn, en maar ongeveer 10 lichtjaar groot is. Alles bij elkaar heeft het slechts zestien keer zoveel massa als de zon. UMa3/U1 werd voor het eerst opgemerkt in gegevens van de Ultraviolet Near Infrared Optical Northern Survey, die met de Canada-France-Hawaiʻi Telescope en Pan-STARRS wordt uitgevoerd. Vervolgens onderzochten de astronomen het sterrenstelseltje in meer detail met behulp van de Deep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) van de Keck-sterrenwacht. Op die manier konden ze bevestigen dat UMa3/U1 door de zwaartekracht bijeengehouden wordt. Dat betekent dat het een dwergsterrenstelsel of een sterrenhoop is.
Hoe het deze sterren is gelukt om een hechte groep te blijven, is onduidelijk. Het object is dermate klein dat je zou verwachten dat de sterke getijdenkrachten van ons Melkwegstelsel het stersysteem al uit elkaar zouden hebben gerukt en geen waarneembaar overblijfsel zouden hebben achtergelaten. Het feit dat het stelsel intact lijkt, leidt tot twee even interessante mogelijkheden: ofwel UMa3/U1 is een piepklein sterrenstelsel dat gestabiliseerd is door grote hoeveelheden donkere materie, ofwel is het een sterrenhoop die toevallig kort voor zijn ondergang is ontdekt. In het eerste geval zou het bestaan van UMa3/U1 een voorspelling ondersteunen van de meest gangbare theorie over de oorsprong van het heelal. Volgens dit Lambda Cold Dark Matter (LCDM) model, moeten sterrenstelsels zoals de Melkweg tijdens hun ontstaan satellietstelsels om zich heen hebben verzameld die tot op de dag van vandaag om hen heen draaien. (EE)
→ Faintest Known Star System Orbiting The Milky Way Discovered From Hawaiʻi
27 maart 2024
Een team van sterrenkundigen met daarbij meerdere Nederlanders heeft voor het eerst de snelheid bepaald van een straalstroom van gas die wegschiet bij een neutronenster. Het gas in de jet blijkt slechts met een derde van de lichtsnelheid te bewegen. De onderzoekers publiceren hun resultaten en vernieuwende methode (Nature, 28 maart). Neutronensterren en zwarte gaten staan berucht om hun enorme zwaartekracht waardoor ze gas uit hun omgeving opslokken. Deze kosmische kannibalen spugen echter ook grote hoeveelheden gas terug de ruimte in via krachtige straalstromen, jets genoemd. Dit soort jets spelen een belangrijke rol in het universum. Sterrenkundigen begrijpen echter nog niet hoe ze precies gevormd worden, hoeveel gas er in jets naar buiten schiet en hoe snel de jets bewegen. Een team van astronomen heeft nu voor het eerst gezien hoe explosies op het oppervlak van neutronensterren hun jets doen oplichten. De onderzoekers denken dat dit komt doordat de explosies ervoor zorgen dat er extra gas in de jet wordt gepompt. Ook konden ze voor het eerst de snelheid van een jet bij een neutronenster bepalen. De onderzoekers vingen in april en oktober 2021 radiostraling op met behulp van de Australia Telescope Compact Array van CSIRO, het wetenschapsagentschap van Australië. Tegelijkertijd bestudeerden ze röntgenstraling met de Integral-satelliet van ESA. Als de onderzoekers met Integral uitbarstingen van röntgenstraling zagen, wat duidt op een explosie aan het oppervlak van de ster, zochten ze in de Australische gegevens naar veranderingen in de radiostraling van de jet. Daarbij bestudeerden ze twee frequenties van radiostraling, die op verschillende plekken in de jet worden uitgezonden. Vervolgens maten ze met geavanceerde technieken de vertraging tussen de röntgenstraling en de radiostraling op de twee verschillende frequenties. Daardoor konden ze als het ware traceren hoe gas nabij de neutronenster de jet in werd gepompt en door de jet heen bewoog. Hierdoor konden ze de snelheid bepalen van het gas in de jet. De jets bleken met zo'n 114.000 kilometer per seconde te bewegen – ongeveer een derde van de lichtsnelheid. Dit is een stuk langzamer dan de snelheden die eerder voor de jets van enkele zwarte gaten waren gemeten. De onderzoekers vermoeden dat de massa of rotatiesnelheid van een neutronenster of een zwart gat bepalend is voor de eigenschappen van jets. Om erachter te komen welke specifieke eigenschap de snelheid bepaalt, gaan de onderzoekers het onderzoek herhalen bij andere neutronensterren.
→ Volledig persbericht
27 maart 2024
Een nieuwe opname van het Event Horizon Telescope (EHT)-samenwerkingsverband heeft sterke en geordende magnetische velden aan het licht gebracht die spiraalsgewijs van de rand van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Sgr A*) af komen. De magnetische veldstructuur rond Sgr A* vertoont opvallende overeenkomsten met die van het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87. Dit wijst erop dat alle zwarte gaten sterke magnetische velden hebben. De gelijkenis doet ook vermoeden dat er in Sgr A* een jet schuilgaat (The Astrophysical Journal Letters, 27 maart). Twee jaar geleden publiceerden wetenschappers de eerste opname van Sgr A*. Hoewel het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat zich op ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde bevindt, meer dan duizend keer kleiner en minder massarijk is dan dat van M87 – het allereerste zwarte gat dat in beeld werd gebracht, bleek uit de waarnemingen dat de twee opmerkelijk veel op elkaar lijken. Hierdoor vroegen wetenschappers zich af of zij behalve hun uiterlijk ook andere kenmerken gemeen hadden. Om daar achter te komen, besloot het EHT-team om Sgr A* in gepolariseerd licht te bestuderen. Eerdere onderzoeken van het licht rond het zwarte gat in M87 (M87*) hebben laten zien dat de omliggende magnetische velden dit zwarte gat in staat hebben gesteld om krachtige jets van materie terug de ruimte in te schieten. De nieuwe opnamen bouwen hierop voort en laten zien dat hetzelfde mogelijk ook voor Sgr A* geldt. Rond het zwarte gat in het Melkwegcentrum zijn namelijk eveneens sterke, verstrengelde en georganiseerde magnetische velden aanwezig. Uit het feit dat de polarisatiestructuur van Sgr A* sterk lijkt op die van het veel grotere zwarte gat M87* leiden astronomen af sterke en geordende magnetische velden van cruciaal belang zijn voor de manier waarop zwarte gaten in wisselwerking treden met het gas en de materie in hun omgeving. Licht is niets anders dan een oscillerende (op en neer gaande) elektromagnetische golf die ons in staat stelt om objecten te zien. Soms oscilleert licht in een voorkeursrichting: we noemen het dan ‘gepolariseerd’. Hoewel overal om ons heen gepolariseerd licht voorkomt, is het menselijk oog niet in staat om dit van ‘normaal’ licht te onderscheiden. In het plasma rond zwarte gaten zorgen deeltjes die rond magnetische veldlijnen wervelen voor een polarisatiepatroon dat loodrecht op het veld staat. Dit biedt astronomen de mogelijkheid om in meer detail te zien wat zich in de omgeving van zwarte gaten afspeelt en hun magnetische veldlijnen in kaart te brengen. Om Sgr A* te kunnen observeren, heeft de EHT-samenwerking acht telescopen over de hele wereld met elkaar verbonden, om een denkbeeldige telescoop ter grootte van de aarde te creëren. Deze ‘supertelescoop’ heeft sinds 2017 diverse waarnemingen gedaan en zal Sgr A* in april 2024 opnieuw waarnemen. Naarmate er nieuwe telescopen aan de EHT worden toegevoegd, zullen de beelden alleen maar beter worden. (EE)
→ Volledig persbericht
Een team van sterrenkundigen met daarbij meerdere Nederlanders heeft voor het eerst de snelheid bepaald van een straalstroom van gas die wegschiet bij een neutronenster. Het gas in de jet blijkt slechts met een derde van de lichtsnelheid te bewegen. De onderzoekers publiceren hun resultaten en vernieuwende methode (Nature, 28 maart). Neutronensterren en zwarte gaten staan berucht om hun enorme zwaartekracht waardoor ze gas uit hun omgeving opslokken. Deze kosmische kannibalen spugen echter ook grote hoeveelheden gas terug de ruimte in via krachtige straalstromen, jets genoemd. Dit soort jets spelen een belangrijke rol in het universum. Sterrenkundigen begrijpen echter nog niet hoe ze precies gevormd worden, hoeveel gas er in jets naar buiten schiet en hoe snel de jets bewegen. Een team van astronomen heeft nu voor het eerst gezien hoe explosies op het oppervlak van neutronensterren hun jets doen oplichten. De onderzoekers denken dat dit komt doordat de explosies ervoor zorgen dat er extra gas in de jet wordt gepompt. Ook konden ze voor het eerst de snelheid van een jet bij een neutronenster bepalen. De onderzoekers vingen in april en oktober 2021 radiostraling op met behulp van de Australia Telescope Compact Array van CSIRO, het wetenschapsagentschap van Australië. Tegelijkertijd bestudeerden ze röntgenstraling met de Integral-satelliet van ESA. Als de onderzoekers met Integral uitbarstingen van röntgenstraling zagen, wat duidt op een explosie aan het oppervlak van de ster, zochten ze in de Australische gegevens naar veranderingen in de radiostraling van de jet. Daarbij bestudeerden ze twee frequenties van radiostraling, die op verschillende plekken in de jet worden uitgezonden. Vervolgens maten ze met geavanceerde technieken de vertraging tussen de röntgenstraling en de radiostraling op de twee verschillende frequenties. Daardoor konden ze als het ware traceren hoe gas nabij de neutronenster de jet in werd gepompt en door de jet heen bewoog. Hierdoor konden ze de snelheid bepalen van het gas in de jet. De jets bleken met zo'n 114.000 kilometer per seconde te bewegen – ongeveer een derde van de lichtsnelheid. Dit is een stuk langzamer dan de snelheden die eerder voor de jets van enkele zwarte gaten waren gemeten. De onderzoekers vermoeden dat de massa of rotatiesnelheid van een neutronenster of een zwart gat bepalend is voor de eigenschappen van jets. Om erachter te komen welke specifieke eigenschap de snelheid bepaalt, gaan de onderzoekers het onderzoek herhalen bij andere neutronensterren.
→ Volledig persbericht
27 maart 2024
Een nieuwe opname van het Event Horizon Telescope (EHT)-samenwerkingsverband heeft sterke en geordende magnetische velden aan het licht gebracht die spiraalsgewijs van de rand van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Sgr A*) af komen. De magnetische veldstructuur rond Sgr A* vertoont opvallende overeenkomsten met die van het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87. Dit wijst erop dat alle zwarte gaten sterke magnetische velden hebben. De gelijkenis doet ook vermoeden dat er in Sgr A* een jet schuilgaat (The Astrophysical Journal Letters, 27 maart). Twee jaar geleden publiceerden wetenschappers de eerste opname van Sgr A*. Hoewel het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat zich op ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde bevindt, meer dan duizend keer kleiner en minder massarijk is dan dat van M87 – het allereerste zwarte gat dat in beeld werd gebracht, bleek uit de waarnemingen dat de twee opmerkelijk veel op elkaar lijken. Hierdoor vroegen wetenschappers zich af of zij behalve hun uiterlijk ook andere kenmerken gemeen hadden. Om daar achter te komen, besloot het EHT-team om Sgr A* in gepolariseerd licht te bestuderen. Eerdere onderzoeken van het licht rond het zwarte gat in M87 (M87*) hebben laten zien dat de omliggende magnetische velden dit zwarte gat in staat hebben gesteld om krachtige jets van materie terug de ruimte in te schieten. De nieuwe opnamen bouwen hierop voort en laten zien dat hetzelfde mogelijk ook voor Sgr A* geldt. Rond het zwarte gat in het Melkwegcentrum zijn namelijk eveneens sterke, verstrengelde en georganiseerde magnetische velden aanwezig. Uit het feit dat de polarisatiestructuur van Sgr A* sterk lijkt op die van het veel grotere zwarte gat M87* leiden astronomen af sterke en geordende magnetische velden van cruciaal belang zijn voor de manier waarop zwarte gaten in wisselwerking treden met het gas en de materie in hun omgeving. Licht is niets anders dan een oscillerende (op en neer gaande) elektromagnetische golf die ons in staat stelt om objecten te zien. Soms oscilleert licht in een voorkeursrichting: we noemen het dan ‘gepolariseerd’. Hoewel overal om ons heen gepolariseerd licht voorkomt, is het menselijk oog niet in staat om dit van ‘normaal’ licht te onderscheiden. In het plasma rond zwarte gaten zorgen deeltjes die rond magnetische veldlijnen wervelen voor een polarisatiepatroon dat loodrecht op het veld staat. Dit biedt astronomen de mogelijkheid om in meer detail te zien wat zich in de omgeving van zwarte gaten afspeelt en hun magnetische veldlijnen in kaart te brengen. Om Sgr A* te kunnen observeren, heeft de EHT-samenwerking acht telescopen over de hele wereld met elkaar verbonden, om een denkbeeldige telescoop ter grootte van de aarde te creëren. Deze ‘supertelescoop’ heeft sinds 2017 diverse waarnemingen gedaan en zal Sgr A* in april 2024 opnieuw waarnemen. Naarmate er nieuwe telescopen aan de EHT worden toegevoegd, zullen de beelden alleen maar beter worden. (EE)
→ Volledig persbericht
21 maart 2024
Tussen nu en september van dit jaar zal T Coronae Borealis of T CrB, een ster die normaal gesproken niet met het blote oog te zien is, tijdelijk opvallend helder worden. Het is voor het eerst in tachtig jaar dat dit gebeurt. Zo’n plotseling helderder wordende ster wordt een nova genoemd, het Latijnse woord voor ‘nieuw’. Maar nieuw is de ster allerminst. T CrB is een dubbelster op ongeveer 3000 lichtjaar van de aarde, bestaande uit een witte dwergster en een rode reus – een oude, opgezwollen ster die het einde van zijn bestaan nadert. De twee sterren staan zo dicht bij elkaar, dat er gas van de rode reus naar de witte dwerg stroomt. Daardoor wordt de atmosfeer van de witte dwerg op een gegeven moment dermate heet dat er een thermonucleaire reactie – dezelfde reactie die in een waterstofbom optreedt – op gang komt. In de meeste gevallen is zo’n nova-explosie eenmalig, maar er bestaan ook zogeheten recurrente nova’s: dubbelsterren waarbij er na de explosie gewoon weer gas van de rode reus naar de witte dwerg begint te stromen, en de geschiedenis zich herhaalt. T CrB is een van de slechts tien sterren in ons Melkwegstelsel die dit gedrag vertoont. Als het eenmaal zo ver is, zal T CrB gedurende enkele dagen met het blote oog te zien zijn in het sterrenbeeld Noorderkroon. Hij wordt dan ongeveer net zo helder als de bekende Poolster. Vervolgens is hij waarschijnlijk nog een week lang waarneembaar met een verrekijker, om uiteindelijk weer voor een jaar of tachtig uit het zicht te verdwijnen. (EE)
→ View Nova Explosion, ‘New’ Star in Northern Crown
20 maart 2024
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Fan Liu van de Monash-universiteit (Australië), heeft ontdekt dat sterparen die uit één en dezelfde moleculaire gaswolk zijn ontstaan vaak opmerkelijke verschillen in samenstelling vertonen. Volgens de wetenschappers zijn deze verschillen veroorzaakt doordat één van beide sterren een planeet of kleiner planetair materiaal heeft verslonden. De ontdekking is gebaseerd op spectroscopische gegevens die met de 6,5-meter Magellan-telescoop en de Europese Very Large Telescope (beide in Chili gestationeerd) en de 10-meter Keck-telescoop op Hawaï zijn verzameld (Nature, 20 maart). Het verschijnsel doet zich voor bij ongeveer acht procent van de 91 paren van ‘tweelingsterren’ die door het team zijn onderzocht. Wat deze studie zo fascinerend maakt, is dat de betreffende sterren in de bloei van hun leven zijn: het zijn zogeheten hoofdreekssterren, dus geen sterren die hun laatste levensfase hebben bereikt, zoals rode reuzen. Van deze laatste is bekend dat ze sterk opzwellen en daarbij een aantal van hun planeten kunnen opslokken. Het is nog onduidelijk of de onderzochte sterren complete planeten hebben verorberd of alleen los planetair puin. Liu en haar collega’s geven de voorkeur aan het eerste scenario, maar daar is geen concreet bewijs voor gevonden. Hoe dan ook kan de ontdekking verstrekkende gevolgen hebben voor het onderzoek van de langetermijnevolutie van planetenstelsels. (EE)
→ Twin stars reveal planet-eating habits
13 maart 2024
Een internationaal team van wetenschappers, geleid door astronomen van de Universiteit Leiden, heeft met de Webb-ruimtetelescoop ontdekt dat belangrijke ingrediënten voor het maken van potentieel leefbare werelden aanwezig zijn in jonge protosterren (Astronomy & Astrophysics, 13 maart). De aanwezigheid van complexe organische moleculen in de vaste fase in protosterren werd tientallen jaren geleden voor het eerst voorspeld op basis van laboratoriumexperimenten, en er zijn al voorzichtige detecties van deze moleculen gedaan door andere ruimtetelescopen. Dit geldt ook voor Webb’s Early Release Science Ice Age-programma, dat met succes diverse soorten ijs ontdekte in de donkerste, koudste regionen van een moleculaire wolk. Als onderdeel van het James Webb Observations of Young ProtoStars-programma (JOYS+), zijn deze complexe organische moleculen met het gevoelige midinfraroodinstrument MIRI geïdentificeerd, en hiermee is bevestigd dat ze aanwezig zijn in het interstellaire ijs. Het gaat om de detectie van aceetaldehyde (ethanal), ethanol, methylformiaat en waarschijnlijk azijnzuur. De ontdekking draagt bij aan het beantwoorden van al lang bestaande vragen in de astrochemie. Teamleider Will Rocha van de Sterrewacht Leiden licht toe: ‘Wat is de oorsprong van de complexe organische moleculen in de ruimte? Worden ze gemaakt in de gasfase of in ijs? De ontdekking van complexe organische moleculen in ijs suggereert dat chemische reacties in de vaste fase op het oppervlak van koude stofkorrels complexe soorten moleculen kunnen bouwen.’ Het team heeft de resultaten van dit onderzoek opgedragen aan teamlid Harold Linnartz, die eind vorig jaar plotseling overleed. Hij was directeur van het Leidse Laboratorium voor astrofysica en veel van de ijsspectra van eenvoudige en complexe moleculen die in dit onderzoek werden gebruikt, werden door studenten onder zijn supervisie verzameld. Linnartz was verrukt over de kwaliteit van de Webb-gegevens die deze identificaties mogelijk maakten, en het belang van deze resultaten voor de astrochemie. Het team ontdekte ook eenvoudiger moleculen, waaronder methaan, zwaveldioxide, formaldehyde en mierenzuur. Zwaveldioxide stelt het team in staat om het ‘zwavelbudget’ in protosterren te onderzoeken. Bestaand onderzoek suggereert dat zwavelhoudende verbindingen een belangrijke rol hebben gespeeld in het aansturen van metabolische reacties op de jonge aarde.
→ Volledig persbericht
8 maart 2024
Betelgeuze is een bekende rode superreus in het sterrenbeeld Orion. De laatste tijd heeft hij veel aandacht gekregen, vooral omdat variaties in zijn helderheid tot de speculatie hebben geleid dat de ster op ontploffen staat, maar ook omdat waarnemingen erop wezen dat hij veel sneller ronddraait dan verwacht. Dit laatste wordt nu in twijfel getrokken door een internationaal team van astronomen van het Max-Planck-Institut für Astrophysik (Duitsland). Betelgeuze is een van de grootste sterren die we kennen. Met een diameter van meer dan een miljard kilometer is hij bijna duizend keer zo groot als de zon. Als je hem in het centrum van ons zonnestelsel zou plaatsen, zou hij de aarde verzwelgen en zou zijn atmosfeer tot aan Jupiter reiken. Een ster van deze omvang zou eigenlijk niet snel mogen ronddraaien. Tijdens hun ontwikkeling zwellen de meeste sterren namelijk op en gaan ze juist langzamer draaien. Toch wijzen recente waarnemingen erop dat Betelgeuze behoorlijk snel draait: met 5 km/s – twee orden van grootte sneller dan mogelijk wordt geacht. Het belangrijkste bewijs voor de snelle draaiing van Betelgeuze is afkomstig van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). De 66 schotelantennes van ALMA werken samen alsof het één reuzentelescoop is. Ze gebruiken een techniek (interferometrie), waarbij twee of meer antennes een signaal uit het heelal oppikken en hun krachten bundelen om informatie te verkrijgen over de bron van het signaal. Met behulp van deze techniek ontdekten astronomen dat de ene helft Betelgeuze op ons af lijkt te komen en de andere helft zich van ons verwijderd. Uit deze waarneming kan worden afgeleid dat de ster snel ronddraait. Deze interpretatie zou vanzelfsprekend zijn geweest als Betelgeuze een perfect ronde bol was geweest. Het oppervlak van de superreus is echter nogal dynamisch en wordt gedomineerd door een proces dat convectie wordt genoemd. In ons dagelijks leven kennen we convectie van de opstijgende bellen in een pan water die op het vuur staat. In Betelgeuze gebeurt ongeveer hetzelfde, maar dan veel heftiger: de opstijgende ‘bellen’ kunnen zo groot zijn als de baan van de aarde om de zon en bestrijken een groot deel van het oppervlak van de ster. En ze stijgen en dalen met snelheden tot wel 30 km/s. Op basis van dit natuurkundige plaatje biedt een internationaal team onder leiding van Jing-Ze Ma, promovendus aan het Max-Planck-Institut für Astrophysik, nu een alternatieve verklaring voor de ‘dipolaire’ snelheidskaart van Betelgeuze. Volgens de onderzoekers kan het gebeuren dat een cluster van bellen opstijgt aan de ene kant van de ster, en een andere groep bellen neerdaalt aan de andere kant. Vanwege de beperkte resolutie (beeldscherpte) van de ALMA-telescoop kunnen deze convectieve effecten voor draaiing worden aangezien, zoals met behulp van computersimulaties is bevestigd. (EE)
→ A new spin on Betelgeuse’s boiling surface
29 februari 2024
Een internationaal team van wetenschappers met daarbij onder anderen Alessandra Candian (Universiteit van Amsterdam) en Xander Tielens (Universiteit Leiden) heeft met behulp van ruimtetelescoop Hubble en het ALMA-observatorium aangetoond dat uv-straling van zware sterren kan verhinderen dat planeten ontstaan (Science, 1 maart). Het team bestudeerde de Orionnevel, een bekende kraamkamer van sterren. De sterrenkundigen ontdekten dat een Jupiter-achtige planeet-in-wording in de protoplanetaire schijf d203-506 niet gevormd kon worden doordat zware sterren in de naburige Trapeziumcluster intense uv-straling produceren. De uv-straling zorgt ervoor dat gas uit de protoplanetaire schijf wordt weggeblazen. Daardoor is er te weinig gas over om een Jupiter-achtige planeet te vormen.
→ Oorspronkelijk persbericht
29 februari 2024
Onderzoekers hebben waterdamp ontdekt in de schijf rond een jonge ster, precies op de plek waar mogelijk planeten worden gevormd. Water is een onmisbaar ingrediënt voor het leven op aarde, en vermoed wordt dat het ook een belangrijke rol speelt bij de vorming van planeten. Maar tot nu toe was het nog nooit gelukt om in kaart te brengen hoe water is verdeeld in een stabiele, koele schijf – het soort schijf dat de gunstigste omstandigheden biedt voor de planeetvorming rond sterren. De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Nature Astronomy, 29 februari). ‘Ik had nooit gedacht dat we een opname konden maken van oceanen van waterdamp in hetzelfde gebied waar waarschijnlijk een planeet wordt gevormd,’ zegt Stefano Facchini, astronoom aan de Universiteit van Milaan (Italië), die leiding gaf aan het onderzoek waarvan de resultaten vandaag zijn gepubliceerd. De waarnemingen laten zien dat de binnenschijf van de jonge zonachtige ster HL Tauri, die op een afstand van 450 lichtjaar in het sterrenbeeld Stier staat, minstens drie keer zoveel water bevat als alle oceanen op aarde bij elkaar. ‘Het is echt opmerkelijk dat we niet alleen waterdamp kunnen detecteren, maar ook detailrijke beelden kunnen vastleggen op 450 lichtjaar van ons vandaan,’ voegt medeauteur Leonardo Testi, astronoom aan de Universiteit van Bologna (Italië) toe. De ALMA-waarnemingen hebben astronomen in staat gesteld om de verdeling van water in verschillende delen van de schijf rond HL Tauri te meten.
Er is een aanzienlijke hoeveelheid water gevonden in het gebied waar zich een ringvormige leemte in de schijf van HL Tauri bevindt. Zo’n concentrische ‘scheiding’ in een schijf van gas en stof wordt uitgesleten door om de ster cirkelende jonge, planeetachtige objecten, die zo materiaal verzamelen en aangroeien. ‘Onze opnamen laten een aanzienlijke hoeveelheid waterdamp zien op verschillende afstanden van de ster, waaronder een leemte waar zich op dit moment mogelijk een planeet vormt,’ zegt Facchini. Dit wijst erop dat deze waterdamp van invloed kan zijn op de chemische samenstelling van planeten die zich in gebieden als deze vormen.
Het opsporen van water met behulp van een telescoop op aarde is geen gemakkelijke opgave, omdat de vele waterdamp in de atmosfeer van onze planeet de straling die ALMA oppikt, verstoort. ALMA is een opstelling van tientallen radioschotels op ongeveer 5000 meter hoogte in de Chileense Atacama-woestijn, die met opzet op deze hoge en droge locatie is neergezet om zo min mogelijk last te hebben van de waterdamp in de aardatmosfeer. Momenteel is dit de enige waarneemfaciliteit op aarde die in staat is om het signaal van water in een koele planeet-vormende schijf te onderscheiden. ‘Het is echt heel spannend om op een opname te zien hoe watermoleculen vrijkomen uit ijzige stofdeeltjes,’ zegt ESO-astronoom Elizabeth Humphreys, die eveneens aan het onderzoek heeft meegewerkt. De stofdeeltjes in een schijf fungeren als kiemen voor de vorming van planeten. Ze botsen op elkaar en klonteren samen tot steeds grotere brokstukken die om de ster draaien. Astronomen denken dat waar het koud genoeg is om water aan stofdeeltjes te laten ‘aanvriezen’, alles beter aan elkaar blijft plakken – een ideale omgeving voor de vorming van planeten. ‘Onze resultaten laten zien dat de aanwezigheid van water de ontwikkeling van een planetenstelsel kan beïnvloeden, net zoals dat zo’n 4,5 miljard jaar geleden in ons eigen zonnestelsel gebeurde,’ aldus Facchini. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
27 februari 2024
In juni 2023 maakten astronomen de ontdekking bekend van een ster wiens chemische samenstelling overeen zou komen met die van de eerste generatie van zeer zware sterren. Nieuw onderzoek wijst er echter op dat de ster – LAMOST J1010+2358 – toch niet zo ‘raszuiver’ hoeft te zijn. De eerste sterren in het heelal ontstonden door het samentrekken van gaswolken die uitsluitend uit waterstof, helium en een snufje lithium bestonden. Deze eenvoudige cocktail van chemische elementen maakte het mogelijk dat de eerste generatie van sterren enorme massa’s konden bereiken. Deze ‘oersterren’ produceerden nieuwe, zwaardere elementen in hun kernen en verspreidden deze uiteindelijk over het heelal. Hoewel de zware sterren van deze eerste generatie allang zijn verdwenen, zwerven hun nakomelingen mogelijk nog rond in het heelal. En het opsporen van zo’n afstammeling zou astronomen in staat kunnen stellen om meer te weten te komen over de allereerste sterren in het heelal. J1010+2358 werd gezien als zo’n mogelijke nakomeling, omdat zijn samenstelling suggereert dat hij bestaat uit gas dat is achtergelaten door een ster die maar liefst 260 keer zoveel massa had als onze zon. Een team onder leiding van Ioanna Koutsouridou (Universiteit van Florence, Italië) heeft nu onderzocht of J1010+2358 daadwerkelijk afstamt van één enkele, zware ster van de eerste generatie. Met behulp van chemische modelberekeningen hebben de astronomen vastgesteld dat J1010+2358 inderdaad een afstammeling moet zijn van een ster van 26 zonsmassa’s, maar dat hij waarschijnlijk meerdere stellaire voorouders heeft gehad. Doordat het spectrum van de ster een aantal opvallende hiaten vertoont, zoals een gebrek aan elementen met oneven atoomgetallen, waaronder natrium, kan op dit moment alleen worden vastgesteld dat zijn vermeende stellaire voorouder minimaal tien procent van zijn ‘metalen’ (astronomisch jargon voor alle elementen zwaarder dan helium) heeft bijgedragen. Kortom: voor zover astronomen nu kunnen nagaan, kan J1010+2358 meer dan één stellaire voorouder hebben. De jacht op afstammelingen van de eerste sterren gaat voorlopig dus gewoon door. (EE)
→ Have We Found a Direct Descendant of the First Stars?
26 februari 2024
Wanneer een ster zoals onze zon het einde van zijn bestaan bereikt, kan hij de hem omringende planeten en planetoïden opslokken. Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili hebben onderzoekers nu voor het eerst een duidelijk spoor van dit proces ontdekt: een litteken dat op het oppervlak van een witte dwergster is achtergelaten (The Astrophysical Journal Letters, 26 februari). ‘Het is algemeen bekend dat sommige witte dwergen – de langzaam afkoelende restanten van sterren zoals onze zon – delen van hun planetenstelsels opeten. We hebben nu ontdekt dat het magnetische veld van de ster daarbij een cruciale rol speelt, wat resulteert in een litteken op het oppervlak van de witte dwerg,’ zegt Stefano Bagnulo, astronoom aan het Armagh Observatory and Planetarium in Noord-Ierland (VK). Het litteken dat het team heeft waargenomen is een concentratie van metalen op het oppervlak van de witte dwerg WD 0816-310 – het overblijfsel ter grootte van de aarde van een ster die op onze zon leek, maar iets groter was. ‘We hebben aangetoond dat deze metalen afkomstig zijn van een planetair brokstuk dat minstens zo groot was als Vesta, die met een middellijn van ongeveer 500 kilometer de op één na grootste planetoïde van ons zonnestelsel is,’ aldus medeauteur Jay Farihi van het University College London (VK). De waarnemingen hebben ook aanwijzingen opgeleverd over hoe de ster aan zijn metalen litteken komt. Het team stelde vast dat de sterkte van de metaaldetectie tijdens de draaiing van de ster variaties vertoonde. Dit suggereerde dat de metalen zich hebben opgehoopt op een specifiek deel van het oppervlak van de witte dwerg, in plaats van gelijkmatig over het oppervlak te zijn verdeeld. De onderzoekers ontdekten ook dat deze variaties synchroon liepen met veranderingen in het magnetische veld van de witte dwerg, wat erop wijst dat het metalen litteken zich bij een van zijn magnetische polen bevindt. Bij elkaar duiden deze aanwijzingen erop dat het magnetische veld metalen naar de ster toe heeft gesluisd, en zo het litteken heeft veroorzaakt. ‘Verrassend genoeg was het materiaal niet gelijkmatig over het oppervlak van de ster verdeeld, zoals de theorie voorspelde. In plaats daarvan is een opeenhoping van planetair materiaal ontstaan, die op zijn plaats wordt gehouden door hetzelfde magnetische veld dat de neerstortende brokstukken naar het steroppervlak heeft geleid,’ aldus medeauteur John Landstreet van de Western University in Canada. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
25 januari 2024
De H.E.S.S-sterrenwacht in Namibië is erin geslaagd zeer energierijke gammastraling te detecteren van de ‘jets’ van het intrigerende object SS 433. Op die manier hebben astronomen de exacte locatie binnen de jets van een van de meest efficiënte deeltjesversnellers in onze Melkweg weten op te sporen (Science, 25 januari). SS 433 bestaat uit een zwart gat dat materiaal aantrekt van een ster die dicht om hem heen draait. Zowel het zwarte gat als de ster heeft ongeveer tien keer zoveel massa als onze zon, en ze wentelen met een periode van dertien dagen om elkaar. Met zijn sterke zwaartekrachtveld onttrekt het zwarte gat materiaal van het oppervlak van de ster, dat zich rond het zwarte gat ophoopt als een schijf van gas. Wanneer materie vanuit de schijf naar het zwarte gat toe valt, worden twee bundels van geladen deeltjes gelanceerd. Deze jets staan haaks op het vlak van de schijf, en de daarin aanwezige deeltjes bereiken snelheden van een kwart van de lichtsnelheid. Vanwege deze eigenschappen wordt SS 433 ook wel een microquasar genoemd – een miniatuurversie van de quasars in de kernen van actieve sterrenstelsels. Tot voor kort was er nog nooit gammastraling gedetecteerd van een microquasar. Daar kwam in 2018 verandering in, toen het High Altitude Water Cherenkov Gamma-ray Observatory (HAWC) er voor het eerst in slaagde om zeer energierijke gammastraling uit de jets van SS 433 te detecteren. Dit betekent dat ergens in de jets deeltjes tot extreme energieën worden versneld. Naar aanleiding van de HAWC-detectie is de H.E.S.S.-sterrenwacht een waarnemingscampagne van het SS 433-systeem gestart. Dit heeft geresulteerd in ongeveer tweehonderd uur aan gegevens, en een duidelijke detectie van gammastraling van de jets van SS 433. De jets zijn tot op een afstand van minder dan één lichtjaar aan weerszijden van de centrale dubbelster waarneembaar, om vervolgens zo zwak te worden dat ze niet meer te zien zijn. Maar op ongeveer 75 lichtjaar afstand van hun ‘lanceerbasis’ komen ze abrupt weer tevoorschijn als heldere röntgenbronnen – net als bij eerdere röntgenwaarnemingen. Wat de astronomen echter verraste, was een verschuiving in de positie van de gammastraling bij verschillende energieën. De meest energierijke gammastraling wordt alleen waargenomen op het punt waar de jets abrupt weer verschijnen. De gebieden die gammastraling met lagere energieën uitzenden, verschijnen juist verderop in elke jet. Op zoek naar een verklaring hebben de onderzoekers een computersimulatie gedaan, en zo voor het eerst een schatting kunnen maken van de snelheid aan het uiteinde van de jet. Het verschil tussen deze snelheid en de snelheid waarmee de jets worden gelanceerd, suggereert dat de deeltjes verder naar buiten worden versneld door een sterke schokgolf. Hoe deze ontstaat is echter nog onduidelijk. (EE)
→ Astrophysical jet caught in a ‘speed trap’
16 februari 2024
Over enkele miljarden jaren zal onze zon opzwellen tot een rode reus en haar buitenste gaslagen de ruimte in blazen. Wat overblijft is een witte dwerg: een object ter grootte van de aarde, maar met net zoveel massa als de zon. De planeten Mercurius, Venus en wellicht ook de aarde zullen door de opzwellende zon worden opgeslokt. Maar de overige planeten van ons zonnestelsel bevinden zich op veilige afstand en ontspringen de dans. Een onderzoeksteam onder leiding van Susan Mullally van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) heeft nu het vermoedelijke eindresultaat van dit proces vastgelegd met de Webb-ruimtetelescoop. Met dit instrument hebben de astronomen vier witte dwergen onder de loep genomen. Door heel zorgvuldig het licht van de witte dwergen zelf uit de opnamen weg te ‘poetsen’ ontdekten ze bij twee van de vier het zwakke schijnsel van een mogelijke reuzenplaneet. Op de opgeschoonde foto’s van de twee witte dwergen is een roodachtig getint object te zien. Als dit inderdaad planeten zijn, dan hebben ze minstens net zoveel massa als de planeet Jupiter. En waarschijnlijk bevonden ze zich oorspronkelijk net zo ver van hun moedersterren als Jupiter en Saturnus van de zon. Helemaal zeker is de ontdekking van de planeten echter niet. Het is niet onmogelijk dat de rode vlekjes op de Webb-opnamen in werkelijkheid kleine objecten binnen ons eigen zonnestelsel zijn die tijdens de opnamen toevallig het beeldveld van de ruimtetelescoop doorkruisten. Ook zouden het roodachtige sterrenstelsels kunnen zijn die ver achter de witte dwergen staan. Maar de onderzoekers schatten dat de kans op deze toevalligheden klein is: 1 op 3000. (EE)
→ JWST Photographs Possible Giant Planets Around White Dwarfs
14 februari 2024
Wat is de oorzaak van de snelle radioflitsen – korte, maar intense uitbarstingen van radiostraling die de afgelopen jaren zijn waargenomen? Astronomen zijn mogelijk een stap dichter bij het antwoord op deze vraag gekomen. Met behulp van twee röntgentelescopen in de ruimte hebben ze ingezoomd op het grillige gedrag van een magnetar – het snel rondtollende, compacte restant van een uitgedoofde ster – kort vóór en ná dat deze zo’n radioflits produceerde (Nature, 14 februari). Hoewel ze slechts een fractie van een seconde duren, komt bij snelle radioflitsen ongeveer net zoveel energie vrij als onze zon in een jaar produceert. Maar omdat ze zo kort duren, laat zich doorgaans maar moeilijk vaststellen waar de radioflitsen precies vandaan komen. Tot 2020 bevonden de enige radioflitsen waarvan de bron kon worden herleid zich buiten ons Melkwegstelsel – te ver weg om te kunnen vaststellen door welk soort object ze waren uitgestoten. Maar toen er uiteindelijk dan toch eentje binnen het Melkwegstelsel werd waargenomen, bleek die afkomstig van een magnetar. In oktober 2021 produceerde dezelfde magnetar, met de aanduiding SGR 1935+2154, opnieuw een snelle radioflits. En deze werd gedetailleerd bekeken door NASA-satelliet NuSTAR en het NICER-instrument aan boord van het internationale ruimtestation ISS. De beide röntgentelescopen namen de magnetar uren achtereen waar, en vingen zo een glimp op van wat zich op het oppervlak van dit object afspeelde. De waarnemingen laten zien dat de radioflits plaatsvond tussen twee ‘schokken’ waarbij de magnetar plotseling sneller begon te draaien. SGR 1935+2154 is naar schatting ongeveer achttien kilometer groot en tolt ongeveer 3,2 keer per seconde om zijn as. Het versnellen of afremmen van deze draaiing kost enorm veel energie. De onderzoekers waren dan ook verrast om te zien dat de magnetar tussen beide schokken binnen enkele uren afremde tot minder dan zijn oorspronkelijke draaisnelheid. Normaal gesproken duurt dit proces weken tot maanden. Er gebeuren dus duidelijk dingen met deze objecten op veel kortere tijdschalen dan tot nu toe werd aangenomen. En het vermoeden bestaat dat er een verband is met de manier waarop snelle radioflitsen worden opgewekt. Op basis van deze ene waarneming kan echter nog niet precies worden vastgesteld welke factoren daarbij een rol spelen. Een van de mogelijkheden is dat bij de eerste schok een barst in het oppervlak van de magnetar is ontstaan, waardoor materiaal uit het inwendige van het object kon ontsnappen. Door massaverlies gaan rondtollende objecten langzamer draaien, en dat zou de sterke afremming van SGR 1935+2154 kunnen verklaren. Maar het laatste woord is hier nog niet over gezegd. (EE)
→ NASA Telescopes Find New Clues About Mysterious Deep Space Signals
13 februari 2024
Een onderzoeksteam onder leiding van Luis F. Rodríguez van de Universiteit van Mexico heeft een bijzondere ontdekking gedaan: twee om elkaar wentelende objecten die ongeveer net zoveel massa hebben als de planeet Jupiter, maar niet gebonden zijn aan een ster. Het bestaan ervan kwam aan het licht bij waarnemingen van de Orionnevel – een bekend stervormingsgebied – met twee radiotelescopen in de VS en de Webb-ruimtetelescoop. Met behulp van de VLA onderzochten de astronomen een klasse van objecten die bekendstaan als Jupiter-mass binary objects of kortweg JuMBO’s. In 2023 werd een groep van veertig van deze objecten opgespoord, en de verwachting was dat ze ook op radiogolflengten waarneembaar zouden zijn. Verrassend genoeg is dat maar bij één – JuMBO 24 – ook echt het geval. De twee planeten in dit dubbelsysteem blijken beide aanzienlijk meer radiostraling uit te zenden dan bruine dwergen – ‘mislukte’ sterren die veel met JuMBO’s gemeen hebben, en doorgaans op infrarode golflengten worden waargenomen. Onduidelijk is nog hoe objecten als deze in het bestaande plaatje van de vorming van sterren en planeten passen. Maar theoretisch zouden de beide componenten van JuMBO 24 manen kunnen hebben die vergelijkbaar zijn met Europa (Jupiter) en Enceladus (Saturnus) – manen met een oceaan onder hun ijskorst. (EE)
→ Astronomers Discover Jupiter-sized Objects Drawn into Each Other’s Orbit
8 februari 2024
Het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* of kortweg Sgr A*, draait zo snel dat het de ruimtetijd eromheen vervormt tot iets dat op een rugbybal lijkt. Dat blijkt uit nieuw onderzoek, gebaseerd op gegevens van NASA’s röntgen-ruimtetelescoop Chandra en de Very Large Array (VLA)-radiotelescoop in de VS. Zwarte gaten hebben twee fundamentele eigenschappen: hun massa (hoeveel ze wegen) en hun ‘spin’ (hoe snel ze draaien). De bepaling van een van deze twee waarden vertelt wetenschappers veel over een zwart gat en hoe het zich gedraagt. Een team onderzoekers heeft nu een nieuwe methode toegepast die gebruik maakt van röntgen- en radiogegevens om te bepalen hoe snel Sgr A* ronddraait op basis van de wijze waarop materiaal naar het zwarte gat toe en daarvandaan stroomt. Ze ontdekten dat Sgr A* ronddraait met een hoeksnelheid – het aantal omwentelingen per seconde – die oploopt tot ongeveer zestig procent van de maximaal mogelijke waarde. Deze limiet wordt bepaald door het gegeven dat materie niet sneller kan reizen dan licht. Eerdere schattingen van de spin van Sgr A* varieerden van helemaal niet draaiend tot bijna maximaal draaiend. Een draaiend zwart gat sleept de ‘ruimtetijd’ (de combinatie van tijd en de drie dimensies van ruimte) en nabije materie met zich mee terwijl het ronddraait. Daarbij wordt de ruimtetijd rond het zwarte gat ook platgedrukt. Als je van bovenaf op het draaiende zwarte gat kijkt, langs de loop van de jet die deze produceert, dan is de ruimtetijd cirkelvormig. Maar als je van opzij naar het zwarte gat kijkt, heeft de ruimtetijd de vorm van een rugbybal. En hoe sneller de spin, des te platter is de bal. Wanneer ze omgeven zijn door materie kunnen draaiende zwarte gaten jets van snelle deeltjes uitzenden, wat ten koste gaat van hun spin-energie. Vanwege de beperkte hoeveelheid materie rondom Sgr A* is dit zwarte gat de afgelopen duizenden jaren echter relatief rustig geweest, met relatief zwakke jets. Het nieuwe onderzoek laat zien dat hierin weleens verandering zou kunnen komen als de hoeveelheid materie rond Sgr A* toeneemt. Dit betekent dat in de toekomst, als de eigenschappen van de materie en de magnetische veldsterkte nabij het zwarte gat veranderen, een deel van de enorme spin-energie wordt aangesproken om veel krachtigere jets aan te drijven. De benodigde materie kan afkomstig zijn van gas of van de restanten van een ster die door de zwaartekracht van het zwarte gat aan flarden wordt getrokken wanneer deze te dicht in de buurt komt van Sgr A*. (EE)
→ Telescopes Show the Milky Way's Black Hole Is Ready for a Kick
6 februari 2024
Onderzoekers van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) hebben een ongewoon heldere uitbarsting waargenomen van een ster die op onze zon lijkt, maar veel jonger is. Gegevens van de Submillimeter Array, een opstelling van acht radioschotels op Mauna Kea (Hawaï), laten zien dat de betreffende ster – HD 283572 – in een paar uur tijd ruim een factor honderd helderder werd. HD 283572 heeft 40 procent meer massa dan onze zon en is ongeveer 400 lichtjaar van ons verwijderd. Met een leeftijd van minder dan drie miljoen jaar is hij meer dan duizend keer zo jong als de zon – de leeftijd waarop de vorming van aarde-achtige planeten rond sterren op gang komt. De hevige uitbarsting werd bij toeval geregistreerd tijdens waarnemingen van het stofrijke materiaal rond jonge sterren, dat een zwakke gloed afgeeft op radiogolflengten. Tijdens deze waarnemingen viel HD 283572 op door zijn grote helderheid. De ster had zich in de maanden vóór de uitbarsting rustig gehouden en was toen helemaal niet zichtbaar met de Submillimeter Array. De onderzoekers hebben de energie gemeten die bij de ‘opvlamming’ van HD 283572 is vrijgekomen en zijn daarbij tot conclusie gekomen dat in slechts negen uur tijd ongeveer een miljoen keer meer energie is vrijgekomen dan bij de uitbarstingen van andere zonachtige sterren in onze naaste omgeving. Maar op basis van deze ene waarneming laat zich niet precies vaststellen waardoor de uitbarsting is veroorzaakt. Duidelijk is wel dat eventuele planeten-in-wording rond HD 283572 de volle laag zullen hebben gekregen. En astronomen vermoeden dat krachtige uitbarstingen als deze een verwoestende uitwerking hebben op de atmosferen van planeten. (EE)
→ Extreme Eruption on Young Sun-like Star Signals Savage Environment for Developing Exoplanets
25 januari 2024
De H.E.S.S-sterrenwacht in Namibië is erin geslaagd zeer energierijke gammastraling te detecteren van de ‘jets’ van het intrigerende object SS 433. Op die manier hebben astronomen de exacte locatie binnen de jets van een van de meest efficiënte deeltjesversnellers in onze Melkweg weten op te sporen (Science, 25 januari). SS 433 bestaat uit een zwart gat dat materiaal aantrekt van een ster die dicht om hem heen draait. Zowel het zwarte gat als de ster heeft ongeveer tien keer zoveel massa als onze zon, en ze wentelen met een periode van dertien dagen om elkaar. Met zijn sterke zwaartekrachtveld onttrekt het zwarte gat materiaal van het oppervlak van de ster, dat zich rond het zwarte gat ophoopt als een schijf van gas. Wanneer materie vanuit de schijf naar het zwarte gat toe valt, worden twee bundels van geladen deeltjes gelanceerd. Deze jets staan haaks op het vlak van de schijf, en de daarin aanwezige deeltjes bereiken snelheden van een kwart van de lichtsnelheid. Vanwege deze eigenschappen wordt SS 433 ook wel een microquasar genoemd – een miniatuurversie van de quasars in de kernen van actieve sterrenstelsels. Tot voor kort was er nog nooit gammastraling gedetecteerd van een microquasar. Daar kwam in 2018 verandering in, toen het High Altitude Water Cherenkov Gamma-ray Observatory (HAWC) er voor het eerst in slaagde om zeer energierijke gammastraling uit de jets van SS 433 te detecteren. Dit betekent dat ergens in de jets deeltjes tot extreme energieën worden versneld. Naar aanleiding van de HAWC-detectie is de H.E.S.S.-sterrenwacht een waarnemingscampagne van het SS 433-systeem gestart. Dit heeft geresulteerd in ongeveer tweehonderd uur aan gegevens, en een duidelijke detectie van gammastraling van de jets van SS 433. De jets zijn tot op een afstand van minder dan één lichtjaar aan weerszijden van de centrale dubbelster waarneembaar, om vervolgens zo zwak te worden dat ze niet meer te zien zijn. Maar op ongeveer 75 lichtjaar afstand van hun ‘lanceerbasis’ komen ze abrupt weer tevoorschijn als heldere röntgenbronnen – net als bij eerdere röntgenwaarnemingen. Wat de astronomen echter verraste, was een verschuiving in de positie van de gammastraling bij verschillende energieën. De meest energierijke gammastraling wordt alleen waargenomen op het punt waar de jets abrupt weer verschijnen. De gebieden die gammastraling met lagere energieën uitzenden, verschijnen juist verderop in elke jet. Op zoek naar een verklaring hebben de onderzoekers een computersimulatie gedaan, en zo voor het eerst een schatting kunnen maken van de snelheid aan het uiteinde van de jet. Het verschil tussen deze snelheid en de snelheid waarmee de jets worden gelanceerd, suggereert dat de deeltjes verder naar buiten worden versneld door een sterke schokgolf. Hoe deze ontstaat is echter nog onduidelijk. (EE)
→ Astrophysical jet caught in a ‘speed trap’
18 januari 2024
Een team van astronomen van verschillende instituten, waaronder de Universiteit van Manchester (VK) en het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Duitsland, heeft een object in de Melkweg ontdekt dat zwaarder is dan de zwaarste neutronensterren die we kennen en tegelijkertijd lichter dan de lichtste zwarte gaten. Het object cirkelt rond een snel ronddraaiende millisecondepulsar op ongeveer 40.000 lichtjaar afstand in de bolvormige sterrenhoop NGC 1851 – een compacte groep sterren in het zuidelijke sterrenbeeld Duif (Science, 18 januari). Met behulp van de klokachtige ‘tikken’ van de millisecondepulsar hebben de astronomen aangetoond dat het zware object binnen de zogeheten massakloof van zwarte gaten valt. Het zou de eerste ontdekking kunnen zijn van een object bestaande uit een radiopulsar en een zwart gat. ‘Zo’n object zal een belangrijk doelwit zijn voor het testen van zwaartekrachtstheorieën en kan nieuwe inzichten verschaffen in de kernfysica bij zeer hoge dichtheden,’ aldus de Nederlandse radioastronoom Ben Stappers, projectleider namens de Universiteit van Manchester. Wanneer een neutronenster – het ultracompacte overblijfsel van een dode ster – te veel massa vergaart, bijvoorbeeld door een botsing met een andere ster, stort hij ineen. Aangenomen wordt dat daarbij een zwart gat ontstaat. Astronomen denken dat de totale massa die nodig is om een neutronenster te laten instorten 2,2 keer de massa van onze zon is. Theorie en waarnemingen hebben laten zien dat de lichtste zwarte gaten die bij zo’n gebeurtenis ontstaan veel zwaarder zijn: ongeveer vijf zonsmassa’s. Er gaapt dus een massakloof tussen beide mogelijkheden. De aard van de compacte objecten in deze massakloof is onbekend, en de ontdekking van zo’n object kan dus meer inzicht geven in hun eigenschappen. De ontdekking van het object werd gedaan tijdens waarnemingen van NGC 1851 met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. NGC 1851 is bolvormige sterrenhoop, bestaande uit oude sterren die veel dichter opeengepakt zijn dan de sterren elders in het Melkwegstelsel. De sterren in zo’n bolhoop zitten zo dicht op elkaar, dat ze elkaars banen kunnen verstoren en in het uiterste geval met elkaar in botsing komen. Stappers en collega’s denken dat het zware object dat nu rond de radiopulsar draait is ontstaan bij een botsing tussen twee neutronensterren. Het is gelukt om de zwakke pulsen van de radiopulsar te detecteren. De pulsar, die als een ‘kosmische vuurtoren’ bundels radiostraling uitzendt, draait meer dan 170 keer per seconde rond en produceert bij elke omwenteling een ritmische puls, zoals het tikken van een klok. Door te meten hoe de timing van de pulsen varieert, is het de astronomen gelukt om uiterst nauwkeurige metingen te doen van zijn baanbeweging. Uit die metingen blijkt dat het object dat om de pulsar draait geen gewone ster is, maar het compacte overblijfsel van een ingestorte ster. Ook hebben de metingen aangetoond dat de begeleider zwaarder is dan alle bekende neutronensterren, en lichter dan alle bekende zwarte gaten. Of het een zware neutronenster is, een licht zwart gat of iets compleet anders, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. (EE)
→ Lightest black hole or heaviest neutron star? MeerKAT uncovers a mysterious object in Milky Way
10 januari 2024
Twee teams van sterrenkundigen hebben met behulp van twee ruimtetelescopen ontdekt dat het ‘groene monster’, de mysterieuze structuur in de resten van de ontplofte ster Cassiopeia A, er al geweest moest zijn voordat de ster ontplofte. Ze hebben hun bevindingen afgelopen maandag gepresenteerd tijdens het jaarlijkse wintercongres van de American Astronomical Society in New Orleans (VS). Een van de teams wordt geleid door Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam en SRON. Het groene monster in Cassiopeia A werd in april 2023 ontdekt en is zo genoemd vanwege de vage gelijkenis met de legendarische groene muur in het honkbalstadion van de Boston Red Sox. Het hemelse groene monster bevindt zich in het centrum van Cassiopeia A. Om meer te weten te komen over de mysterieuze structuur combineerden de onderzoekers de infrarood-gegevens van de Webb-ruimtetelescoop met röntgendata van de Chandra-satelliet. Uit de gecombineerde gegevens blijkt dat het groene monster moet zijn ontstaan voordat de ster ontplofte. Ook blijkt het groene monster in onze richting te bewegen. Waarschijnlijk is de structuur ontstaan door een tijdelijk toename van gas dat van de ster weggeblazen werd. ‘Het groene monster líjkt dus alleen maar in het midden van de afbeelding te staan, maar bevindt zich in werkelijkheid aan de voorkant van Cassiopeia A’, aldus Jacco Vink, die al jaren onderzoek doet naar ‘Cas A’. Cassiopeia A is het overblijfsel van een ontplofte ster in het sterrenbeeld Cassiopeia op ongeveer 11.000 lichtjaar van ons vandaan. Rond 1670 zou het licht van de explosie de aarde voor het eerst bereikt moeten hebben. Er bevond zich echter te veel gas en stof rond de ster om de ontploffing te kunnen zien met het blote oog of met de toen nog primitieve telescopen. De ontploffingsnevel van Cassiopeia A dijt gemiddeld met een snelheid van 4000 tot 6000 kilometer per seconde uit en heeft een temperatuur van ongeveer 30 miljoen graden Celsius. Het ‘slagveld’ rond Cas A is zo’n 16 lichtjaar groot. Cas A is een geliefd onderzoeksobject, omdat de ontplofte ster relatief dichtbij staat en veel infraroodstraling, radiostraling en röntgenstraling uitzendt.
→ Volledig persbericht
8 januari 2024
In 2019 pikte de pas voltooide Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP)–radiotelescoop iets op wat nog nooit eerder was gezien: cirkels van radiogolven die zo groot waren dat ze complete sterrenstelsels omsluiten. ‘Odd radio circles’ – vreemde radiocirkels – werden ze genoemd, of kortweg ORCs. Een team onder leiding van Alison Coil (Universiteit van Californië te San Diego, VS) denkt nu een verklaring te hebben gevonden voor deze kosmische structuren. Volgens de astronomen zijn het schillen van heet gas, gevormd door wegstromende galactische winden, die mogelijk zijn veroorzaakt door hevige supernova-explosies (Nature, 8 januari). Coil en haar medewerkers hebben zware ‘starburst'-stelsels bestudeerd die zulke ultrasnelle galactische winden kunnen aandrijven. Starburst-stelsels produceren in uitzonderlijk hoog tempo nieuwe sterren. Wanneer deze sterren aan het einde van hun bestaan exploderen, stoten ze hete gassen uit, en als er op een bepaalde plek maar genoeg sterren tegelijkertijd ontploffen kan het gas genoeg snelheid krijgen om uit het stelsel te ontsnappen. Zo’n ‘galactische wind’ bereikt een snelheid 2000 kilometer per seconde. Voor hun onderzoek koos het team een radiocirkel die bekendstaat als ORC 4 – de eerste die vanaf het noordelijk halfrond waarneembaar is. Voordien hadden ze ORCs alleen waargenomen op radiogolflengten, maar dit specifieke exemplaar is nu ook bekeken door de Keck-sterrenwacht op Mauna Kea (Hawaï). Daarbij zijn spectroscopische gegevens van ORC 4 verzameld, waaruit blijkt dat de radiocirkel een enorme hoeveelheid helder, heet samengedrukt gas bevat – veel meer dan een gemiddeld sterrenstelsel. Cassandra Lochhaas, postdoc aan het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (VS) die gespecialiseerd is in de theoretische kant van galactische winden en medeauteur is van het nu gepubliceerde onderzoeksartikel, heeft een reeks computersimulaties uitgevoerd om de grootte en eigenschappen van de grootschalige radiocirkel na te bootsen. Haar simulaties laten zien dat de uitstromende galactische winden 200 miljoen jaar lang ‘waaiden’ voordat ze stopten. Toen dat gebeurde, bleef een voorwaarts bewegende schokgolf heet gas uit het centrale sterrenstelsel verdrijven, waardoor een radiocirkel ontstond. ’Om dit voor elkaar te krijgen, moet er heel snel veel materiaal worden uitgestoten. En het omringende gas net buiten het sterrenstelsel moet een lage temperatuur hebben – anders stokt de schokgolf,’ aldus Coil. ‘Het blijkt dat de sterrenstelsels die we hebben bestudeerd aan deze voorwaarden voldoen. Ze zijn zeldzaam, maar ze bestaan. Ik denk echt dat dit erop wijst dat galactische winden de veroorzakers zijn van ORCs’.
→ Space oddity: Uncovering the origin of the universe’s rare radio circles
14 december 2023
Astronomen van de Universiteit van Toronto (Canada) hebben een populatie van zware sterren ontdekt die door hun naaste metgezellen van hun waterstofomhulsel zijn ontdaan. Hun bevindingen werpen licht op de hete heliumsterren waarvan wordt aangenomen dat ze aan de wieg staan van waterstofarme supernova-explosies en fuserende neutronensterren (Science, 14 december). Wetenschappers vermoeden al meer dan tien jaar dat ongeveer één op de drie zware sterren zijn mantel van waterstof kwijtraakt aan een begeleidende ster. Tot nu toe was er echter maar één voorbeeld van zo’n ontmantelde zware ster bekend. En dat terwijl wordt aangenomen dat zulke ontmantelingen er de oorzaak van zijn dat veel zware sterren die als supernova exploderen opvallend weinig waterstof bevatten. Ook bestaat het vermoeden dat dergelijke dubbelstersystemen eindigen als twee om elkaar wentelende neutronensterren die uiteindelijk met elkaar in botsing komen, onder uitzending van zwaartekrachtgolven zoals die met gevoelige detectoren op aarde worden geregistreerd. Maria Drout en haar collega’s in Toronto vermoeden nu dat enkele objecten in hun nieuwe onderzoek gestripte sterren zijn die een neutronenster of zwart gat als begeleider hebben. De dubbelsterren bevinden zich namelijk in het stadium vlak voordat ze dubbele neutronensterren of neutronenster/zwartgat-combinaties worden, die uiteindelijk met elkaar kunnen fuseren. Veel sterren maken deel uit van een dubbelstersysteem waarin de beide partners elkaar beïnvloeden. Wanneer deze sterren tegen het einde van hun bestaan opzwellen tot rode reuzen, kan het gebeuren dat de ene ster waterstof onttrekt aan de andere. Daardoor komt de zeer hete heliumkern van de ontmantelde ster bloot te liggen. Ontmantelde sterren zijn moeilijk te vinden, omdat veel van het licht dat ze uitzenden buiten het zichtbare deel van het lichtspectrum valt en door stof kan worden geabsorbeerd of door het felle schijnsel van de begeleidende ster wordt overstraald. Om deze problemen te omzeilen besloten Drout en haar medewerkers zich op het ultraviolette deel van het spectrum te richten, waar zeer hete sterren het meeste licht uitzenden. Ultraviolet licht is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar kan wel worden gedetecteerd met speciale instrumenten en telescopen. Met behulp van gegevens van de Swift-ruimtetelescoop van NASA inventariseerden de astronomen de helderheden van miljoenen sterren in de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk – twee kleine, relatief nabije buren van ons Melkwegstelsel. Een steekproef van vijfentwintig van deze sterren werd tussen 2018 en 2022 spectroscopisch onderzocht met de Magellan-telescopen op Las Campanas in het noorden van Chili. De resultaten laten zien dat de betreffende sterren – zoals verwacht – heet, klein en waterstof-arm zijn en deel uitmaken van dubbelstersystemen. (EE)
→ Astronomers discover first population of binary stripped stars
14 december 2023
Bij hun zoektocht naar de kleinst mogelijke objecten die zich op ster-achtige wijze kunnen vormen hebben astronomen met behulp van de Webb-ruimtetelescoop een nieuwe recordhouder opgespoord: een bruine dwerg die maar drie tot vier keer zo zwaar is als de planeet Jupiter (Astronomical Journal, december 13). Bruine dwergen zijn objecten die het midden houden tussen sterren en planeten. Ze ontstaan als sterren, wat wil zeggen dat ze een dichtheid bereiken die groot genoeg is om onder invloed van hun eigen zwaartekracht ineen te storten. Maar ze worden nooit dicht en heet genoeg om waterstof te fuseren en echte sterren te worden. Bij hun ontdekking van de nieuwe, zeer lichte bruine dwerg hebben Kevin Luhman (Pennsylvania State University, VS) en zijn collega Catarina Alves de Oliveira (European Space Agency), ervoor gekozen om de Webb-ruimtetelescoop op IC 348 te richten – een sterrenhoop op ongeveer duizend lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus. Met een leeftijd van ongeveer vijf miljoen jaar is deze sterrenhoop heel jong. Bij gevolg zouden daarin aanwezige bruine dwergen nog betrekkelijk helder moeten zijn in het infrarood, vanwege de hitte die ze tijdens hun vorming hebben opgedaan. De beide astronomen hebben om te beginnen het hart van de cluster in beeld gebracht met Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) om mogelijke bruine dwergen te identificeren aan de hand van hun helderheid en kleur. De meest veelbelovende objecten werden vervolgens bekeken met de NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) van Webb. Deze aanpak resulteerde in de ontdekking van drie intrigerende objecten van drie tot acht Jupitermassa’s en oppervlaktetemperaturen variërend van 830 tot 1.500 graden Celsius. De massa van de kleinste van de drie lijkt slechts drie tot vier keer zo groot te zijn als die van de reuzenplaneet Jupiter. Het ontstaan van zo’n kleine bruine dwerg laat zich niet gemakkelijk verklaren. Een zware en dichte gaswolk heeft genoeg zwaartekracht om in elkaar te storten tot een volwaardige ster. Maar een kleine wolk trekt niet gemakkelijk samen tot een bruine dwerg, zeker niet tot een bruine dwerg die niet veel zwaarder is dan een reuzenplaneet. Omdat het opgespoorde object ruim binnen het massabereik van reuzenplaneten valt, doemt wel de vraag op of het inderdaad een bruine dwerg is, of dat het eigenlijk een planeet is die uit zijn planetenstelsel is verstoten. Hoewel de astronomen dit laatste niet kunnen uitsluiten, achten ze het veel waarschijnlijker dat het om een bruine dwerg gaat. Een uitgestoten reuzenplaneet is onwaarschijnlijk, omdat zulke planeten vrij schaars zijn. Bovendien zijn de meeste sterren in IC 348 lichte sterren die niet in staat zijn om zulke zware planeten te produceren. En omdat de sterrenhoop nog maar vijf miljoen jaar oud is, is er waarschijnlijk nog niet genoeg tijd geweest om reuzenplaneten te vormen en deze vervolgens uit hun stelsels te verstoten. (EE)
→ NASA's Webb Identifies Tiniest Free-Floating Brown Dwarf
7 december 2023
Een internationaal team van onderzoekers heeft ontdekt dat oude sterren in staat zijn om elementen te produceren met een atoommassa van meer dan 260 – zwaarder dan alle elementen in het periodiek systeem dat van nature op aarde voorkomt (Science, 7 december). Sterren zijn ‘fabrieken’, waarin voortdurend elementen samensmelten of uit elkaar vallen tot zwaardere, respectievelijk lichtere elementen. Met ‘licht’ en ‘zwaar’ wordt de atoommassa van de elementen bedoeld. Deze massa komt ruwweg overeen met het aantal protonen en neutronen dat in de kern van één atoom van een element voorkomt. Van de zwaarste elementen is alleen bekend dat ze in neutronensterren worden geproduceerd via een proces dat snelle neutronenvangst of het ‘r-proces’ wordt genoemd. Stel je een enkele atoomkern voor die in een ‘soep’ van neutronen drijft. Plotseling komen er in zeer korte tijd – meestal in minder dan een seconde – een heleboel van die neutronen aan de kern vast te zitten, om vervolgens een aantal neutron-naar-protontransities te ondergaan, en voila: er ontstaat een zwaar element als goud, platina of uranium. Om elementen te maken die zwaarder zijn dan bijvoorbeeld lood en bismut moet je heel snel veel neutronen toevoegen, maar daar heb je veel energie en veel neutronen voor nodig. En de beste plek om beide te vinden is bij de geboorte of dood van een neutronenster, of bij een botsing tussen twee neutronensterren. Astronomen weten in grote lijnen wel hoe het r-proces werkt, maar de omstandigheden waaronder dit proces verloopt zijn nogal extreem. Op welk soort plaatsen in het heelal het r-proces kan plaatsvinden, hoe het r-proces eindigt en hoe zwaar het daarbij gevormde element kan worden is onduidelijk. Om daar meer inzicht in te krijgen, heeft het team nog eens de hoeveelheden zware elementen in 42 goed onderzochte sterren in de Melkweg onder de loep genomen. Van deze sterren was al bekend dat ze zware elementen bevatten die zijn gevormd door het r-proces in eerdere generaties sterren. Door te meten hoeveel van elk zwaar element deze sterren tezamen bevatten, in plaats van elke ster afzonderlijk, ontdekte ze patronen die nog niet eerder waren opgemerkt. Deze patronen wijzen erop dat sommige elementen die zo’n beetje halverwege het periodiek systeem staan – zoals zilver en rhodium – waarschijnlijk de overblijfselen zijn van de splijting van zware elementen. Ook konden de onderzoekers vaststellen dat het r-proces atomen met een atoommassa van minstens 260 kan vormen voordat ze splijten. Die 260 is een interessant getal, omdat wetenschappers nog niet eerder zoiets zwaars hebben ontdekt in de ruimte of bij kernproeven op aarde. (EE)
→ Ancient stars made extraordinarily heavy elements
6 december 2023
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder leiding van Ardjan Sturm (Universiteit Leiden), heeft met behulp van de Webb-ruimtetelescoop voor het eerst een tweedimensionale inventaris gemaakt van het ijs in een planeet-vormende schijf van stof en gas rond een jonge ster (Astronomy & Astrophysics, 6 december). IJs is belangrijk voor de vorming van planeten en kometen. Dankzij ijs klonteren stofdeeltjes aan elkaar tot grotere brokken waaruit planeten en kometen ontstaan. Daarnaast hebben inslagen van ijshoudende kometen waarschijnlijk bijgedragen aan de hoeveelheid water op aarde, waardoor haar zeeën gevormd zijn. Het ijs bevat ook de voor leven belangrijke atomen koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. IJs in planeet-vormende schijven was echter nog nooit in detail in kaart gebracht. Dat komt doordat telescopen op aarde woorden gehinderd door de waterdamp in onze atmosfeer, en doordat andere ruimtetelescopen niet groot genoeg waren om zulke zwakke objecten te detecteren. De Webb-ruimtetelescoop lost deze problemen op. De onderzoekers bestudeerden het licht van de schijf rond de jonge ster HH 48 NE, die op een afstand van ongeveer 600 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon staat. De schijf ziet eruit als een hamburger, met twee heldere vlakken, gescheiden door een donkere balk, omdat we er van opzij tegenaan kijken. Het sterlicht komt onderweg naar de telescoop veel moleculen van de schijf tegen. Daardoor ontstaan absorptiespectra met pieken die specifiek zijn voor elk molecuul. De onderzoekers zagen in de absorptiespectra duidelijke pieken van waterijs (H2O), koolstofdioxide-ijs (CO2) en koolstofmonoxide-ijs (CO). Verder vonden ze aanwijzingen voor ijs van ammoniak (NH3), cyanaat (OCN–), carbonylsulfide (OCS) en zware koolstofdioxide (13CO2). Met de verhouding tussen gewone en zware koolstofdioxide konden de onderzoekers voor de eerste keer berekenen hoeveel koolstofdioxide er in de schijf aanwezig is. Een van de interessante uitkomsten van het onderzoek is dat het koolstofmonoxide-ijs gemengd kan zijn met het minder vluchtige water- en koolstofdioxide-ijs, wat betekent dat het bevroren kan blijven in een groter gedeelte van de schijf. De onderzoekers gaan in de nabije toekomst uitgebreidere spectra van dezelfde planeet-vormende schijf bestuderen. Daarnaast kunnen ze nu naar andere planeet-vormende schijven kijken. Uiteindelijk willen de onderzoekers zo meer te weten komen over de vorming en resulterende samenstelling van planeten, planetoïden en kometen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
4 december 2023
Dankzij recente waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop is een onderzoeksteam onder leiding van Adam Ginsburg, astronoom aan de Universiteit van Florida, meer te weten gekomen over een raadselachtige turbulente gaswolk in het centrum van ons Melkwegstelsel. De gaswolk draagt de officiële aanduiding G0.253+0.015, maar heeft vanwege zijn ondoorzichtigheid de bijnaam ‘The Brick’ (de baksteen) gekregen. Hij zorgt al jaren voor levendige discussies binnen de astronomische gemeenschap (The Astrophysical Journal, 4 december). The Brick is een van de meest intrigerende en best onderzochte gebieden van ons Melkwegstelsel, vanwege de opmerkelijk geringe productie van sterren ter plaatse. Opmerkelijk, omdat een wolk van dicht gas aan de lopende band nieuwe sterren zou moeten produceren. Om hier het fijne van te weten, hebben Ginsburg en zijn team de Webb-ruimtetelescoop op de merkwaardige gaswolk gericht. Daarbij zijn ze op een paradox gestuit die het noodzakelijk maakt om de gevestigde theorieën over stervorming nog eens goed tegen het licht te houden. Met behulp van de infraroodcapaciteiten van Webb hebben de astronomen ontdekt dat The Brick aanzienlijke hoeveelheden bevroren koolstofmonoxide (CO) bevat – veel meer dan verwacht. En dat heeft grote gevolgen voor ons begrip van het stervormingsproces. Sterren ontstaan doorgaans op plekken waar zich koel gas heeft verzameld. De aanwezigheid van aanzienlijke hoeveelheden CO-ijs doet dan ook vermoeden dat The Brick een florerende ‘sterrenfabriek’ is. Maar in werkelijkheid blijkt het daar aanwezige gas juist warmer te zijn dan in andere gaswolken van vergelijkbare massa’s. De ontdekking stelt ons begrip van de hoeveelheid CO in het centrum van de Melkweg en de belangrijke gas/stof-verhouding ter plaatse op de proef. De Webb-gegevens laten zien dat beide kleiner zijn dan gedacht. ‘Webb heeft de weg geopend om moleculen in de vaste fase (ijs) te meten, terwijl we voorheen alleen naar gas konden kijken,’ aldus Ginsburg. ‘Hierdoor hebben we nu een beter beeld van waar de moleculen zich bevinden en hoe ze zich verplaatsen.’ Om de verdeling van CO-ijs in de enorme gaswolk te kunnen ontrafelen, hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van het felle achtergrondlicht van heet gas en meer dan tienduizend sterren – honderd keer zoveel als bij eerdere metingen. (EE)
→ Dark galactic region nicknamed ‘The Brick’ explained with Webb telescope findings
28 november 2023
Een team van astrofysici onder leiding van Núria Miret-Roig van de Universiteit van Wenen heeft ontdekt dat twee van de meest betrouwbare methoden om de leeftijd van sterren te bepalen eigenlijk verschillende dingen meten: de ene bepaalt de geboortedatum van sterren, terwijl de andere informatie geeft over wanneer sterren ‘hun nest verlaten’ (Nature Astronomy, 23 november). De leeftijd van sterren is een fundamentele parameter in de astrofysica die nog steeds relatief moeilijk te meten is. De beste schattingen tot nu toe zijn die voor zogeheten sterrenhopen: groepen sterren van dezelfde leeftijd met een gemeenschappelijke oorsprong. Voor de nieuwe studie analyseerde het onderzoeksteam zes nabije en jonge sterrenhopen (tot 490 lichtjaar afstand en 50 miljoen jaar oud). Daarbij werd duidelijk dat de resultaten van de twee belangrijkste methoden om de leeftijd van sterren te schatten – isochrone leeftijdsbepaling en dynamic traceback (de tijd die is verstreken sinds de sterrenhoop op zijn compacts was) – systematisch en consistent van elkaar verschillen. Volgens de onderzoekers begint de isochrone ‘klok’ te tikken vanaf het moment van stervorming, maar komt de ‘klok’ van de dynamic traceback pas ongeveer 5,5 miljoen jaar later op gang – het moment waarop de sterrenhoop zijn ‘moederwolk’ heeft verlaten en uit elkaar begint te vallen. De metingen zijn gebaseerd op de nauwkeurige meetresultaten van de Europese astrometrische satelliet Gaia, in combinatie met radiale snelheidsmetingen vanaf de aarde. Deze combinatie stelde de astronomen in staat om de posities van sterren nauwkeurig te herleiden tot hun geboorteplaats. Volgens medeauteur João Alves (eveneens Universiteit van Wenen) heeft de nieuwe ontdekking belangrijke implicaties voor ons begrip van de vorming en evolutie van sterren, planeten en sterrenstelsels. (EE)
→ When baby stars fledge
21 november 2023
Onderzoek van promovendus Jonathan Dodd en de Nederlandse astronoom René Oudmaijer van de Universiteit van Leeds (VK) wijst erop dat de zware Be-sterren, waarvan tot nu toe werd gedacht dat ze deel uitmaken van dubbelsterren, in werkelijkheid ‘driedubbele’ stersystemen zouden kunnen zijn (MNRAS, 21 november). Be-sterren – ook wel ‘vampiersterren’ genoemd – zijn omgeven door een karakteristieke schijf van gas, vergelijkbaar met die van de planeet Saturnus. Maar hoewel het bestaan van deze sterren al zo’n 150 jaar bekend is, wist niemand precies hoe ze zijn ontstaan. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de schijven het gevolg zijn van de snelle rotatie van de Be-sterren, en dat die weer kan zijn veroorzaakt door de interactie met een naburige ster. Maar uit een analyse van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia leiden Dodd en Oudmaijer nu af dat Be-sterren deel uitmaken van systemen die uit drie sterren bestaan, in plaats van twee. De astronomen baseren zich op Gaia-waarnemingen van deze sterren. Ze hebben de manier geanalyseerd waarop de sterren langs hemel bewegen, zowel over perioden van ongeveer tien jaar als over kortere perioden van ongeveer zes maanden. Wanneer een ster in een rechte lijn beweegt, is hij enkelvoudig, maar als hij een lichte schommeling vertoont, of beter nog een spiraal, moet er meer dan één ster in het spel zijn. Door dit principe toe te passen op zowel (gewone) B-sterren als Be-sterren, ontdekten de astronomen dat Be-sterren gemiddeld minder begeleiders lijken te hebben dan B-sterren, terwijl het omgekeerde werd verwacht. De onderzoekers keken vervolgens naar een andere set gegevens, om naar begeleidende sterren te zoeken die verder weg staan, en ontdekten daarbij dat in dat geval de aantallen begeleiders van B- en Be-sterren ongeveer gelijk zijn. Hieruit leiden ze af dat er in veel gevallen een derde ster in het spel is, die de begeleider dichter naar de Be-ster toe dwingt – dicht genoeg om massa van de ene naar de andere ster over te dragen, waarbij zich de opvallende schijf vormt. Dit zou ook verklaren waarom deze begeleiders niet meer zichtbaar zijn: ze zijn simpelweg te klein en te zwak geworden om nog waargenomen te worden nadat de vampierster veel van hun massa heeft opgezogen. (EE)
→ ‘Triple star’ discovery could revolutionise understanding of stellar evolution
31 oktober 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft een opname gemaakt van de Krabnevel, het restant van een supernova-explosie op 6500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier. De supernova-explosie, die in het jaar 1054 werd opgemerkt, kan op de voortdurende belangstelling van astronomen rekenen. Met behulp van de nabij-infraroodcamera (NIRCam) en de midden-infraroodcamera IMIRI) van de ruimtetelescoop probeert een team onder leiding van Tea Temim van de Princeton-universiteit meer te weten komen over het ontstaan van de Krabnevel. Met behulp van de camera’s van Webb hoopt het team de hoeveelheden ijzer en nikkel in de Krabnevel te kunnen vaststellen. Daaruit kan dan worden afgeleid door welk type supernova-explosie dit object is ontstaan. Op het eerste gezicht vertonen de Webb-opnamen van het supernova-restant sterke overeenkomsten met opnamen die in 2005 met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt. Webb heeft nu echter voor het eerst het centrale deel van de Krabnevel goed in beeld kunnen brengen, waar zogeheten synchrotronstraling wordt opgewekt – een soort licht dat wordt uitgezonden door geladen deeltjes, zoals elektronen, die met bijna de snelheid van het licht rond magnetische veldlijnen draaien. De oorzaak daarvan ligt bij de pulsar – een snel ronddraaiende neutronenster – in het centrum van de Krabnevel. Het sterke magnetische veld van de pulsar versnelt deeltjes tot extreem hoge snelheden, waardoor ze de eerder genoemde synchrotronstraling gaan uitzenden. (EE)
→ The Crab Nebula Seen in New Light by NASA’s Webb
10 oktober 2023
Het Europese ruimtevaartagentschap ESA heeft een tussentijdse data release gepubliceerd van Gaia, de ruimtetelescoop die de Melkweg in 3D in kaart brengt. De eerste wetenschappelijke artikelen die vandaag zijn gepubliceerd omvatten een half miljoen sterren in de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri, bijna vierhonderd kandidaat-zwaartekrachtlenzen en de posities van meer dan 150.000 planetoïden in het zonnestelsel. Gaia brengt de Melkweg gedetailleerd in kaart en is bezig met de nauwkeurigste stertelling ooit. Van miljarden sterren worden de afstanden, posities, eigenbeweging en andere eigenschappen bepaald. De nieuwste data release bouwt hierop voort, maar biedt ook onverwachte wetenschap: bevindingen die veel verder gaan dan waarvoor Gaia oorspronkelijk is ontworpen. De gegevens zijn nu voor verdere analyse beschikbaar voor astronomen over de hele wereld. Gaia had tot nu toe nog geen gebieden aan de hemel verkend die uit zeer dicht opeengepakte sterren bestaan. Bolvormige sterrenhopen, de oudste objecten in het heelal, zijn hier een belangrijk voorbeeld van. Om een van de gaten op de kaart in te vullen, is Omega Centauri geselecteerd, de grootste bolvormige sterrenhoop die vanaf de aarde te zien is. In plaats van alleen op individuele sterren te focussen, schakelde Gaia een speciale modus in om, telkens wanneer de sterrenhoop in beeld kwam, een groter stuk hemel rondom de kern van de sterrenhoop in kaart te brengen. Daarbij zijn meer dan een half miljoen nieuwe sterren vastgelegd die nog niet eerder door Gaia waren gezien. In de gegevens die vandaag zijn vrijgegeven zit ook nieuwe informatie over de schijf van de Melkweg. Gaia heeft, door zes miljoen spectra te combineren, voor het eerst de uiterst zwakke ‘vingerafdrukken’ weten vast te leggen van het gas en stof dat zich tussen de sterren bevindt. Het Gaia-team hoopt dat deze dataset wetenschappers in staat zal stellen om eindelijk de bron van deze signalen, waarvan wordt vermoed dat het complexe organische moleculen zijn, te bepalen. De volgende dataset van de missie, Gaia DR4, wordt op z’n vroegst eind 2025 verwacht. Deze zal voortbouwen op de data release van 13 juni 2022 (Gaia DR3) en de vandaag vrijgegeven tussentijdse, gerichte data release. (EE)
→ Volledig persbericht
5 oktober 2023
Wetenschappers die gebruik maken van de H.E.S.S.-array in Namibië hebben de meest energierijke gammastraling gedetecteerd die ooit door de zogeheten Vela-pulsar is uitgestoten: 20 tera-elektronvolt oftewel ongeveer tien biljoen keer de energie van zichtbaar licht. De waarneming staat op gespannen voet met bestaande theorieën. (Nature Astronomy, 5 oktober). Pulsars zijn de restanten van sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Bij zo’n explosie blijft een kleine, dode ster achter met een diameter van slechts twintig kilometer, die extreem snel ronddraait en voorzien is van een sterk magnetisch veld. Deze dode sterren bestaan bijna volledig uit neutronen en zijn ongelooflijk compact: een theelepel van hun materiaal heeft een massa van meer dan vijf miljard ton. Pulsars draaien snel om hun as en zenden daarbij bundels van elektromagnetische straling uit, een beetje zoals een vuurtoren. Als zo’n bundel over ons zonnestelsel strijkt, krijgen we met regelmatige tussenpozen pulsen van straling te zien. Astronomen denken dat deze straling afkomstig is van snelle elektronen die, terwijl ze zich een weg naar buiten banen, worden geproduceerd en versneld in de magnetosfeer van de pulsar. Deze magnetosfeer bestaat uit plasma en elektromagnetische velden die de ster omringen en met hem meedraaien. Tijdens hun reis naar buiten krijgen de elektronen energie en geven deze weer af in de vorm van de waargenomen stralingsbundels. De Vela-pulsar, die zich in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen) bevindt, is de helderste pulsar in de radioband van het elektromagnetische spectrum en de helderste persistente bron van kosmische gammastraling in het giga-elektronvolt (GeV) bereik. Hij draait ongeveer elf keer per seconde rond. Boven een paar GeV houdt de straling echter abrupt op, waarschijnlijk omdat de elektronen het einde van de magnetosfeer van de pulsar bereiken en daaruit ontsnappen. Maar nu is er dus een nieuwe stralingscomponent ontdekt met energieën tot tientallen tera-elektronvolt (TeV) – ongeveer tweehonderd keer energierijker dan alle straling die ooit eerder van dit object is gedetecteerd. Deze zeer hoogenergetische component verschijnt met dezelfde intervallen als de component die in het GeV-bereik is waargenomen. Om zulke energieën te bereiken, zou de productie van elektronen zich tot ver buiten de magnetosfeer moeten uitstrekken. En daarbij zou het roterende emissiepatroon intact moeten blijven. Het gangbare model waarbij elektronen binnen of iets buiten de magnetosfeer worden versneld kan dit niet goed verklaren. Of zoals Arache Djannati-Atai van het Astroparticle & Cosmology Laboratory in Frankrijk, die het onderzoek leidde, het formuleert: ‘Dit resultaat daagt onze eerdere kennis van pulsars uit en vereist een heroverweging van hoe deze natuurlijke versnellers werken.’ (EE)
→ Scientists discover the highest energy gamma-rays ever from a pulsar
28 september 2023
Een nieuwe schatting van de totale massa van ons Melkwegstelsel, gebaseerd op gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, komt uit op slechts tweehonderd miljard zonsmassa’s: vier tot vijf keer lager dan eerdere schattingen. Astronomen zoeken naar een verklaring (Astronomy and Astrophysics, 27 september). De nieuwe massabepaling is ontleend aan de derde datarelease van de Gaia-catalogus die in 2022 is gepubliceerd. Deze catalogus bevat gedetailleerde gegevens over 1,8 miljard sterren en omvat alle drie de ruimtelijke componenten en drie snelheidscomponenten in een zesdimensionale ruimte binnen het Melkwegstelsel. Met behulp van deze gegevens is het astronomen gelukt om de meest nauwkeurige rotatiekromme te construeren die ooit van een spiraalstelsel – in dit geval ons Melkwegstelsel – is verkregen, en daaruit zijn massa af te leiden. Vóór Gaia was het verkrijgen van een betrouwbare rotatiekromme voor onze Melkweg een lastige kwestie, omdat onze positie binnen dit stelsel het onmogelijk maakte om de bewegingen en ruimtelijke posities van sterren in de Melkwegschijf nauwkeurig te meten. Volgens het nieuwe onderzoek is de rotatiekromme van ons Melkwegstelsel abnormaal: in tegenstelling tot die van andere grote spiraalstelsels is hij niet vlak. Sterker nog, aan de rand van de Melkwegschijf vertoont de kromme een duidelijke daling – de zogeheten Kepleriaanse afname. Dat laatste wijst erop dat er weinig donkere materie buiten de schijf van ons Melkwegstelsel aanwezig is. En dat zou dan weer betekenen dat normale materie, in de vorm van sterren en koud gas, ongeveer een derde van de totale massa van het Melkwegstelsel voor zijn rekening neemt. Tot nu toe werd ervan uitgegaan dat de Melkweg minstens zes keer zoveel donkere als normale materie bevat. De grote vraag is nu waarom de rotatiekromme van de Melkweg een Kepleriaanse afname vertoont, en die van de meeste andere grote spiraalstelsels in het heelal niet. Wat maakt ons sterrenstelsel zo bijzonder? Een mogelijke verklaring is dat het Melkwegstelsel relatief weinig verstoringen heeft meegemaakt in de vorm van botsingen met andere sterrenstelsels. De laatste grote ‘fusie’ met een soortgenoot vond ongeveer 9 miljard jaar geleden plaats, terwijl het gemiddelde voor andere spiraalstelsel bij 6 miljard jaar ligt. Dit geeft in ieder geval aan dat de rotatiekromme die voor de Melkweg is verkregen bijzonder nauwkeurig is, omdat deze niet wordt beïnvloed door de restanten van zo’n oude botsing. Een andere mogelijkheid zou het verschil in methodologie kunnen zijn. Het meten van de rotatiekromme van een sterrenstelsel is niet eenvoudig. Voor veel sterrenstelsels wordt deze kromme afgeleid uit waarnemingen van neutraal waterstofgas. Voor ons Melkwegstelsel beschikken we dankzij Gaia over een hoogwaardige zesdimensionale dataset voor een groot aantal sterren, waarmee de rotatiecurve kan worden berekend. Mogelijk leidt dit verschil in methodologie tot onverwacht grote afwijkingen bij de bepaling van de hoeveelheden normale en donkere materie in een sterrenstelsel. (EE)
→ The revisited mass of the Milky Way is much smaller than expectations from cosmology
20 september 2023
Nieuw onderzoek wijst erop dat een gekantelde donkere halo – de grote ‘blob’ van donkere materie die ons Melkwegstelsel omhult – vooralsnog de enige verklaring is voor de vormkenmerken van de Melkweg (Nature Astronomy, 14 september). Het is moeilijk om de vorm te zien van het sterrenstelsel waar we zelf deel van uitmaken. Maar dankzij Gaia, een Europese ruimtetelescoop die met grote precisie de posities en snelheden van grote aantallen sterren in de Melkweg meet, is het toch gelukt om de eigenaardige kromming van het Melkwegstelsel nauwkeurig in kaart te brengen. De meest gangbare verklaring voor deze kromming is dat de Melkweg in een ver verleden in botsing is gekomen met een ander, kleiner sterrenstelsel. Maar volgens een team onder leiding van astrofysicus Jiwon Jesse Han van het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) kan dit de vervorming van het Melkwegstelsel niet volledig verklaren. Vorig jaar deden Han en zijn CfA-collega Charlie Conroy de interessante ontdekking dat er ook met de zogeheten halo van het Melkwegstelsel – de diffuse bol van gas en sterren waarbinnen de galactische schijf ronddraait – iets vreemds aan de hand is. Het lijkt erop dat deze sterk gekanteld is. Daaruit leidden de astronomen af dat de donkere halo van de Melkweg eveneens sterk gekanteld is. (De donkere halo bestaat uit materie die niet rechtstreeks waarneembaar is, maar wel aantrekkingskracht uitoefent op normale materie.) Om hier het fijne van te weten, hebben Han en Conroy met behulp van computersimulaties onderzocht of ze de kromme vorm van de Melkweg konden reproduceren. Ze maakten een model van het stelsel waarin de donkere halo 25 graden gekanteld was ten opzichte van de Melkwegschijf en berekenden de banen van de daarin aanwezige sterren en gaswolken over een periode van 5 miljard jaar. Uit de simulaties blijkt dat wanneer de donkere halo gekanteld is, de randen van een sterrenstelsel inderdaad kromtrekken en uitwaaieren – precies zoals de Gaia-waarnemingen van de Melkweg laten zien. Dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat er geen botsing met een ander sterrenstelsel bij betrokken is geweest – integendeel. Maar de resultaten suggereren wel dat deze interactie in het verleden plaatsvond en niet nog gaande is. Ook tonen de simulaties aan dat een botsing met een ander sterrenstelsel de donkere halo aanzienlijk kan doen kantelen en dat de Melkwegschijf in reactie daarop al snel kromtrekt. (EE)
→ The Milky Way Is Warped, And a Giant Blob of Dark Matter Could Be Why (Science Alert)
18 september 2023
Ongeveer 5 miljard jaar geleden was de aarde zich nog aan het vormen. In de protoplanetaire schijf rond de jonge zon klonterden gas en stof samen, waarschijnlijk een beetje gehinderd door de resonerende zwaartekracht van Jupiter en andere grote planeten. Het lijkt logisch dat onze planeet daarbij al het puin in haar baan opveegde, waardoor er een lege gordel in de schijf ontstond die tot op lichtjaren afstand waarneembaar was. Nieuw onderzoek wijst er echter op dat het niet altijd zo gaat (Astronomy & Astrophysics, 8 september). De schijf van gas en stof rond jonge sterren is vaak koud en moeilijk waarneembaar. Maar inmiddels is het astronomen toch gelukt om, met behulp van geavanceerde radiotelescopen zoals ALMA, detailrijke opnamen van zulke schijven te maken. Veel van deze schijf vertonen concentrische leegtes die vrijwel geen puin bevatten, maar in sommige gevallen wel een planeet-in-wording. De algemene consensus is dus dat lege gordels in een schijf op de aanwezigheid van planeten wijzen, zelfs als we die niet rechtstreeks kunnen waarnemen. Maar zo eenvoudig is het niet. Een team onder leiding van de Griekse astronoom Anastasia Tzouvanou heeft computersimulaties van jonge protoplanetaire schijven ontwikkeld, waarin interacties optreden tussen drie tot zeven protoplaneten en het gas, stof en puin binnen de schijf. De simulaties zijn geavanceerd genoeg om niet alleen te kunnen zien hoe deze planeten materie opslokken en ‘groeien’, maar ook hoe hun banen ten gevolge van zwaartekrachtinteracties kunnen opschuiven. De simulaties bestreken een periode van 100 miljoen jaar – lang genoeg om te onderzoeken hoe de planeten zich in stabiele omloopbanen nestelen. Tzouvanou en haar collega’s ontdekten onder meer dat binnen zo’n jonge schijf sommige protoplaneten snel – dat wil zeggen: binnen 40.000 jaar – instabiele banen ontwikkelen. Omdat een planeet er veel langer over zou doen om zijn baan leeg te vegen, betekent dit dat wanneer we vijf of meer lege gordels in zo’n schijf waarnemen, deze niet allemaal door planeten kunnen zijn schoongeveegd. Het is mogelijk dat deze leegtes in werkelijkheid worden veroorzaakt door de baanresonanties van één bijzonder grote planeet – ongeveer zoals Jupiter planeetvorming binnen de planetoïdengordel in ons eigen zonnestelsel heeft verhinderd. Concreet betekent dit dat we geen eenvoudig verband kunnen leggen tussen het aantal en de omvang van de lege gordels in jonge protoplanetaire schijven en het aantal en de verdeling van planeten in de uiteindelijke planetenstelsels. (EE)
→ Do the gaps in protoplanetary disks really indicate newly forming planets? (Universe Today)
15 september 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft een hoge-resolutieopname gemaakt van Herbig-Haro 211 (HH 211), een bipolaire straal die zich met supersonische snelheden voortplant. Het object bevindt zich op ongeveer duizend lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Perseus en is een van de jongste en dichtstbijzijnde protostellaire uitstromingen. Herbig-Haro objecten zijn heldere gebieden rond pasgeboren sterren, die worden gevormd wanneer de stellaire winden of jets die deze pasgeboren sterren produceren schokgolven vormen die met hoge snelheden in botsing komen met het gas en stof in de omgeving. De nieuwe Webb-opname van HH 211 toont een uitstroom van een klasse 0-protoster: een jeugdige versie van onze zon toen die nog maar enkele tienduizenden jaren oud was en slechts 8% van haar huidige massa had. Uiteindelijk zal de protoster uitgroeien tot een zonachtige ster. Eerdere waarnemingen van HH 211 met telescopen op de grond lieten reusachtige boegschokken zien die van ons af en naar ons toe bewegen. De Webb-opnamen hebben nu aangetoond dat de uitstroom van het object relatief langzaam is vergeleken met meer geëvolueerde protosterren met vergelijkbare soorten uitstroom. De snelheden van de binnenste uitstroomstructuren bedragen ruwweg 80 tot 100 kilometer per seconde. Het snelheidsverschil tussen deze delen van de uitstroom en het materiaal waarmee ze in botsing komen - de schokgolf - is echter veel kleiner. De onderzoekers concluderen daaruit dat de uitstroom van de jongste sterren, zoals die in het centrum van HH 211, voornamelijk uit moleculen bestaat, omdat de relatief lage schokgolfsnelheden niet genoeg energie hebben om de moleculen in atomen en ionen te splitsen. (EE)
→ NASA’s Webb Snaps Supersonic Outflow of Young Star
11 september 2023
Nieuw onderzoek, onder leiding van Stefano Torniamenti van de Universiteit van Padua (Italië), wijst op het bestaan van meerdere zwarte gaten in de Hyaden – de dichtstbijzijnde open sterrenhoop. Indien bevestigd, zouden deze zwarte gaten de meest nabije zijn die ooit zijn opgespoord (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, september 2023). Bij hun onderzoek maakte het team van astrofysici gebruik van simulaties die de bewegingen en evolutie van alle sterren in de Hyaden – die zich op een afstand van ongeveer 150 lichtjaar bevinden – nalopen, om zo hun huidige toestand te reproduceren. Open sterrenhopen zijn losse verzamelingen van honderden sterren die bepaalde eigenschappen gemeen hebben, zoals hun leeftijd en chemische kenmerken. De simulatieresultaten werden vergeleken met de werkelijke posities en snelheden van de sterren in de Hyaden, die nauwkeurig bekend zijn dankzij metingen van de Europese Gaia-satelliet. De simulaties blijken de massa en omvang van de Hyaden alleen te kunnen reproduceren als er nu of in het recente verleden enkele zwarte gaten in het centrum van de sterrenhoop aanwezig zijn (geweest). De waargenomen eigenschappen van de Hyaden worden het best gereproduceerd door simulaties met twee of drie nog aanwezige zwarte gaten. Maar ook simulaties waarin alle zwarte gaten minder dan 150 miljoen jaar geleden zijn uitgestoten laten nog een goede overeenkomst zien, omdat de sporen van een voormalige populatie van zwarte gaten in de sterrenhoop niet zo snel worden uitgewist. De resultaten geven aan dat de zwarte gaten die in de Hyaden zijn ontstaan zich nog steeds in de cluster bevinden, of daar heel dicht bij. Het zouden dan de dichtstbijzijnde zwarte gaten zijn. Een andere recent ontdekte kandidaat, zwart gat BH1, is ruim 1500 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
→ Study hints at the existence of the closest black holes to Earth in the Hyades star cluster
13 september 2023
De banen van 27 sterren die op kleine afstand om het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel draaien, zijn zo chaotisch dat onderzoekers niet betrouwbaar kunnen voorspellen waar ze over zo’n 462 jaar zijn. Dat blijkt uit computersimulaties van drie sterrenkundigen uit Nederland en het Verenigd Koninkrijk (International Journal of Modern Physics D., 1 augustus en MNRAS, 7 september). Het simuleren van 27 sterren en hun wisselwerking onderling en met het zwarte gat, is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Eeuwenlang was het bijvoorbeeld onmogelijk om van meer dan twee elkaar beïnvloedende sterren, planeten of andere objecten de bewegingen te voorspellen. Pas in 2018 ontwikkelden Leidse onderzoekers een computerprogramma waarin afrondingsfouten geen rol meer spelen in de berekeningen. Daarmee konden ze de bewegingen van drie fictieve sterren doorrekenen. Nu hebben de onderzoekers hun programma uitgebreid zodat het overweg kan met 27 sterren die voor astronomische begrippen rakelings langs het zwarte gat in het Melkwegcentrum bewegen. De simulaties laten een verrassing zien. Alhoewel de sterren in hun banen om het zwarte gat blijven, blijkt dat door hun onderlinge wisselwerking de banen chaotisch zijn. Dat betekent dat de sterbanen gevoelig zijn voor kleine verstoringen. Deze veranderingen groeien exponentieel en zorgen er op de lange termijn voor dat de sterbanen niet meer kunnen worden voorspeld. Volgens de onderzoekers ontstaat de chaos steeds ongeveer op dezelfde manier. Twee of drie sterren naderen elkaar dicht, wat leidt tot onderling duw- en trekwerk en iets andere sterbanen. Het zwarte gat waar al die sterren omheen draaien, wordt vervolgens een beetje weggeduwd, en dat ‘voelen’ de overige sterren dan weer. De onderzoekers vergelijken de chaos bij het zwarte gat met het fietsen door de stad. Je weet ongeveer hoe lang je er over doet. Maar hoe lang precies is niet te voorspellen. Als er een brug open staat waar je op moet wachten, of wanneer iemand voor je fiets springt, kun je zomaar minuten later arriveren. De onderzoekers noemen het fenomeen ‘punctuated chaos’ – onderbroken chaos. De term is geïnspireerd op de evolutiebiologie waar het omgekeerde plaatsvindt: het zogeheten punctuated equilibrium. Dat gaat over de evolutie binnen een soort, waar vaak sprake is van een langdurig evenwicht dat maar heel sporadisch schoksgewijs onderbroken wordt.
→ Oorspronkelijk persbericht
12 september 2023
Polaris, alias de Poolster, is vooral bekend vanwege zijn positie nabije de noordelijke hemelpool, die hem tot een nuttig navigatie-object maakt. Maar de ster is ook om een andere reden interessant. Het is in feite een meervoudig stersysteem, bestaande uit een gele superreus (Polaris Aa), een kleinere gele dwerg met bijna anderhalf keer zoveel massa als de zon (Polaris B) en een nog wat lichtere ster (Polaris Ab). En met Polaris Aa is iets bijzonders aan de hand: het is een zogeheten Cepheïde – een stertype dat regelmatig pulseert. Normaal gesproken dan, want Polaris Aa gedraagt zich wispelturig. Uit waarnemingen blijkt dat de pulsperiode van Polaris Aa de vorige eeuw gestaag is toegenomen, terwijl de amplitude afnam. Maar sinds kort neemt de pulsperiode weer af bij een gelijkblijvende amplitude. Nieuw onderzoek door Guillermo Torres van het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) suggereert dat dit gedrag aan begeleider Polaris B te wijten is. De regelmatige helderheidsvariaties van een Cepheïde ontstaan doordat de ster daadwerkelijk opzwelt en weer samentrekt. Om meer te weten te komen over het pulseergedrag van Polaris Aa heeft Torres een inventarisatie gemaakt van ruim 3600 spectra van de ster. Uit de rood- en blauwverschuivingen in het spectrum van Polaris – een direct gevolg van diens pulsaties – kan worden afgeleid hoe vaak en met welke amplitude de ster pulseert. Begin jaren 90 was de amplitude zo klein geworden, dat de pulsaties leken stil te vallen. Maar de tien jaar daarna nam de amplitude juist weer toe en de meest recente waarnemingen laten weer een afname zien. Torres ziet een verband tussen deze onregelmatigheden en het feit dat de begeleidende ster Polaris B eens in de dertig jaar dicht bij Polaris Aa komt. Daarbij zou hij de buitenste lagen van de Cepheïde weleens flink kunnen verstoren. Als dit vermoeden klopt, kan dat ook licht werpen op het gedrag van andere pulserende sterren met vergelijkbare eigenschappen. (EE)
→ Polaris is the Closest, Brightest Cepheid Variable. Very Recently, Something Changed (Universe Today)
31 augustus 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft nieuwe details ontdekt in een van de beroemdste supernova’s: SN 1987A. SN 1987A bevindt zich op 168.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk en is sinds zijn ontdekking in februari 1987 al bijna veertig jaar het doelwit van intensieve waarnemingen op golflengten variërend van radio- tot gammastraling.Op de nieuwe Webb-opname is een centrale structuur te zien in de vorm van een sleutelgat. Dit centrum zit vol met klonterig gas en stof dat door de supernova-explosie is uitgestoten. Het stof ter plekke is zo dicht dat zelfs het nabij-infrarode licht dat Webb kan detecteren er niet doorheen kan dringen, waardoor het donkere ‘gat’ in het sleutelgat is ontstaan. Het binnenste sleutelgat is omgeven door een heldere ring, die een gordel vormt om het middel dat twee zwakke armen van zandlopervormige buitenringen met elkaar verbindt. Deze equatoriale ring, die bestaat uit materiaal dat al tienduizenden jaren vóór de supernova-explosie werd uitgestoten, vertoont heldere hete plekken die ontstonden toen de schokgolf van de supernova op de ring botste. Nu zijn er zelfs buiten de ring van die plekken te vinden, met diffuus licht eromheen. Dit zijn de plekken waar de schokken van de supernova verder naar buiten gelegen materiaal hebben geraakt. Hoewel deze structuren in meer of mindere mate al door andere telescopen waren waargenomen, heeft Webb nu een nieuw detail in dit supernova-restant opgespoord: twee kleine sikkelvormige structuren. Deze sikkels zouden deel uitmaken van de buitenste gaslagen die door de supernova-explosie naar buiten zijn geschoten. Hun helderheid kan een indicatie zijn van ‘randverheldering’ – een optisch fenomeen dat optreedt als je het uitdijende materiaal in drie dimensies bekijkt. Anders gezegd: door de ruimtelijke hoek waaronder we deze structuren zien lijkt het alsof er meer materiaal in de beide sikkels zit dan in werkelijkheid het geval is. Ondanks de decennia van onderzoek sinds de ontdekking van de supernova, resteren er nog steeds een aantal raadsels, met name rondom de neutronenster die in de nasleep van de supernova-explosie gevormd zou moeten zijn. Daarom zal Webb de supernova blijven observeren. (EE)
30 augustus 2023
Met een opmerkelijke waarnemingscampagne waarbij twaalf telescopen op de grond en in de ruimte betrokken waren, hebben astronomen het mysterieuze gedrag blootgelegd van een pulsar – een supersnel ronddraaiende dode ster. Van dit object is bekend dat het bijna doorlopend wisselt tussen twee helderheidstoestanden. Ontdekt is nu dat de eigenaardige omschakelingen worden veroorzaakt door plotselinge kortstondige uitstoten van materie vanuit de pulsar (Astronomy & Astrophysics, 30 augustus). Een pulsar is een snel roterende, magnetische, dode ster die een bundel elektromagnetische straling de ruimte in zendt. Tijdens het draaien zwiept deze bundel in het rond, net als de lichtbundel van een vuurtoren. Steeds wanneer zo’n bundel kortstondig onze kant op is gericht, kan hij door astronomen worden gedetecteerd. Hierdoor lijkt het alsof de ster pulseert. Pulsar J1023+0038 is een speciaal soort pulsar die bizar gedrag vertoont. Hij bevindt zich op ongeveer 4500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sextant en draait om een andere ster. De afgelopen tien jaar heeft de pulsar actief materie aan zijn begeleider onttrokken. Deze materie hoopt zich op in een schijf rond de pulsar, van waaruit zij langzaam naar deze toe valt. Vanaf het moment dat de opeenhoping van materie op gang kwam, verdween de rondzwiepende bundel bijna helemaal en begon de pulsar steeds tussen twee modes te switchen. In de ene modus zendt de pulsar heldere röntgenstraling, ultraviolet en zichtbaar licht uit, terwijl hij in de andere modus juist meer radiogolven uitzendt. De pulsar kan enkele seconden of minuten in elke modus blijven en dan binnen enkele seconden omschakelen naar de andere modus. Astronomen hadden tot nu toe geen verklaring voor dit raadselachtige gedrag. Maar aan de hand van waarnemingen die in juni 2021 zijn verricht, hebben ze nu ontdekt dat de omschakelingen het gevolg zijn van een ingewikkeld samenspel tussen de pulsarwind – een stroom van energierijke deeltjes die van de pulsar ‘wegwaait’ – en materie die naar de pulsar toe stroomt. In eerste instantie wordt de materie die naar de pulsar toe stroomt uitgestoten in een smalle bundel die loodrecht op de schijf rond de pulsar staat. Daarbij hoopt deze materie zich geleidelijk steeds dichter bij de pulsar op, waardoor zijn uiteindelijk in botsing komt met de deeltjeswind van de pulsar. Als gevolg daarvan wordt de materie heel heet en een bron van energierijke straling. Uiteindelijk worden de klodders hete materie door de rondzwiepende bundel van de pulsar weggeblazen, waardoor de schijf rond de pulsar afkoelt en minder intens straalt, waarna de cyclus van voren af kan beginnen. (EE)
→ Volledig persbericht
23 augustus 2023
Een team wetenschappers uit Argentinië en Spanje heeft voor het eerst observationele aanwijzingen gevonden dat een klasse van jonge, lichte sterren – zogeheten T Tauri-sterren – gammastraling kunnen uitzenden (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 23 augustus). Zeer energierijke straling uit het heelal, zoals gammastraling, is vanaf de aarde niet gemakkelijk waarneembaar. De Fermi-ruimtetelescoop van NASA helpt dit probleem op te lossen door het heelal op gamma-golflengten te observeren. Sinds zijn lancering in 2008 speurt Fermi continu de hemel af, maar ongeveer dertig procent van alle bronnen van gammastraling die hij heeft ontdekt is nog niet geïdentificeerd. Een team onder leiding van promovenda Agostina Filócomo heeft enkele van deze mysterieuze bronnen nu onder de loep genomen. Om de oorzaak van deze uitbarstingen van gammastraling te achterhalen, besloten de astronomen naar objecten te kijken die bekendstaan als ’T Tauri-sterren’. Dat zijn jonge sterren die omgeven zijn door een schijf van gas en stof, waarin zich planeten zouden kunnen vormen. T Tauri-sterren staan bekend om hun helderheidsfluctuaties en worden doorgaans in de omgeving van actieve stervormingsgebieden aangetroffen. Het team merkte op dat drie onbekende uitbarstingen van gammastraling die op verschillende tijdstippen werden waargenomen, afkomstig waren uit het deel van de hemel waar zich het jonge stervormingsgebied NGC 2071 bevindt. Van minstens 58 sterren die te boek staan als T Tauri-sterren is bekend dat ze zich hier aan het vormen zijn. Er bevinden zich verder geen andere objecten in dit gebied die een bron van gammastraling kunnen zijn. Een mogelijke verklaring is dat de sporadisch waargenomen gammastraling die hiervandaan komt afkomstig is van T Tauri-sterren die zogeheten ‘megavlammen’ produceren – sterke uitbarstingen van elektromagnetische straling die teren op de magnetische energie die in de atmosferen van deze sterren is opgeslagen. Megavlammen zijn veel krachtiger dan de ‘vlammen’ die onze zon produceert en duren enkele uren. Volgens Filócomo en haar collega’s zou dit heel goed de verklaring kunnen zijn voor diverse, tot nu toe onbekende bronnen van gammastraling. (EE)
→ First observational evidence of gamma-ray emission in young Sun-like star
17 augustus 2023
Magnetars zijn de sterkste magneten in het heelal. Deze supercompacte uitgedoofde sterren met ultrasterke magnetische velden zijn overal in ons Melkwegstelsel te vinden, maar astronomen weten niet precies hoe ze ontstaan. Nu hebben onderzoekers, met behulp van diverse telescopen, een ster ontdekt die waarschijnlijk een magnetar zal worden. De ontdekking van dit nieuwe stertype – een zware magnetische heliumster – werpt licht op de oorsprong van de magnetars (Science, 18 augustus). Hoewel de betreffende ster, met de aanduiding HD 45166, al meer dan honderd jaar wordt waargenomen, liet zijn raadselachtige karakter zich niet eenvoudig verklaren met conventionele modellen en was er weinig meer over bekend dan dat hij deel uitmaakt van een dubbelster, veel helium bevat en enkele malen zwaarder is dan onze zon. Een team onder leiding van astronoom Tomer Shenar (voorheen UvA) heeft HD 45166, die zich op ongeveer 3000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eenhoorn bevindt, nu nader onder de loep genomen. Shenar had eerder al vergelijkbare heliumrijke sterren onderzocht, en speelde met het idee dat het raadsel HD 45166 weleens aan magnetische velden te wijten zou kunnen zijn. Dat magnetische velden het gedrag van sterren beïnvloeden was al bekend. Shenar en zijn team onderzochten de ster met verschillende waarneemfaciliteiten verspreid over de hele wereld. De belangrijkste waarnemingen werden in februari 2022 gedaan met een instrument van de Canada-France-Hawaii Telescope dat magnetische velden kan detecteren en meten. Daarnaast maakte het team ook gebruik van archiefgegevens die waren verzameld met de Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph (FEROS) van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. Toen de waarnemingen eenmaal binnen waren, vroeg Shenar mede-auteur Gregg Wade, een expert op het gebied van magnetische velden in sterren aan het Royal Military College of Canada, om de gegevens te analyseren. Wade bevestigde Shenars voorgevoel: HD 45166 bleek een ongelooflijk sterk magnetisch veld van 43.000 gauss te hebben, waarmee hij de zwaarste magnetische ster is die ooit is waargenomen. De berekeningen van het team wijzen er bovendien op dat HD 45166 als magnetar zal eindigen. Terwijl de ster onder zijn eigen zwaartekracht bezwijkt, zal zijn magnetische veld sterker worden, en verandert hij uiteindelijk in een uiterst compacte kern met een magnetisch veld van ongeveer 100 biljoen gauss – de krachtigste magneetsoort in het heelal. Shenar en zijn team ontdekten ook dat HD 45166 een kleinere massa heeft dan eerder werd gemeld – ongeveer twee keer de massa van de zon – en dat het sterrenpaar op veel grotere onderlinge afstand om elkaar wentelt dan werd aangenomen. Bovendien wijst hun onderzoek erop dat HD 45166 is ontstaan uit de fusie van twee kleinere heliumrijke sterren. (EE)
→ Volledig persbericht
14 augustus 2023
Een team wetenschappers onder leiding van Na'ama Hallakoun van het Weizmann Institute of Science (Israël) heeft twee hemellichamen ontdekt die zich op ongeveer 1400 lichtjaar afstand bevinden en die allebei ‘dwergen’ worden genoemd, maar heel verschillend van aard zijn. De ene is een ‘witte dwerg’, het overblijfsel van een zonachtige ster die zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt. De andere is noch een planeet noch een ster, maar een 'bruine dwerg’ – een lid van een klasse van objecten met massa’s tussen die van een gasreus zoals Jupiter en een kleine ster (Nature Astronomy, 14 augustus). Bruine dwergen worden soms mislukte sterren genoemd, omdat ze niet zwaar genoeg zijn om waterstoffusiereacties op te starten. In tegenstelling tot gasreuzen hebben bruine dwergen echter wel genoeg massa om de ‘aantrekkingskracht’ van hun stellaire partners te doorstaan. Wanneer een planeet – of in dit geval een bruine dwerg – op geringe afstand om een ster draait, kan het verschil in aantrekkingskracht tussen diens nabije en verre kant ervoor zorgen dat de omloopbaan en de draaiing van de planeet synchroon gaan lopen. Dit verschijnsel, dat synchrone of gebonden rotatie wordt genoemd, zorgt ervoor dat één kant van de planeet steeds naar de ster is gericht, net zoals we vanaf de aarde gezien altijd tegen dezelfde kant van de maan aan kijken. Synchrone rotatie leidt tot grote temperatuurverschillen tussen de dagzijde van de planeet, die voortdurend wordt aangelicht door de ster, en de donkere nachtzijde. De berekeningen die Hallakoun en haar collega’s hebben gedaan aan het synchrone stelsel van een witte en een bruine dwerg laten zien hoe heet de dagzijde daardoor kan worden. Door de helderheid van het door het dubbelstersysteem uitgezonden licht te analyseren, konden ze de oppervlaktetemperatuur van beide halfronden van de bruine dwerg bepalen. Ze ontdekten dat de dagkant een temperatuur van 7000 tot 9500 Celsius heeft, wat aanzienlijk heter is dan de zon. De temperatuur van de nachtzijde daarentegen ligt tussen circa 1000 en 2700 Celsius, wat resulteert in een extreem temperatuurverschil tussen de beide halfronden van ongeveer 6000 graden. De ontdekking van dit dubbelstersysteem – in termen van temperatuur het meest extreme in zijn soort dat tot nu toe is ontdekt – is het resultaat van een analyse van spectroscopische gegevens die zijn verzameld door de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. (EE)
→ A ‘Jupiter’ Hotter than the Sun
19 juli 2023
Een internationaal onderzoeksteam heeft een object ontdekt dat ons begrip van de werking van zogeheten neutronensterren op de proef stelt. Het zou een uiterst lang-periodieke magnetar kunnen zijn – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld die sterke uitbarstingen van radiostraling produceert. Maar tot voor kort werden alleen magnetars ontdekt die met tussenpozen uitbarstingen van enkele seconden tot minuten vertonen. Het nu ontdekte exemplaar vertoont om de 22 minuten uitbarstingen die vijf minuten duren en is daarmee verreweg de traagste in zijn soort (Nature 19 juli). De magnetar, die de aanduiding GPM J1839−10 heeft gekregen, is pas de tweede in zijn soort die astronomen hebben opgespoord. Begin dit jaar werd de ontdekking bekendgemaakt van een vergelijkbaar object dat om de twintig minuten een uitbarsting van een minuut produceert. Neutronensterren en magnetars zijn de compacte restanten van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Geschat wordt dat ongeveer één op de tien supernova’s een magnetar oplevert. Dit zou dan gebeuren wanneer de ster vóór de explosie al een hoge rotatiesnelheid en een sterk magnetisch veld heeft. Volgens de ontdekkers draait GPM J1839−10 eigenlijk veel te langzaam om zijn as om radiostraling te kunnen genereren. Hoe deze trage magnetar dan toch uitbarstingen van radiostraling weet te produceren, is vooralsnog een raadsel. (EE)
→ Astronomers find new type of stellar object
19 juli 2023
Astronomen van het California Institute of Technology hebben een bijzondere ontdekking gedaan. Ze hebben een witte dwerg opgespoord die twee ‘gezichten’ lijkt te hebben: de ene kant van de ster bestaat uit waterstof, de andere uit helium (Nature, 19 juli). Witte dwergen zijn de gloeiende overblijfselen van zonachtige sterren. Naarmate zulke sterren ouder worden, zwellen ze op tot 'rode reuzen' die hun buitenste lagen uiteindelijk wegblazen. Wat dan overblijft is een hete kern, die samentrekt tot een witte dwerg. Ook onze zon zal (over ongeveer vijf miljard jaar) deze gedaanteverandering ondergaan. De nu ontdekte witte dwerg, die de bijnaam Janus heeft gekregen (naar de Romeinse god van het begin en het einde), viel op doordat hij sterke helderheidsveranderingen vertoont. Om daar het fijne van te weten heeft een team onder leiding van Ilaria Caiazzo de ster waargenomen met de Palomar-telescoop in Californië en de Gran Telescopio Canarias op het Spaanse eiland La Palma. Deze waarnemingen hebben bevestigd dat Janus heel snel om zijn as draait: zijn rotatietijd bedraagt slechts vijftien minuten. De meest bijzondere eigenschap van de ster kwam pas aan het licht na spectroscopische vervolgwaarnemingen met de Keck-telescopen op Hawaï. Door het licht van de witte dwerg uiteen te rafelen tot een ‘regenboog’ van golflengten die chemische vingerafdrukken vertoont, ontdekte het team dat wanneer zijn ene halfrond in beeld is de alleen de signatuur van waterstof verschijnt, terwijl een halve draaiing later alleen helium wordt geregistreerd. De astronomen staan voor een raadsel, maar hebben wel al enkele mogelijke verklaringen bedacht. Een ervan is dat Janus een bijzondere levensfase heeft bereikt. Na het ontstaan van een witte dwerg zakken de zwaardere elementen naar zijn kern en blijft het lichte waterstof op zijn oppervlak achter. Maar tijdens het afkoelen van de ster kan vermenging van materiaal optreden, waardoor er tijdelijk meer helium aan de oppervlakte komt. Mogelijk bevindt Janus zich precies in deze overgangsfase. Maar het is ook denkbaar dat het magnetische veld van de witte dwerg niet symmetrisch is. Magnetische velden kunnen de vermenging van materiaal tegengaan. Dus als het magnetische veld aan één kant van Janus sterker is, zou daar minder vermenging plaatsvinden en meer waterstof te zien zijn. (EE)
→ Two-faced star exposed
18 juli 2023
Astronomen van Ohio State University (VS) hebben bewijs gevonden dat sommige sterren onverwacht sterke magnetische velden aan hun oppervlak hebben – een ontdekking die de bestaande modellen over hoe ze evolueren op losse schroeven zet. Bij hun onderzoek, gebaseerd op openbare gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, namen de astronomen een steekproef van 136 sterren onder de loep die deel uitmaken van de sterrenhoop M44, alias Praesepe (The Astrophysical Journal Letters, 17 juli). In sterren zoals onze zon houdt het oppervlaktemagnetisme verband met de draaiing van de ster – een proces dat lijkt op de werking van een fietsdynamo. Sterke magnetische velden zijn waarneembaar in zonnevlekgroepen en veroorzaken allerlei ruimteweerverschijnselen. Tot nu toe werd gedacht dat lichte sterren – sterren met minder massa dan onze zon die zowel heel snel als relatief langzaam kunnen draaien – heel weinig magnetische activiteit vertonen, wat gunstig zou zijn voor de leefbaarheid van hun eventuele planeten. In hun nieuwe onderzoek stellen de astronomen nu dat zich in het inwendige van deze sterren een mechanisme afspeelt, kern-mantel-ontkoppeling geheten, waarbij het oppervlak en de kern van de ster, die aanvankelijk met dezelfde snelheid ronddraaien, steeds verder uit de pas gaan lopen. Dit proces zou ervoor kunnen zorgen dat hun magnetische velden sterker worden, waardoor de sterren miljarden jaren lang een sterke bron van schadelijke straling blijven. (EE)
→ Astronomers discover striking evidence of ‘unusual’ stellar evolution
13 juli 2023
Astronomen van de Universiteit van Sydney hebben periodieke uitbarstingen van radiostraling ontdekt van een ultrakoele bruine dwerg. Bruine dwergen zijn 'mislukte sterren', ongeveer zo groot als de reuzenplaneet Jupiter, waarin nooit kernfusie van waterstof op gang is gekomen. Slechts zo'n tien procent van alle bruine dwergen produceert radiostraling, vermoedelijk als gevolg van de aanwezigheid van een magnetisch veld, maar van de allerkoelste exemplaren wordt het stralingsmechanisme niet goed begrepen.
De bruine dwerg WISE J062309.94−045624.6, in 2011 ontdekt op 37 lichtjaar afstand van de aarde, heeft een oppervlaktetemperatuur van slechts 425 graden - vergelijkbaar met de temperatuur van een kampvuur. Het is nu de koudste bruine dwerg waarvan ooit radiostraling is gedetecteerd. De waarnemingen zijn verricht met radiotelescopen in Australië en Zuid-Afrika, en gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Origineel persbericht
12 juli 2023
Vandaag is het een jaar geleden dat de eerste foto's en meetresultaten van de James Webb Space Telescope gepresenteerd werden. Om die eerste 'verjaardag' te vieren heeft de ruimtetelescoop een indrukwekkende opname gemaakt van het Rho Ophiuchi-stervormingsgebied, op ca. 390 lichtjaar afstand van de aarde. De foto toont een door stofslierten omringde holte (onderaan in beeld), schoongeblazen door de straling van de centrale ster, en krachtige straalstromen (jets) van snel bewegend heet gas, weggeblazen door pasgeboren protosterren (rechts, rechtsboven en linksboven). Op de foto zijn enkele tientallen jonge sterren te zien, qua massa vergelijkbaar met de zon. Aan de dubbele diffractiepieken is te zien dat de heldere ster linksboven een dubbelster is. De opname is gemaakt met de Near InfraRed Camera (NIRCam) van de James Webb-telescoop. (GS)
→ Origineel persbericht
7 juli 2023
In 2013 ontdekten sterrenkundigen een opmerkelijk spiraalpatroon in de protoplanetaire schijf rond de jonge ster MWC 758, op ca. 500 lichtjaar afstand van de aarde. Indertijd werd al gespeculeerd dat die spiraalramen (die een beetje doen denken aan de spiraalarmen van een sterrenstelsel) veroorzaakt zouden worden door de zwaartekrachtstoringen van een zware exoplaneet. Die planeet, MWC 758c, is nu voor het eerst daadwerkelijk in beeld gebracht op infrarode golflengten door de Large Binocular Telescope Interferometer in Arizona. Hij is ongeveer twee keer zo zwaar als de reuzenplaneet Jupiter in ons eigen zonnestelsel. De astronomen hopen de planeet in de toekomst in meer detail te bestuderen met de James Webb Space Telescope. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Originieel persbericht
29 juni 2023
De IceCube Collaboration, een internationale groep van meer dan 350 wetenschappers, heeft voor het eerst een afbeelding van de Melkweg gemaakt met behulp van hoogenergetische neutrino’s. Deze piepkleine, spookachtige deeltjes, met energieën die miljoenen tot miljarden keren hoger zijn dan de energie die vrijkomt bij de fusiereacties in het inwendige van sterren, werden gedetecteerd door het IceCube Neutrino Observatorium, een kolossale detector in het ijs van Antarctica (Science, 30 juni). Het IceCube Neutrino Observatorium beslaat een kubieke kilometer diep ijs en is uitgerust met meer dan vijfduizend lichtsensoren. IceCube speurt naar tekenen van hoogenergetische neutrino’s die afkomstig zijn uit ons Melkwegstelsel en daarbuiten, tot in de verste uithoeken van het heelal. Bij interacties tussen kosmische straling – hoogenergetische protonen en zwaardere kernen die beide in ons Melkwegstelsel worden geproduceerd – en galactisch gas en stof ontstaan onvermijdelijk zowel gammastraling als neutrino’s. Gezien de detectie van gammastraling uit het galactische vlak, bestond de verwachting dat de Melkweg een bron van hoogenergetische neutrino’s zou zijn. En dit is nu dus bevestigd. De zoektocht richtte zich op de zuidelijke hemel, waar het grootste deel van de neutrino-emissie uit het galactische vlak wordt verwacht, met name rond het Melkwegcentrum. Tot nu toe vormde de ‘achtergrond’ van muonen en neutrino’s die worden geproduceerd door interacties van kosmische straling met de aardatmosfeer echter een grote hindernis. Om deze te overwinnen, ontwikkelden IceCube-medewerkers analyses die selecteren op ‘cascade-gebeurtenissen’, oftewel neutrino-interacties, in het ijs die in ruwweg bolvormige ’buien’ van licht resulteren. Daarbij is gebruik gemaakt van machine learning-methoden, waarmee de richting en energie van de binnenkomende neutrino’s konden worden gereconstrueerd. De dataset die in het onderzoek werd gebruikt omvat 60.000 neutrino’s – dertig keer zoveel als de selectie bij een eerdere analyse van het galactische vlak met behulp van cascadegebeurtenissen. De neutrino’s zijn vervolgens vergeleken met eerder gepubliceerde kaarten die aangaven waar aan de hemel ons Melkwegstelsel naar verwachting neutrino’s zou uitzenden. Deze kaarten waren onder meer gebaseerd op waarnemingen van de Melkweg door de Fermi Large Area Telescope, een om de aarde cirkelende ruimtetelescoop die kosmische gammastraling detecteert. Nu het sterke bewijs is geleverd dat de Melkweg een bron van hoogenergetische neutrino’s is, wil het onderzoeksteam proberen om specifieke objecten op te sporen die neutrino’s uitzenden. (EE)
→ Our galaxy seen through a new lens: Neutrinos detected by IceCube
28 juni 2023
Onderzoekers hebben gereconstrueerd wat buitenaardse astronomen die ons Melkwegstelsel van veraf observeren, zouden zien als ze de chemische samenstelling van ons sterrenstelsel zouden analyseren. Het onderzoek, geleid door Jianhui Lian en Maria Bergemann van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland), is relevant voor ons begrip van onze plaats in het heelal. Het vertelt ons dat de Melkweg in chemisch opzicht weliswaar ongewoon is, maar niet echt uniek (Nature Astronomy, 22 juni). Vanaf de aarde zijn vele duizenden sterrenstelsels te zien – sommige relatief dichtbij, andere ver weg. Dit biedt astronomen de mogelijkheid om de verschillen en overeenkomsten tussen sterrenstelsels te onderzoeken. Maar er is één sterrenstelsel dat zich moeilijker in kaart laat brengen: ons eigen stelsel. Omdat we ons in het vlak van de Melkweg bevinden, laat zich niet eenvoudig vaststellen hoe ons sterrenstelsel er van veraf uitziet. Toch is dat precies wat Lian en Bergemann wilden weten. Daarbij hebben ze met name gelet op de chemische samenstelling van ons sterrenstelsel. Uitgaande van gegevens van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), haalden de astronomen andere gegevensbronnen erbij om de leeftijden en metaalgehaltes van sterren in kaart te brengen. Zoals alle sterrenstelsels bestaat de Melkweg voornamelijk uit waterstof en helium, maar er zijn ook sporen van andere, zwaardere elementen (door astronomen simpelweg ‘metalen’ genoemd) te vinden. Rondom het centrum van het Melkwegstelsel is de metalliciteit vrij laag, maar naar buiten toe neemt deze toe, om op ongeveer 23.000 lichtjaar van het centrum – ruwweg de plek waar onze zon zich bevindt – te pieken. Nog verder naar buiten daalt de metalliciteit weer. Een en ander is simpelweg het gevolg van het feit dat oude sterren, die een veel lager metaalgehalte hebben, zich veelal in de buurt van het Melkwegcentrum ophouden, terwijl jongere sterren juist verder naar buiten te vinden zijn. Gewapend met een spectrometer zouden astronomen in een ander sterrenstelsel deze metaalrijke gordel in de Melkweg heel gemakkelijk kunnen ontdekken. Het lijkt misschien gek om te onderzoeken hoe buitenaardse astronomen ons sterrenstelsel zouden zien, maar het echte doel van dit onderzoek was om erachter te komen hoe ons sterrenstelsel zich verhoudt tot andere sterrenstelsels. Is de Melkweg een buitenbeentje of juist heel gewoon? Om die vraag te beantwoorden heeft het team, met behulp van gegevens van de MaNGA-survey (Mapping Nearby Galaxies at APO) ons Melkwegstelsel vergeleken met 321 andere sterrenstelsels. Het ging daarbij om sterrenstelsels die we van ‘bovenaf’ zien, ongeveer net zoveel massa hebben als ons eigen stelsel en net zo veel nieuwe sterren produceren. Lian en Bergemann hebben vastgesteld dat slechts ongeveer één procent van deze sterrenstelsels een vergelijkbare gordel van hoge metalliciteit vertoont. In dit opzicht is ons Melkwegstelsel dus tamelijk ongewoon. De vraag is nu waarom dit zo is. Een mogelijke verklaring is dat de gordel is veroorzaakt door een botsing tussen de Melkweg en een ander sterrenstelsel. Er zijn aanwijzingen dat ons sterrenstelsel zo’n zes tot tien miljard jaar geleden in botsing is gekomen met een kleiner sterrenstelsel, en dit kan een ‘stellaire geboortegolf’ hebben veroorzaakt. Het feit dat ongeveer één op de honderd sterrenstelsels vergelijkbaar is met de Melkweg, is bovendien in goede overeenstemming met het percentage stelsels dat de afgelopen miljarden jaren bij botsingen betrokken is geweest. (EE)
→ A bird's eye view of the Milky Way
26 juni 2023
Een internationaal team van wetenschappers heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, een nieuwe koolstofverbinding in de ruimte ontdekt. Het betreffende molecuul, dat bekendstaat als methylkation (CH3+), speelt een belangrijke rol bij de vorming van complexere koolstofmoleculen. Het methylkation is aangetroffen in het jonge stersysteem ‘d203-506’, dat zich op een afstand van ongeveer 1350 lichtjaar in de bekende Orionnevel bevindt (Nature, 26 juni). Koolstofverbindingen vormen de basis van al het bekende leven en zijn daarom bijzonder interessant voor wetenschappers die proberen te begrijpen hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld, en hoe het zich mogelijk elders in ons heelal kan ontwikkelen. Vermoed wordt dat CH3+ bijzonder belangrijk is, omdat het gemakkelijk reageert met een groot aantal andere moleculen. Daardoor werkt het als een ‘treinstation’ waar een molecuul een tijdje kan verblijven voordat het reacties met andere moleculen aangaat. Vanwege deze eigenschap vermoeden wetenschappers dat CH3+ een hoeksteen vormt van de interstellaire organische chemie. De ster in d203-506 is slechts een kleine rode dwerg, maar naburige, hete, zware sterren bestoken het systeem met intense ultraviolette straling. Wetenschappers denken dat de meeste planeetvormende schijven een periode van intense uv-straling doormaken, omdat sterren zich doorgaans in groepen vormen waartoe vaak ook zware, hete sterren behoren. Naar verwachting zou uv-straling complexe organische moleculen juist afbreken. In dat opzicht lijkt de ontdekking van CH3+ dus een verrassing. Maar volgens de onderzoekers zou de uv-straling weleens de energiebron kunnen zijn die nodig is om CH3+ te vormen. Als dat eenmaal is gelukt bevorderen andere chemische reacties het ontstaan van complexere koolstofmoleculen. Verder merkt het team op dat de moleculen die ze in d203-506 hebben waargenomen heel anders zijn dan die in de gemiddelde protoplanetaire schijf. Zo hebben ze bijvoorbeeld geen sporen van water ontdekt. Dit suggereert dat ultraviolette straling de chemie van een protoplanetaire schijf volledig op z’n kop kan zetten. Zij zou zelfs een cruciale rol kunnen spelen in de vroege chemische stadia die tot het ontstaan van leven leiden. (EE)
→ Webb Makes First Detection of Crucial Carbon Molecule
22 juni 2023
Het restant van een dode ster waarvan voorspeld werd dat het met hoge snelheid de buitenwijken van ons zonnestelsel zou doorkruisen, blijkt dat toch niet te zullen doen. Door zijn sterke magnetische veld hebben wetenschappers de baan van de ster door het Melkwegstelsel verkeerd geïnterpreteerd (arXiv, 20 juni). Gebeurtenissen in de ruimte zijn vaak gewelddadig, bijvoorbeeld wanneer een zware ster zijn laatste restje brandstof heeft gebruikt. Dat resulteert in een explosie waarbij de uitgeputte kern van de ster bijna letterlijk als een kanonskogel wordt weggeschoten. Als zo’n kern – een zogeheten witte dwerg – dicht in de buurt van ons zonnestelsel komt, kan dat behoorlijk ontwrichtende gevolgen hebben. Astronomen willen daarom graag weten of er sterren zijn die onze kant op komen. Vadim Bobylev en Anisa Bajkova van de Russische Academie van Wetenschappen hebben eerder dit jaar een artikel gepubliceerd waarin ze een aantal kandidaten noemen voor een toekomstige ontmoeting met ons zonnestelsel. De meest interessante was een witte dwerg met de aanduiding WD0810-353. Met behulp van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia berekenden Bobylev en Bajkova dat WD0810-353 een snelheid van maar liefst 373 kilometer per seconde heeft en over slechts 29.000 jaar onze zon op een afstand van 0,49 lichtjaar zou passeren. Daarbij zou de witte dwerg de zogeheten Oortwolk – een populatie van kleine, ijzige objecten in het verre buitengebied van het zonnestelsel – binnendringen, met als gevolg dat ons deel van het zonnestelsel met kometen zou worden bestookt. Maar zo’n vaart zal het niet lopen. De Gaia-gegevens hebben weliswaar de meest nauwkeurige driedimensionale kaart van de Melkweg tot nu toe opgeleverd, maar bij het berekenen van de snelheden van witte dwergen hebben ze zo hun beperkingen. Met die wetenschap heeft een team van astronomen, onder leiding van John Landstreet van het Armagh Observatory & Planetarium (VK), het geval WD0810-353 nog eens goed onder de loep genomen. Ze verkregen nieuwe spectra van de witte dwerg en ontdekten dat de waterstof-alfalijn in deze spectra door het sterke magnetische veld van de witte dwerg is verschoven naar het blauwe deel van het spectrum. Vaak duidt zo’n blauwverschuiving erop dat een object onze kant op komt, maar in dit geval is daar dus geen sprake van. De nieuwe analyse van Landstreet en collega’s laat bovendien zien dat de snelheid van de ster slechts ongeveer 83 kilometer per seconde bedraagt. Dat betekent dat hij geen hogesnelheidsster is en niet over 29.000 jaar in botsing zal komen met de Oortwolk. Hij komt niet eens in de buurt. (EE)
→ Dead Star’s Magnetic Field Tricked Astronomers Into Thinking It Was Heading Our Way (ScienceAlert)
21 juni 2023
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Frédéric Marin van de sterrenwacht in Straatsburg (Frankrijk), heeft ontdekt dat Sagittarius A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, zo’n tweehonderd jaar geleden eventjes is ‘ontwaakt’ (Nature, 21 juni). Momenteel vertoont Sgr A*, die vier miljoen keer keer zoveel massa heeft als de zon, bijna geen activiteit. Maar begin negentiende eeuw slokte dit zwarte gat gedurende ongeveer een jaar een aantal objecten op die iets te dicht in zijn buurt kwamen. Op aarde was daar niets van te merken, omdat Sgr A* te ver van ons verwijderd is (ongeveer twee miljard keer de afstand tussen de aarde tot de zon). De nu ontdekte röntgenecho, die ongeveer tweehonderd jaar geleden werd uitgezonden, laat echter zien dat de intensiteit van de röntgenstraling die Sgr A* destijds uitzond minstens een miljoen keer zo groot was als nu. Ter indicatie: het was alsof één enkele gloeiworm in een bos plotseling zo helder werd als de zon. De ontdekking verklaart waarom de gaswolken in de omgeving van Sgr A* momenteel helderder stralen dan normaal: dat komt omdat ze de röntgenstraling weerkaatsen die Sgr A* twee eeuwen geleden heeft uitgezonden. Bij hun onderzoek hebben Marin en zijn collega’s gebruik gemaakt van de Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), een satelliet van NASA. Het is IXPE voor het eerst gelukt om heel nauwkeurig de polarisatie te meten van dit röntgenlicht en ook de oorsprong ervan te achterhalen – iets wat nog niet eerder was gelukt. Net als de naald van een kompas wijst het gepolariseerde röntgenlicht naar de bron, Sgr A*, die inmiddels weer zo goed als uitgedoofd is. (EE)
→ Detection of an echo emitted by our Galaxy’s black hole 200 years ago
20 juni 2023
Aan de hand van gegevens van de Spitzer-ruimtetelescoop heeft Susana Iglesias – een onderzoeker van het Instituto de Astrofísica de Canarias (Spanje) – bewijs gevonden voor de aanwezigheid van het aminozuur tryptofaan in een nabijgelegen stervormingsgebied (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 23 mei). Het tryptofaan werd, in grote hoeveelheden, aangetroffen in een wolk van moleculair gas in het sterrenbeeld Perseus, en met name in het stersysteem IC348 – een stellaire 'kraamkamer' die duizend lichtjaar van ons is verwijderd (relatief dichtbij naar astronomische maatstaven). Het gebied is zo goed als onzichtbaar met het blote oog, maar straalt helder als je het op infrarode golflengten bekijkt. Tryptofaan is een van de twintig aminozuren die essentieel zijn voor de vorming van eiwitten die van belang zijn voor het leven op aarde en produceert een groot aantal spectraallijnen in het infrarood. Het was daarom een voor de hand liggende kandidaat om onderzocht te worden met behulp van de uitgebreide spectroscopische database van Spitzer – een ruimtetelescoop van NASA die het heelal door een ‘infraroodbril’ heeft bestudeerd. De analyse van het infraroodlicht dat door IC348 wordt uitgezonden, leverde twintig emissielijnen van het molecuul tryptofaan op. De temperatuur van het tryptofaan bedraagt ongeveer 280 kelvin, oftewel 7 graden Celsius. Eerder had Iglesias-Groth ook water en waterstof van dezelfde temperaturen in dit stervormingsgebied ontdekt. De nieuwe ontdekking doet vermoeden dat emissielijnen van tryptofaan ook te vinden zullen zijn in andere stervormingsgebieden, en dat dit aminozuur een veel voorkomend ingrediënt is van het gas en stof waaruit sterren en planeten ontstaan. Aminozuren worden verder ook vaak aangetroffen in meteorieten en waren tevens aanwezig in het materiaal waaruit ons zonnestelsel is gevormd. (EE)
→ Evidence of the amino acid tryptophan found in space
7 juni 2023
Astronomen hebben aan de rand van ons Melkwegstelsel een ster ontdekt met een chemische samenstelling die ze nooit eerder hebben gezien. De samenstelling van de ster voldoet aan de theoretische verwachtingen omtrent de chemische signatuur van zeer zware vroege sterren. Dit is het duidelijkste bewijs tot nu toe dat er onder de eerste sterren ook heel zware exemplaren zaten (Nature, 7 juni). Modelberekeningen wijzen erop dat de eerste generatie sterren in het heelal waarschijnlijk sterren omvatte die honderden keren zwaarder waren dan de zon. Deze kolossale sterren zijn na een kort bestaan volledig geëxplodeerd en hebben geen overblijfselen achtergelaten die astronomen nog zouden kunnen bestuderen. Het gas dat vrijkwam bij de explosies van deze allereerste sterren zou echter een andere chemische signatuur hebben gehad dan het gas dat vrijkomt bij de explosies van minder zware, langer levende sterren. Omdat dit vrijkomende gas terechtkomt in volgende generaties van sterren, zou een ster van de tweede generatie met de chemische signatuur van een ster van de eerste generatie ons dus iets kunnen vertellen over zijn voorgangers. Omdat de latere supernova-explosies de sporen van de eerste sterren kunnen hebben uitgewist, zijn sterrenkundigen specifiek gaan zoeken naar de oudste overgebleven sterren: die zouden immers een duidelijke vingerafdruk van de sterren van de eerste generatie kunnen vertonen. Een team van astronomen van het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), de National Astronomical Observatories of China (NAOC) en andere instituten heeft met de Chinese LAMOST-telescoop een aantal van die stokoude sterren in ons Melkwegstelsel opgespoord. Hun chemische samenstellingen zijn vervolgens gemeten met de Japanse Subaru-telescoop. Bij het onderzoek is onder meer ontdekt dat de chemische signatuur van de ster LAMOST J1010+2358 overeenkomt met die van sterren van de eerste generatie. Dit onderbouwt de theorie dat in het vroege heelal sterren met meer dan 140 keer zoveel massa als de zon zijn ontstaan. (EE)
→ Tracking Vanished Massive Stars by their Chemical Footprints
2 juni 2023
Op nieuwe opnamen van de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn honderden filamenten langs het vlak van ons Melkwegstelsel ontdekt. De langwerpige structuren zijn stuk voor stuk vijf tot tien lichtjaar lang (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Begin jaren 80 ontdekte radioastronoom Farhad Yusef-Zadeh van Northwestern University (VS) bijna duizend reusachtige, eendimensionale verticale filamenten rondom Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Nu hebben hij en zijn medewerkers een nieuwe populatie van filamenten opgespoord, maar die zijn beduidend korter en ontspringen als de spaken van een fietswiel aan het zwarte gat (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Hoewel de twee populaties filamenten diverse overeenkomsten vertonen, vermoeden de onderzoekers dat ze een verschillende oorsprong hebben. Volgens Yusef-Zadeh zijn de nu ontdekte filamenten niet willekeurig verdeeld, maar lijken ze verband te houden met de uitstoot van materie door ‘ons’ zwarte gat. Door ze te bestuderen zouden we meer te weten kunnen komen over de rotatie van het zwarte gat en de oriëntatie van de accretieschijf eromheen. De eerder ontdekte verticale filamenten zijn tot wel vijftien keer zo lang en overal rondom de kern van ons Melkwegstelsel te vinden. De horizontale filamenten bevinden zich voornamelijk aan één kant van de kern en wijzen in de richting van het centrale zwarte gat. Verder is er nog veel onduidelijk aan de nieuwe ontdekking. Vooralsnog komen Yusef-Zadeh en zijn collega’s niet verder dan het vermoeden dat de nu ontdekte populatie van filamenten is ontstaan bij een gebundelde uitstoot van materie door Sagittarius A* die een paar miljoen jaar geleden heeft plaatsgevonden. De streepjes zouden het resultaat kunnen zijn van de interactie van dit uitstromende materiaal met objecten in de omgeving. (EE)
→ Mysterious dashes revealed in Milky Way’s center
23 mei 2023
In de tweede helft van 2019 en begin 2020 was de rode reuzenster Betelgeuze opeens veel zwakker dan normaal. En nu is de ster juist weer bijna anderhalf keer te helder. Volgens astronomen betekent dit nog steeds niet dat de ster op ontploffen staat: hij is aan het bekomen van zijn recente dipje en zal binnen een jaar of tien weer de oude zijn. Eventjes dan. Betelgeuze, ongeveer 700 lichtjaar verwijderd van de aarde, is een van de interessantste sterren aan de hemel. Het is een ongewoon type ster, zelfs voor een rode reus. Ooit was het een absoluut monster: een blauwwitte reuzenster van de zwaarste categorie. Zulke zware sterren verbruiken hun voorraad waterstof veel sneller dan lichtere sterren. Waar onze zon in 4,5 miljard jaar pas de helft van zijn bescheiden brandstofvoorraad heeft verbruikt, is voor de slechts ongeveer acht miljoen jaar oude Betelgeuze het eind al in zicht. Betelgeuze is van kleur veranderd, omdat hij bijna door zijn waterstofreserves heen is. Hij fuseert nu helium tot koolstof en zuurstof en is enorm groot geworden: ongeveer 764 keer zo groot als de zon. Uiteindelijk zal hij zonder brandstof komen te zitten, een supernova worden en zijn buitenste schillen afstoten. Maar dat gebeurt niet van vandaag op morgen: astronomen schatten dat de ster nog wel 100.000 jaar voor de boeg heeft. Tijdens zijn inzinking van 2019/2020 nam de helderheid van Betelgeuze met bijna een kwart af. Volgens astronomen kwam dit door afkoeling van het oppervlak van de ster waardoor een enorme stofwolk ontstond, die vervolgens werd uitgestoten en Betelgeuze deels verduisterde. Ook vóór die tijd vertoonde Betelgeuze al regelmatige helderheidsfluctuaties: een lange cyclus van bijna zes jaar en een kortere van ongeveer vierhonderd dagen. Het lijkt er nu op dat de gebeurtenis van drie jaar geleden deze regelmaat heeft verstoord. Nieuw onderzoek door Morgan MacLeod van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (VS), dat vorige week aan de preprintserver arXiv is toegevoegd, wijst erop dat de cyclus van 400 dagen is verstoord. Volgens de computersimulaties van MacLeod en collega’s zou een convectiepluim vanuit Betelgeuze zijn opgestegen, waarbij de wolk van materiaal werd gevormd die zich van de ster losmaakte. Tijdens dit proces verstoorde deze opwelling de fase van de cyclus van 400 dagen, waardoor de ster nu een cyclus van ongeveer 200 dagen vertoont. (EE)
→ Betelgeuse Is Being Weird Again. What Gives? (Science Alert)
16 mei 2023
Een klein team van astronomen, onder leiding van Melodie Kao (Universiteit van Californië te Santa Cruz), heeft voor het eerst een stralingsgordel buiten ons zonnestelsel ontdekt. De ontdekking werd gedaan bij de bruine dwergster LSR J1835+3259, die ongeveer even groot is als de planeet Jupiter, maar veel compacter is. Hij bevindt zich op slechts twintig lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Lier en is niet zwaar genoeg om te stralen als een ster, maar te zwaar om een planeet te zijn. Omdat stralingsgordels nooit eerder duidelijk waren waargenomen buiten ons zonnestelsel, was het onbekend of ze rond andere objecten dan planeten konden bestaan (Nature, 15 mei). Hoewel onzichtbaar voor het menselijk oog, is de door dit team ontdekte stralingsgordel een reusachtige structuur, die minstens achttien keer zo groot is als Jupiter. Hij bestaat uit snelle deeltjes die het helderst ‘gloeien’ op radiogolflengten en is bijna tien miljoen keer zo helder als de stralingsgordel van Jupiter, die op zijn beurt weer miljoenen keren helderder is dan de stralingsgordel van de aarde. Het team heeft drie detailrijke opnamen weten te maken van de radiostraling uitzendende elektronen in de magnetosfeer van LSR J1835+3259 door 39 radioschotels van Hawaï tot Duitsland te coördineren tot een telescoop ter grootte van de aarde. Zo konden zij de vorm van dit magnetische veld duidelijk genoeg zien om te kunnen concluderen dat het waarschijnlijk een dipoolveld is, net als dat van de aarde en Jupiter. Kao en haar team hadden al vroeg aanwijzingen gevonden dat zij een stralingsgordel rond deze bruine dwerg zouden aantreffen. Voordat zij hun waarnemingen in 2021 deden, hadden radioastronomen al vastgesteld dat LSR J1835+3259 twee soorten radiostraling uitzendt. Kao maakte zelf deel uit van een team dat zes jaar eerder had bevestigd dat zijn periodiek knipperende radio-emissie, vergelijkbaar met een vuurtoren, een soort poollicht op radiofrequenties was. Maar LSR J1835+3259 vertoonde ook stabielere en zwakkere radio-emissies. Uit de gegevens bleek dat deze emissies sterke overeenkomsten vertoonden met die van de stralingsgordels van Jupiter. (EE)
→ Astronomers make groundbreaking discovery of first extrasolar radiation belt
11 mei 2023
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie diverse Nederlandse onderzoekers heeft voor het eerst het gas benzeen (C6H6) waargenomen in een planeetvormende schijf rond een jonge ster. Naast benzeen zagen ze veel andere, kleinere koolstofverbindingen en weinig zuurstofrijke moleculen. De waarnemingen duiden erop dat de planeten die in deze schijf ontstaan, net als onze aarde, relatief weinig koolstof bevatten (Nature Astronomy, 11 mei). De onderzoekers bestudeerden de jonge, lichte ster J160532 (een tiende van de massa van de zon) op zo’n vijfhonderd lichtjaar van ons vandaan in de richting van het sterrenbeeld Schorpioen. Rond zulke jonge kleine sterren ontstaan veel rotsachtige planeten die lijken op de aarde. Tot nu toe was het lastig om moleculen in het warme binnendeel van de stofschijven rond zulke sterren te onderzoeken, omdat eerdere generaties telescopen niet de benodigde gevoeligheid en spectrale resolutie hadden. Bij hun nieuwe onderzoek hebben de wetenschappers gegevens gebruikt van de MIRI-spectrometer van de Webb-ruimtetelescoop. MIRI kan dwars door stofwolken heen kijken en meet met name het warme gas. Het hart van de MIRI-spectrometer is ontworpen en gebouwd door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Naast de eerste waarneming ooit van benzeen in een planeetvormende schijf zagen de onderzoekers ook voor het eerst de koolwaterstof diacetyleen (C4H2) Verder bevat de schijf een buitengewoon grote hoeveelheid acetyleengas (C2H2). Dat is een zeer reactieve koolwaterstof. Opvallend was dat zich weinig water en kooldioxide in de schijf bevindt. Die verbindingen worden wel vaak in andere planeetvormende schijven rond zonachtige sterren aangetroffen. De onderzoekers vermoeden dat het benzeen en de (di)acetyleengassen in de schijf terecht zijn gekomen doordat koolstofrijke stofkorrels in de buurt van de actieve jonge ster vernietigd worden. Daardoor komen de koolstofverbindingen vrij uit het stof. Het gruis dat overblijft, bevat silicaten met relatief weinig koolstof. In een latere fase klontert het koolstofarme gruis samen tot grotere brokken. Dat worden uiteindelijk rotsachtige planeten zoals de aarde. Dit scenario kan ook verklaren waarom onze aarde zo arm is aan koolstof. Ondertussen zijn de onderzoekers de gegevens van ruim dertig andere stofschijven rond jonge sterren aan het uitwerken, later dit jaar volgen er nog eens twintig. De verwachting is dat ze daarmee andere moleculen ontdekken en meer kennis opdoen over het ontstaan van rotsachtige planeten in schijven rond kleine en grotere sterren.
→ Volledig persbericht
11 mei 2023
Met behulp van ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) hebben astronomen een uitgebreide infraroodatlas gemaakt van vijf nabijgelegen stellaire kraamkamers. Daartoe hebben ze meer dan een miljoen afzonderlijke opnamen samengevoegd. Op de grote mozaïeken zijn jonge sterren-in-wording te zien, ingebed in dikke stofwolken. Dankzij deze waarnemingen beschikken astronomen over een uniek hulpmiddel om het ingewikkelde vraagstuk van de geboorte van sterren te ontcijferen (Astronomy & Astrophysics, 11 mei). Sterren ontstaan wanneer wolken van gas en stof onder hun eigen zwaartekracht samentrekken, maar de details van hoe dit gebeurt worden niet volledig begrepen. Hoeveel sterren worden er uit een wolk geboren? Hoe zwaar zijn ze? Hoeveel sterren zullen ook planeten hebben? Om deze vragen te beantwoorden, heeft een team onder leiding van Stefan Meingast (Universiteit van Wenen, Oostenrijk) vijf nabije stervormingsgebieden onderzocht met de VISTA-telescoop van de ESO-sterrenwacht op Paranal (Chili). Met VISTA’s infraroodcamera VIRCAM ving het team licht op dat diep uit de stofwolken afkomstig was. Het stof onttrekt deze jonge sterren aan ons zicht, waardoor ze voor onze ogen vrijwel onzichtbaar zijn. Alleen op infrarode golflengten kunnen we diep in deze wolken kijken en de sterren-in-wording bestuderen. Bij het onderzoek, VISIONS geheten, zijn stervormingsgebieden onder de loep genomen in de sterrenbeelden Orion, Slangendrager, Kameleon, Zuiderkroon en Wolf. Deze gebieden zijn minder dan 1500 lichtjaar van ons verwijderd en beslaan een enorm stuk hemel. Verspreid over een periode van vijf jaar heeft het team meer dan een miljoen opnamen gemaakt. De afzonderlijke beelden werden vervolgens samengevoegd tot de nu vrijgegeven grote mozaïeken met hun uitgestrekte kosmische ‘landschappen’. Op de detailrijke panorama’s zijn donkere stofconcentraties, gloeiende wolken, pasgeboren sterren en de verre achtergrondsterren van de Melkweg herkenbaar. Omdat elk gebied meerdere keren is gefotografeerd, kunnen astronomen met de VISIONS-gegevens ook de bewegingen van jonge sterren onderzoeken. Dat is geen gemakkelijke opgave, omdat de schijnbare verplaatsing van deze sterren vanaf de aarde gezien zo klein is als de breedte van een mensenhaar op tien kilometer afstand. VISIONS legt de basis voor toekomstige waarnemingen met andere telescopen, zoals ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in Chili wordt gebouwd en later dit decennium operationeel moet worden. Met de ELT zullen astronomen straks ongekend nauwkeurig kunnen inzoomen op specifieke gebieden, om de daar aanwezige jonge sterren onder de loep te nemen. (EE)
→ Volledig persbericht
3 mei 2023
Een internationaal team van astronomen heeft een ster waargenomen terwijl deze een planeet opslokte. De ondergang van de planeet lijkt te hebben plaatsgevonden in ons eigen Melkwegstelsel, op een afstand van ongeveer 12.000 lichtjaar. Bij de gebeurtenis werd de ster tijdelijk meer dan honderd keer zo helder, waarna hij weer snel uitdoofde. De uitbarsting werd in mei 2020 opgemerkt, maar het duurde nog eens een jaar voordat de astronomen een verklaring vonden voor wat de oorzaak zou kunnen zijn (Nature, 3 mei). Wanneer een ster geen nucleaire brandstof meer heeft, zwelt hij enorm op en slokt daarbij alles in zijn omgeving – inclusief eventueel aanwezige planeten – op. Astronomen hadden al waarnemingen gedaan van sterren vlak vóór en kort ná het opslokken van een planeet, maar tot nu toe hadden ze er nog nooit een op heterdaad kunnen betrappen. Het eerste signaal van de bijzondere gebeurtenis dook op bij het doorzoeken van gegevens van de Zwicky Transient Facility (ZTF) van de Palomar-sterrenwacht in Californië. De ZTF speurt de hemel af naar sterren die snel van helderheid veranderen, zoals supernova’s en gammaflitsen. Op een nacht merkte Kishalay De, postdoc bij het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (Cambridge, VS), een ster op die in de loop van een week zomaar een factor honderd helderder werd. In de hoop meer gegevens over de bron te kunnen achterhalen, bekeek De waarnemingen van dezelfde ster die vanuit de Keck-sterrenwacht op Hawaï waren gedaan. De Keck-telescopen doen spectroscopische metingen waarmee wetenschappers de chemische samenstelling van een ster kunnen vaststellen. Daarbij deed De een bijzondere ontdekking: het object vertoonde sporen van moleculen die alleen bij zeer lage temperaturen kunnen bestaan. Ongeveer een jaar later analyseerden De en zijn collega’s waarnemingen van dezelfde ster, ditmaal gedaan met een infraroodcamera van de Palomar-sterrenwacht. Daaruit bleek dat de ster, na zijn eerste hete flits, een jaar lang koude materie bleef uitstoten. Waarschijnlijk betrof het gas van de ster dat tot stof condenseerde en daarbij koud genoeg werd om waarneembaar te zijn op infrarode golflengten. Dit gegeven kon erop wijzen dat de ster niet was geëxplodeerd, maar wellicht met een soortgenoot was gefuseerd. Maar toen de astronomen de gegevens nader analyseerden en aan metingen van NASA’s infrarood-satelliet NEOWISE koppelden, kwamen zij tot een veel spannender conclusie. Uit de verzamelde gegevens konden zij een schatting maken van de totale hoeveelheid energie die de ster sinds zijn uitbarsting had geproduceerd, en daarbij ontdekten ze dat deze verrassend klein was: ongeveer een duizendste van de energie die vrijkomt bij een fusie tussen twee sterren. Dit betekent dat wat er met de ster is gefuseerd duizend keer kleiner moet zijn geweest dan een ster: een planeet dus. De astronomen schatten dat het waarschijnlijk een hete planeet ter grootte van Jupiter is geweest, die in een neerwaartse spiraal is terechtgekomen, in de atmosfeer van de stervende ster belandde, en uiteindelijk geheel werd verzwolgen. Een soortgelijk lot zal ook de aarde ondergaan, wanneer onze zon over ruwweg vijf miljard zonder brandstof komt te zitten en de binnenste planeten van het zonnestelsel opslokt. (EE)
→ In a first, astronomers spot a star swallowing a planet
11 april 2023
Astronomen van het MIT hebben een dubbelstersysteem waargenomen waarin een neutronenster materiaal onttrekt aan een zonachtige ster – een proces dat tot de vorming van een schommelende accretieschijf heeft geleid. Door gebruik te maken van deze schommeling hebben de wetenschappers een tweedimensionale kaart kunnen maken van de ‘winden’ die van de schijf uitgaan (Nature Astronomy, 10 april). Een accretieschijf is een kolossale draaikolk van gas en stof die zich rond een zwaar compact object, zoals een zwart gat of een neutronenster, ophoopt wanneer dit materie van een nabije ster aantrekt. In deze roterende schijf worden krachtige winden opgewekt, die het gas en stof rond het compacte object verhitten en wegblazen. Astronomen hebben in tal van zulke dubbelstersystemen schijfwinden waargenomen, maar tot nu toe hadden ze slechts een zeer beperkt beeld van dit verschijnsel. De nieuwe kaart toont voor het eerst de verticale vorm en structuur van zo’n wind, evenals diens snelheid: enkele honderden kilometers per seconde. Bij het nieuwe onderzoek hebben astronomen de röntgendubbelster Hercules X-1 onder de loep genomen met twee om de aarde cirkelende röntgentelescopen: de Europese XMM Newton en Chandra van NASA. Doordat de in 35 dagen ronddraaiende schijf van Hercules X-1 enigszins verwrongen is, zoals een kromgetrokken grammofoonplaat die te lang in de zon heeft gelegen, konden ze de schijfwind op wisselende hoogten ten opzichte van de schijf waarnemen, in plaats van op één enkele, vaste hoogte zoals bij een vlakke, gelijkmatig draaiende schijf. Op die manier kon het verticale verloop van de temperatuur en dichtheid van de wind in kaart worden gebracht. Als volgende stap willen de astronomen hun waarnemingen vergelijken met theoretische simulaties van verschillende mechanismen, om te zien welke de oorsprong van de wind het best kunnen verklaren. Hoe schijfwinden precies ontstaan is namelijk nog onduidelijk. Volgens sommige theorieën zouden magnetische velden de schijf kunnen ‘versnipperen’ en een deel van de aanwezige materie naar buiten drijven. Andere stellen dat de neutronenster het schijfoppervlak zodanig verhit dat het verdampt. (EE)
→ Scientists map gusty winds in a far-off neutron star system
21 april 2023
Een ontplofte ster levert meer risico’s op voor planeten in zijn omgeving dan tot nu toe werd aangenomen, zo blijkt uit nieuw onderzoek met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra en andere röntgentelescopen in de ruimte. De extra dreiging komt voort uit de schade die intense röntgenstraling aan de atmosferen van planeten tot op 160 lichtjaar afstand aanricht. De aarde loopt wat dit betreft op dit moment geen gevaar, omdat er binnen deze afstand geen sterren te vinden zijn die een supernova-explosie zullen ondergaan. Maar in het verleden heeft onze planeet waarschijnlijk wel met deze röntgenstraling te maken gehad (The Astrophysical Journal, 20 april). Tot nu toe richtte het meeste onderzoek naar de effecten van supernova-explosies zich op de intense straling die een supernova in de dagen en maanden na de explosie produceert, en de energierijke deeltjes die honderden tot duizenden jaren daarna arriveren. Maar daarmee is het gevarenlijstje niet compleet. Wetenschappers hebben ontdekt dat tussen de beide eerder vastgestelde gevaren nog een ander gevaar schuilt. In de nasleep van een supernova komt altijd röntgenstraling vrij, maar als de schokgolf van de supernova in botsing komt met dicht omringend gas, kan daarbij een bijzonder hoge dosis röntgenstraling vrijkomen die pas vele maanden na de explosie arriveert en tientallen jaren aanhoudt. De berekeningen in dit nieuwe onderzoek zijn gebaseerd op röntgenwaarnemingen van 31 supernova’s en hun naweeën, die grotendeels zijn verkregen met de NASA-missies Chandra, Swift en NuSTAR, en de Europese XMM-Newton. Uit de analyse van deze waarnemingen blijkt dat de interactie tussen supernova’s en hun omgeving dodelijke gevolgen kan hebben voor planeten tot op ongeveer 160 lichtjaar afstand. Als een golf van röntgenstraling over een planeet heen spoelt, ondergaat de chemische samenstelling van diens atmosfeer sterke veranderingen. Bij een aarde-achtige planeet kan daarbij een aanzienlijk deel van de ozonlaag, die het leven op het planeetoppervlak beschermt tegen de gevaarlijke ultraviolette straling van zijn moederster, worden weggevaagd. Er zijn sterke aanwijzingen – zoals de vondst op verschillende plaatsen op aarde van een radioactieve isotoop van ijzer – dat zich tussen ongeveer twee en acht miljoen jaar geleden supernova-explosies in de omgeving van de aarde hebben voorgedaan. Op het moment van deze explosies zouden de ontploffende sterren naar schatting 65 tot 500 lichtjaar van onze planeet verwijderd zijn geweest. Ons zonnestelsel bevindt zich in de zogeheten Lokale Bel, een nog steeds uitdijende bel van ijl heet gas, omgeven door een schil van koud gas, met een middellijn van ongeveer 1000 lichtjaar. De snelheid waarmee deze bel uitdijt wijst erop dat deze is ontstaan tijdens een golf van stergeboortes en supernova-explosies in het centrum van de bel die ongeveer 14 miljoen jaar geleden plaatsvond. De zware jonge sterren die verantwoordelijk waren voor de supernova-explosies stonden toen veel dichter bij dan nu, waardoor de toenmalige aarde veel meer gevaar liep. (EE)
→ New Stellar Danger to Planets Identified by NASA’s Chandra
7 april 2023
Een nieuwe midden-infraroodopname, gemaakt met de Webb-ruimtetelescoop, toont de supernovarest Cassiopeia A (Cas A), die 340 jaar geleden is ontstaan bij de explosie van een zware ster. Het is het jongste overblijfsel van een supernova-explosie in ons Melkwegstelsel dat we kennen. Cas A is in de loop van de jaren uitgebreid waargenomen met allerlei telescopen op aarde en in de ruimte. Door dit object op verschillende golflengten te onderzoeken, proberen astronomen meer te weten te komen over de eigenschappen ervan. Voor de nu gepresenteerde foto van Cas A is het door Webb vastgelegde infraroodlicht, dat niet waarneembaar is met het menselijk oog, omgezet in zichtbaar licht van verschillende golflengten. Aan de buitenkant van de kosmische ‘zeepbel’ – met name bovenaan en links – bevinden zich gordijnen van warm stof die oranje en rood lijken. Deze geven aan waar de materie van de geëxplodeerde ster op gas en stof in de omgeving is gestuit. Binnen deze buitenste schil zijn heldere lichtroze filamenten te zien, die klonteringen vertonen. Dat is materiaal van de ster zelf, dat oplicht door een mengsel van verschillende zware elementen, zoals zuurstof, argon en neon. Het stellaire materiaal is ook te zien als zwakkere slierten aan de binnenkant van de holte. Een van de wetenschappelijke vragen die Cas A kan helpen beantwoorden is waar kosmische stof vandaan komt. Uit waarnemingen is gebleken dat zelfs heel jonge sterrenstelsels in het vroege heelal enorme hoeveelheden stof bevatten. Het is moeilijk de oorsprong van dit stof te verklaren zonder een beroep te doen op supernova’s, die grote hoeveelheden zware elementen (de bouwstenen van stof) de ruimte in blazen. Bestaande waarnemingen van supernova’s hebben echter geen sluitende verklaring kunnen geven voor de hoeveelheid stof die we in die vroege sterrenstelsels zien. Door Cas A nader te bestuderen met Webb hopen astronomen meer inzicht te krijgen in het stofgehalte van dit object. Dit kan ons helpen begrijpen waar het materiaal waar planeten en wijzelf zijn ontstaan vandaan is gekomen.
Cas A heeft een middellijn van ongeveer tien lichtjaar en bevindt zich op 11.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cassiopeia. (EE)
→ Webb Reveals Never-Before-Seen Details in Cassiopeia A
5 april 2023
Met behulp van data van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia hebben astronomen niet alleen het meest nabije, maar ook het op één na meest nabije zwarte gat in ons Melkwegstelsel ontdekt. De beide zwarte gaten, die Gaia BH1 en Gaia BH2 worden genoemd, bevinden zich respectievelijk op slechts 1560 lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Slangendrager en op 3800 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus. Naar astronomische maatstaven is dat in onze kosmische achtertuin. De zwarte gaten zijn ontdekt door de bewegingen van hun begeleidende sterren te onderzoeken. Deze sterren vertonen een vreemde schommelbeweging, die erop wijst dat ze om een zeer massarijk object draaien. In beide gevallen is dat object ongeveer tien keer zo zwaar als onze zon. Daarmee zijn het vrijwel zeker zwarte gaten. Andere verklaringen voor deze zware begeleiders, zoals dubbelstersystemen, vallen af omdat ze geen licht lijken uit te zenden. Tot voor kort waren alle zwarte gaten die astronomen kennen ontdekt via de straling – doorgaans op röntgen- en radiogolflengten – die afkomstig is van materiaal dat ze naar zich toe trekken. Maar de nu ontdekte zwarte gaten zenden geen enkele vorm van licht uit, waardoor ze praktisch onzichtbaar zijn. Dat komt waarschijnlijk doordat ze veel verder van hun begeleidende sterren verwijderd zijn geen materie weten aan te trekken. Van alle bekende zwarte gaten hebben Gaia BH1 en BH2 de wijdste omloopbanen. Het feit dat ze tevens de meest nabije zwarte gaten zijn, doet vermoeden dat er nog veel meer zwarte gaten in wijde dubbelsterren op ontdekking wachten. (EE)
→ Gaia discovers a new family of black holes
28 maart 2023
Astronomen van het Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (Duitsland), de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en het MIT Kavli Instituut (VS) hebben ontdekt dat magnetische velden in meervoudige stersystemen met ten minste één reusachtige, hete blauwe ster veel vaker voorkomen dan wetenschappers tot nu toe dachten (MNRAS, 28 maart). Met massa’s van meer dan achttien maal die van onze zon behoren blauwe, zogeheten O-sterren tot de zwaarste sterren in het heelal. Hoewel ze zeldzaam zijn, zijn ze zo heet en helder dat vier van de negentig helderste sterren die vanaf de aarde zichtbaar zijn, tot deze categorie behoren. Zulke zware sterren eindigen hun bestaan met een supernova-explosie, waarbij ze een compact object – een neutronenster of een zwart gat – als restant achterlaten. Van slechts elf O-sterren was bekend dat ze magnetische velden hebben. Op één ster na waren dat allemaal solitaire sterren of wijde dubbelsterren. Dat was nogal raadselachtig, omdat eerdere onderzoeken hadden laten zien dat meer dan negentig procent van de O-sterren ontstaan in systemen die uit twee of meer sterren bestaan. Veel theoretici waren verrast door het vrij geringe aantal magnetische velden dat bij deze zware sterren is waargenomen, omdat zij sommige fysische kenmerken van meervoudige stersystemen niet konden verklaren zonder daar magnetische velden bij te betrekken. Om deze discrepantie op te lossen, heeft het internationale onderzoeksteam gearchiveerde data van stersystemen met minstens één O-ster onder de loep genomen. Het ging daarbij om spectropolarimetrische waarnemingen die zijn gedaan met de 3,6-meter ESO-telescoop op La Silla (Chili) en de Canada-France-Hawaii-telescoop op Mauna Kea (Hawaï). Bij spectropolarimetrie wordt de polarisatie van licht gemeten – een eigenschap die informatie geeft over het bestaan van een magnetisch veld in een ster. Tot verrassing van de astronomen bleek uit de resultaten dat in zeer veel van deze meervoudige stersystemen magnetisme voorkomt. In 22 van de 36 bestudeerde systemen zijn met zekerheid magnetische velden waargenomen, terwijl slechts drie stelsels geen enkel teken van magnetisme vertonen. Waarom in zoveel van deze stersystemen magnetisme voorkomt is onduidelijk, maar het kan erop wijzen dat het feit dat deze sterren in meervoudige systemen zijn ontstaan een bepalende rol speelt bij het ontstaan van magnetische velden in zware sterren. Deze velden zouden het gevolg kunnen zijn van massaoverdracht tussen, of zelfs samensmeltingen van sterren. (EE)
→ Magnetic heavy stars need company
22 maart 2023
Wanneer de massa van een witte dwergster de limiet van ongeveer 1,4 zonsmassa overschrijdt, ontploft hij als supernova. Een internationaal team onder leiding van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE, Duitsland) heeft nu een dubbelstersysteem ontdekt waarin materie van een normale ster naar een witte dwerg toe stroomt. Het systeem heeft zich verraden vanwege de kernfusie die het overgedragen gas nabij het oppervlak van de witte dwerg ondergaat, en daardoor nu zogeheten ‘superzachte’ röntgenstraling uitzendt. Het bijzondere in dit geval is dat het overgedragen gas geen waterstof is, maar helium (Nature, 22 maart). Het bestaan van dubbelstersystemen waarin een witte dwerg helium opslokt en in gestaag tempo aan zijn oppervlak ‘verbrandt’ werd al meer dan dertig jaar voorspeld, meer het systeem dat nu door het MPE-team onder de loep is genomen, is het eerste van dit type dat ook daadwerkelijk is waargenomen. Het object in kwestie, dat te boek staat als [HP99] 159, werd in de jaren 90 voor het eerst gedetecteerd met de onder Duitse leiding gebouwde röntgensatelliet ROSAT. Nu hebben astronomen deze röntgenbron kunnen koppelen aan een gewone lichtbron in de Grote Magelhaense Wolk. En daarbij hebben ze vastgesteld dat zijn spectrum talrijke emissielijnen van helium vertoont die afkomstig zijn van de accretieschijf die zich rond de witte dwerg heeft gevormd. Toen ROSAT begin jaren 90 superzachte röntgenbronnen ontdekte die gestaag waterstof op hun oppervlak verbrandden, werden zij een tijdlang beschouwd als mogelijke voorlopers van supernova’s van type Ia. Maar het eigenaardige was dat deze bronnen veel waterstof bevatten, terwijl supernova’s van type Ia juist waterstofarm zijn. De nieuwe waarnemingen van [HP99] 159 kunnen deze paradox niet oplossen. Theoretische modellen voorspellen namelijk dat twee tot vijf procent van de materie van de begeleidende heliumster bij een supernova-explosie van type Ia de omgeving in wordt geblazen. Zó veel helium vertonen de meeste van deze supernova’s echter ook niet. Wel bestaat er een subklasse van dit soort supernova’s, aangeduid als type Iax, die minder helder en minder hevig zijn, en daardoor minder helium uitstoten. Volgens de onderzoekers zou [HP99] 159 weleens een voorloper van zo’n supernova van type Iax kunnen zijn, omdat hun metingen erop wijzen dat gestage heliumverbranding op witte dwergen mogelijk is, zelfs bij lagere overstroomsnelheden dan theoretisch voorspeld. (EE)
→ Helium-Brennen auf Weißem Zwergstern entdeckt
10 maart 2023
Astronomen hebben een klein, compact object ontdekt in een ringvormige leegte in de schijf van gas en stof rond een jonge ster op 375 lichtjaar van de aarde. Ze denken dat het om een ‘baby-planeet’ gaat die aan het groeien is. Planetenstelsels zoals ons eigen zonnestelsel ontstaan uit enorme wolken van interstellair gas die op een gegeven moment samentrekken en gaan draaien. Daarbij wordt de gaswolk steeds platter totdat er een schijf is ontstaan met een jonge ster in het midden. Het materiaal in die schijf klontert uiteindelijk samen tot planeten. Jammer genoeg duurt dit planeetvormingsproces miljoenen jaren, dus kunnen we het niet ‘live’ zien gebeuren. Of misschien toch wel? Een onderzoeksteam onder leiding van Iain Hammond van Monash University (Australië) heeft een reeks waarnemingen van de jonge ster HD 169142 gepubliceerd die bijna tien jaar teruggaan in de tijd. Het mooie van dit object is dat we vanaf de aarde recht tegen de protoplanetaire schijf rond deze ster aan kijken. Hierdoor kunnen we goed zien wat zich in de schijf afspeelt.Bij eerdere waarnemingen was al een ringvormige leemte in de schijf ontdekt op ruim vijf miljard kilometer van de centrale ster. En bij vervolgwaarnemingen werd een klein object in deze lege gordel opgespoord. Hammond en zijn collega’s hebben na jaren van waarnemingen nu kunnen vaststellen dat dit compacte object beweegt. De astronomen denken dat het om een planeet-in-wording gaat, omdat het object een keplerbaan volgt, net als de hemellichamen in ons zonnestelsel. Bovendien is de leemte in de schijf rond HD 169142 scherp begrensd, wat in overeenstemming is met computersimulaties van protoplanetaire schijven waarin planeten aan het groeien zijn. Ook de aanwezigheid van een spiraalvormige structuur in de schijf wijst in die richting. Volgens de onderzoekers heeft de protoplaneet al zoveel gas aan de schijf onttrokken dat hij ongeveer net zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. En waarschijnlijk is zijn groeispurt nog niet voorbij. (EE)
→ Astronomers detect what may be a baby planet carving out a home for itself (Universe Today)
8 maart 2023
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen gasvormig water ontdekt in de planeet-vormende schijf rond een jonge ster. De chemische signatuur van dit water verklaart hoe water uit sterren-vormende gaswolken in planeten kan terechtkomen. De ontdekking bevestigt het idee dat het water op aarde nog ouder is dan onze zon (Nature, 8 maart). De ontdekking werd gedaan door de samenstelling van water te onderzoeken in V883 Orionis, een jonge ster op ongeveer 1300 lichtjaar van de aarde die omgeven is door een planeet-vormende schijf. Wanneer een wolk van gas en stof ineenstort, vormt zich een ster in het centrum, met daaromheen een schijf van restmaterie. Dit materiaal klontert in de loop van enkele miljoenen jaren samen tot kometen, planetoïden en uiteindelijk planeten. De astronomen gebruikten ALMA om de chemische kenmerken van het water en diens weg van de stervormingswolk naar de planeten te traceren. Water bestaat gewoonlijk uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. De astronomen hebben echter gezocht naar een iets zwaardere versie van water waarbij één van de waterstofatomen is vervangen door deuterium – een zware isotoop van waterstof. Omdat normaal en zwaar water onder verschillende omstandigheden ontstaan, kan hun verhouding worden gebruikt om na te gaan wanneer en waar het water is gevormd. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat deze verhouding in sommige kometen van ons zonnestelsel vergelijkbaar is met die in aards water. Dat wijst erop dat kometen water naar onze planeet kunnen hebben gebracht. De reis van water van wolken naar jonge sterren, en vervolgens van kometen naar planeten is al eerder bestudeerd, maar tot nu toe ontbrak de schakel tussen de jonge sterren en de kometen – een hiaat dat nu door V883 Orionis is opgevuld. De samenstelling van het water in de schijf rond deze jonge ster lijkt sterk op die van kometen in ons eigen zonnestelsel. Dit toont aan dat het water in planetenstelsels miljarden jaren geleden – dus vóór de zon – in de interstellaire ruimte is gevormd en relatief onveranderd in zowel kometen als de aarde is beland. Het waarnemen van dit water was niet eenvoudig. ‘Het meeste water in planeet-vormende schijven is bevroren tot ijs, zodat het doorgaans aan ons zicht wordt onttrokken’, aldus Margot Leemker van de Sterrewacht Leiden, die bij het nieuwe onderzoek betrokken was. Gasvormig water kan worden gedetecteerd dankzij de straling die moleculen uitzenden wanneer zij ronddraaien en trillen. Maar als water bevroren is, bewegen de moleculen veel minder. Gasvormig water is te vinden in het midden van de schijf rond de ster, waar het warmer is. Deze gebieden gaan echter schuil achter de schijf zelf en zijn bovendien te klein om waarneembaar te zijn met onze telescopen. Uit recent onderzoek is echter gebleken dat de schijf rond V883 Orionis ongewoon warm is: door een krachtige uitbarsting van de ster is hij verwarmd tot een temperatuur waarbij water niet meer ijsvormig is, maar gasvormig. Vandaar dat de astronomen het water rond V883 Orionis hebben kunnen detecteren met ALMA – een grote opstelling van radiotelescopen in het noorden van Chili. Met dit instrument konden ze de samenstelling van het water bepalen en de verdeling ervan binnen de schijf in kaart brengen. Daarbij is vastgesteld dat de schijf minstens 1200 keer zoveel water bevat als alle oceanen op aarde bij elkaar. (EE)
→ Astronomen vinden ontbrekende schakel voor water in het zonnestelsel
6 maart 2023
Een internationaal onderzoeksteam met daarin onder meer de Nederlandse astronoom Jakob van den Eijnden van de Universiteit van Oxford (VK) heeft voor het eerst het destabiliseren van de schijf van hete materie rond een neutronenster kunnen waarnemen. Eerder was dit verschijnsel alleen bij zwarte gaten gezien (Nature, 1 maart). Astronomen zijn al lang geïntrigeerd door röntgendubbelsterren – systemen van twee om elkaar wentelende sterren waarvan de ene een zwart gat of een neutronenster is. Zowel zwarte gaten als neutronensterren ontstaan bij supernova-explosies en zijn zeer compact, waardoor ze enorme zwaartekracht hebben. Daardoor zijn ze in staat om materie aan de normale ster die om hen heen draait te onttrekken. Bij dit proces vormt zich een accretieschijf – een kolkende schijf van materie – om het zwarte gat of de neutronenster. Volgens theoretische berekeningen zouden deze roterende schijven dynamische instabiliteit moeten vertonen: ongeveer eens per uur vallen de binnenste delen van de schijf binnen korte tijd op het zwarte gat of de neutronenster, waarna dit schijfdeel weer wordt aangevuld en het proces zich herhaalt. Tot nu toe was dit intrigerende verschijnsel alleen waargenomen in dubbelstersystemen met een zwart gat. Maar nu is het voor het eerst ook opgetekend in een dubbelster met een neutronenster, Swift J1858.6-0814 geheten. De ontdekking toont aan dat zo’n instabiliteit een algemene eigenschap van zulke accretieschijven is (en niet het gevolg is van de aanwezigheid van een zwart gat). Het verschijnsel is vastgelegd met vijf telescopen op aarde en in de ruimte die een breed golflengtegebied bestrijken, waaronder de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico (VS), de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili en de Hubble-ruimtetelescoop. ‘De radiowaarnemingen brachten een belangrijke eigenschap van deze instabiliteiten aan het licht’, aldus Van den Eijnden. ‘We hebben ontdekt dat wanneer de schijf ‘leegloopt’, een deel van het gas de ruimte in wordt geschoten in de vorm van zogeheten radiojets: smalle bundels van gas die de lichtsnelheid kunnen benaderen.’ Deze radiojets fluctueren in helderheid, en dit gedrag lijkt samen te hangen met het leeg- en vervolgens weer vollopen van de accretieschijf. (EE)
→ Major collaboration reveals new insights on binary star systems
1 maart 2023
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Florian Peißker van de Universiteit van Keulen (Duitsland) heeft een zeer jonge ster-in-wording ontdekt in de buurt van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Sgr A*) in het centrum van ons Melkwegstelsel. ‘Babyster’ X3a is slechts enkele tienduizenden jaren oud en zou theoretisch gezien helemaal niet zo dicht bij Sgr A* kunnen bestaan. De astronomen vermoeden dat hij zich in een stofwolk rond het kolossale zwarte gat heeft gevormd en pas daarna naar zijn huidige baan is afgedaald (The Astrophysical Journal, 28 februari). De omgeving van het zwarte gat in het Melkwegcentrum wordt algemeen beschouwd als een gebied dat wordt beheerst door dynamische processen en harde röntgen- en UV-straling. Precies deze omstandigheden werken de vorming van sterren zoals onze zon tegen. Toch zijn er al twintig jaar geleden zeer jonge sterren gevonden in de directe omgeving van Sgr A*. Het is nog steeds niet duidelijk hoe deze sterren daar zijn terechtgekomen of waar ze zich hebben gevormd. Babyster X3a, die tien keer zo groot en vijftien keer zo zwaar is als onze zon, zou weleens de ontbrekende schakel kunnen zijn tussen het stervormingsproces en de jonge sterren in de directe omgeving van Sgr A*. Volgens Peißker en zijn collega’s bestaat er een gebied op enkele lichtjaren afstand van het zwarte gat dat aan de voorwaarden voor stervorming voldoet. Dit gebied, een ring van gas en stof, is voldoende koud en beschermd tegen destructieve straling. Lage temperaturen en hoge dichtheden creëren een omgeving waarin wolken van honderden zonsmassa’s kunnen ontstaan. En zulke wolken kunnen onder invloed van onderlinge interacties in principe heel snel dichter naar het zwarte gat toe migreren. Bovendien zouden zich in de nabijheid van de babyster zeer hete samenklonteringen van gas en stof kunnen vormen die vervolgens door X3a worden ingevangen. Dit zou de reden kunnen zijn dat deze ster zo’n grote massa heeft gekregen. De samenklonteringen vormen echter maar een deel van de ontstaansgeschiedenis van de babyster: zijn ‘geboorte’ is daarmee nog niet verklaard. De astronomen suggereren nu het volgende scenario: afgeschermd van de zwaartekrachtsinvloed van Sgr A* en intense straling kan zich in de buitenste gas- en stofring rond het centrum van het Melkwegstelsel een voldoende dichte wolk van gas en stof hebben gevormd. Deze wolk had ongeveer honderd keer zoveel massa als onze zon en stortte onder zijn eigen zwaartekracht ineen tot één of meer protosterren. Deze zogeheten valtijd komt ongeveer overeen met de leeftijd van X3a. Uit waarnemingen is gebleken dat er veel van deze wolken zijn onderlinge interacties aangaan. Het is daarom niet ondenkbaar dat er van tijd tot tijd een wolk dichter naar het zwarte gat toe migreert. Dit scenario zou ook passen bij het huidige evolutiestadium van X3a, die zich momenteel tot een volwassen ster ontwikkelt. Het is daarom best aannemelijk dat de gas- en stofring rond Sgr A* als ‘kraamkamer’ van jonge sterren fungeert. (EE)
→ Baby star near the black hole in the middle of our Milky Way: It exists after all
1 maart 2023
Een internationaal onderzoeksteam heeft nieuwe informatie verzameld over de resten van een ster waarvan de explosie 450 jaar geleden werd waargenomen. Dat heeft nieuwe aanwijzingen opgeleverd over hoe bij zo’n kolossale explosie, die supernova wordt genoemd, deeltjes tot bijna de lichtsnelheid worden versneld. Het supernova-restant is genoemd naar de Deense astronoom Tycho Brahe, die in 1572 het heldere schijnsel van een (tijdelijke) nieuwe ‘ster’ in het sterrenbeeld Cassiopeia opmerkte. Bij het nieuwe onderzoek hebben astronomen gegevens van NASA-satelliet IXPE gebruikt om de gepolariseerde röntgenstraling van het restant van Tycho’s supernova te bestuderen. De IXPE-gegevens geven voor het eerst inzicht in de geometrie van de magnetische velden in de buurt van de schokgolf van de supernova, die zich nog steeds voortplant. Dit stelt wetenschappers in staat om te onderzoeken hoe de deeltjes aan de rand van de schokgolf worden versneld. Door de röntgenpolarisatie te meten, kunnen wetenschappers de gemiddelde richting en ordening vaststellen van het magnetische veld van de röntgengolven die het supernova-restant uitzendt. De gepolariseerde röntgenstraling wordt uitgezonden door elektronen die in het magnetische veld bewegen en daarbij zogeheten synchrotronstraling uitzenden. De polarisatie geeft de richting aan van de magnetische velden op de plaats waar de straling werd opgewekt. IXPE heeft de vorm van het magnetische velde gemeten op schalen van minder dan drie lichtjaar – enorm groot naar menselijke maatstaven, maar dichter bij de bron van de zeer energierijke ‘kosmische straling’ die door dit soort objecten wordt uitgezonden dan onderzoekers ooit zijn gekomen. Deze informatie is waardevol, omdat wetenschappers willen weten hoe deeltjes in het kielzog van de ontploffingsgolf van de oorspronkelijke explosie worden versneld. De onderzoekers hebben ook overeenkomsten en verrassende verschillen ontdekt tussen wat IXPE heeft gemeten bij het restant van Tycho’s supernova en bij het eerder onderzochte supernova-restant Cassiopeia A. De magnetische velden in beide supernovaresten blijken zich globaal radiaal naar buiten toe uit te strekken. Maar ‘Tycho’ vertoont een veel sterkere röntgenpolarisatie dan Cassiopeia A, wat suggereert dat zijn magnetische veld minder turbulent is. Tycho’s supernova staat te boek als een supernova van type Ia. Zo’n explosie ontstaat wanneer een witte dwergster in een dubbelstersysteem zijn begeleider aan flarden trekt en een deel van diens massa opslokt. Dit maakt de dwergster uiteindelijk instabiel, waardoor hij explodeert en zijn ‘puin’ met enorme snelheid de ruimte in worden geblazen. Bij de explosie van Tycho’s supernova kwam evenveel energie vrij als onze zon in 10 miljard jaar zou produceren. (EE)
→ NASA’s IXPE Unlocks Mysteries of Historic Tycho Supernova
24 februari 2023
Gammastraling van aluminium-26, een radioactieve isotoop die voornamelijk afkomstig is van zware sterren, laat zien dat ons Melkwegstelsel jaarlijks vier tot acht zonsmassa’s aan interstellair gas en stof omzet in nieuwe sterren, zo meldt een team van astronomen onder leiding van Thomas Siegert van de Universiteit Würzburg (Duitsland). Dat is twee tot vier keer de gangbare schatting en komt – omdat de meeste sterren minder zwaar zijn dan de zon – overeen met ongeveer tien tot twintig sterren per jaar (arXiv.org, 24 januari). Hoe meer sterren een sterrenstelsel maakt, des te sneller verrijkt het zichzelf met zuurstof, ijzer en andere elementen die sterren aanmaken. Deze elementen voegen zich bij de gaswolken waaruit sterren ontstaan en kunnen op die manier de relatieve aantallen grote en kleine sterren die worden gevormd beïnvloeden. Om de intensiteit en ruimtelijke verdeling van de straling van aluminium-26 in ons Melkwegstelsel in kaart te brengen, hebben Siegert en zijn collega’s gebruik gemaakt van gegevens van de Europees-Russische satelliet INTEGRAL. Tijdens zijn leven blaast een zware ster deze isotoop via de zogeheten sterrenwind de ruimte in, en tijdens zijn uiteindelijke supernova-explosie wordt er nog meer van geproduceerd. Hoe meer sterren een sterrenstelsel voortbrengt, des te meer gammastraling ontstaat er. Volgens de onderzoekers past de waargenomen intensiteit van de gammastraling in ons Melkwegstelsel het best bij een stervormingstempo van vier tot acht zonsmassa’s per jaar. Het is echter moeilijk te zeggen hoe ver de gammastraling heeft gereisd voordat ze ons bereikt. Vooral als een deel van de waargenomen emissie dichtbij ontstaat – minder dan enkele honderden lichtjaren van ons vandaan – bevat het Melkwegstelsel minder aluminium-26 dan de onderzoekers hebben berekend. In dat geval zou het stervormingstempo eerder vier zonsmassa’s per jaar bedragen dan acht. Maar hoe dan ook lijkt ons sterrenstelsel de grootste producent van nieuwe sterren te zijn van de verzameling van meer dan honderd nabije sterrenstelsels die de Lokale Groep wordt genoemd. Het grootste lid van deze groep, het Andromedastelsel, zet jaarlijks slechts een fractie van een zonsmassa aan gas en stof om in nieuwe sterren. (EE)
→ The Milky Way may be spawning many more stars than astronomers had thought (ScienceNews)
22 februari 2023
Twee decennia van waarnemingen laten zien hoe een merkwaardige wolk van gas en stof uit elkaar wordt getrokken terwijl hij met steeds hogere snelheid richting het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel beweegt. Astronomen van het UCLA Galactic Center Orbits Initiative en de Keck-sterrenwacht op de Mauna Kea op Hawaï volgen de evolutie van deze wolk, die X7 wordt genoemd, al sinds 2002. Uit nabij-infraroodbeelden die met beide Keck-telescopen zijn gemaakt, blijkt dat X7 inmiddels een lengte heeft bereikt van 450 miljard kilometer – drieduizend keer de afstand tussen de aarde en de zon (The Astrophysical Journal, 21 februari). X7 heeft ongeveer vijftig keer zoveel massa als de aarde en doorloopt een baan om het zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* of kortweg Sgr A*. Over één omloop zou hij 170 jaar doen, maar astronomen verwachten dat de sterke getijdenkracht van het zwarte gat X7 uiteindelijk uit elkaar zal trekken voordat hij die omloop heeft voltooid. Deze kracht ontstaat doordat aan de kant van het object die zich het dichtst bij het zwarte gat bevindt veel sterker wordt getrokken dan aan de kant die het verst ervan verwijderd is. Uit de baan die X7 volgt leiden de astronomen af dat X7 rond het jaar 2036 Sgr A* het dichtst zal naderen en kort daarna volledig zal verdwijnen. Het gas en het stof waaruit X7 bestaat zal uiteindelijk naar Sgr A* worden getrokken en op enig moment wellicht wat ‘vuurwerk’ veroorzaken als het opwarmt en naar het zwarte gat toe spiraalt. X7 vertoont overeenkomsten met de andere vreemde stofrijke objecten die om Sgr A* draaien: de zogeheten G-objecten. Deze laatste zien eruit als gaswolken, maar gedragen zich als sterren. De astronomen denken dat het gas en stof van X7 mogelijk is uitgestoten bij een fusie tussen twee sterren. Tijdens dit proces hult de gefuseerde ster zich in een schil van gas en stof die aan de beschrijving van de G-objecten zou kunnen voldoen. En gas dat bij de fusie is ontsnapt zou X7-achtige objecten kunnen hebben voortgebracht. (EE)
→ The Swansong Of A Cloud Approaching The Milky Way’s Supermassive Black Hole
2 februari 2023
Astronomen hebben de massa van een opgebrande ster rechtstreeks bepaald met behulp van een verschijnsel dat bekendstaat als het zwaartekrachtlenseffect. Een internationaal team, onder leiding van Peter McGill van de Universiteit van Cambridge (VK), heeft aan de hand van gegevens van twee telescopen gemeten hoe het licht van een verre ster werd afgebogen door de witte dwergster LAWD 37, waardoor de verre ster tijdelijk van positie leek te veranderen. Het is voor het eerst dat dit effect is waargenomen bij een andere ster dan onze zon, en de eerste keer dat daarbij de massa van zo’n lens-ster rechtstreeks is gemeten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2 februari). LAWD 37 is een witte dwerg, het compacte restant van een ster zoals onze zon. Wanneer de nucleaire brandstof van een zonachtige ster opraakt, zwelt deze op en blaast hij zijn buitenste lagen de ruimte in. Het enige wat dan resteert is zijn hete, compacte kern. Onder deze omstandigheden gedraagt de materie zoals wij die kennen zich heel anders en verandert zij in iets dat gedegenereerde materie wordt genoemd. LAWD 37 is uitgebreid onderzocht, omdat hij relatief dichtbij staat. De witte dwerg bevindt zich op vijftien lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg en is het overblijfsel van een ster die ruim een miljard jaar geleden zijn laatste adem uitblies. Massa is een van de belangrijkste factoren in de evolutie van een ster. Voor de meeste stellaire objecten leiden astronomen de massa indirect af, op basis van sterke, vaak niet geteste modelaannames. In de zeldzame gevallen waarbij de massa wél direct kan worden afgeleid, moet de ster een begeleider hebben, zoals in een dubbelstersysteem. Maar voor enkelvoudige objecten, zoals LAWD 37, zijn andere methoden nodig om de massa te kunnen bepalen. McGill en zijn collega’s zijn er nu in geslaagd om – met de astrometrische ruimtetelescoop Gaia van ESA en de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA – de eerste nauwkeurige massabepaling van LAWD te doen. Met behulp van Gaia konden de astronomen de beweging van LAWD 37 voorspellen en het punt bepalen waar deze zich dicht genoeg bij een achtergrondster zou bevinden om het gezochte lens-effect te veroorzaken. Met dit gegeven konden de astronomen de Hubble-ruimtetelescoop op het juiste moment op de juiste plek aan de hemel richten om het verschijnsel, dat in november 2019 optrad, ook daadwerkelijk waar te nemen. Uit de sterkte van het lens-effect, die evenredig is met de massa van het object dat als lens fungeert, is nu berekend dat de massa van LAWD 37 0,56 zonsmassa bedraagt. Dit komt goed overeen met eerdere theoretische voorspellingen van de massa van deze witte dwerg, en bevestigt de betrouwbaarheid van de bestaande theorieën over de evolutie van deze objecten. (EE)
→ Astronomers observe light bending around an isolated white dwarf
1 februari 2023
Met behulp van de 1,5-meter SMARTS-telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili hebben astronomen het eerste voorbeeld ontdekt van een uiterst zeldzaam soort dubbelstersysteem – een systeem waarin in de toekomst een zogeheten kilonova-explosie zou kunnen plaatsvinden: de explosie die optreedt bij een botsing tussen twee neutronensterren. Dubbelsterren als deze zijn heel zeldzaam: aangenomen wordt dat er in ons hele Melkwegstelsel maar een stuk of tien te vinden zijn (Nature, 1 februari). Het bijzondere dubbelstersysteem, dat te boek staat als CPD-29 2176, is ongeveer 11.400 lichtjaar van ons verwijderd en werd voor het eerst opgemerkt door NASA-satelliet Swift. Vervolgwaarnemingen met de SMARTS-telescoop hebben astronomen in staat gesteld om de baaneigenschappen en de kenmerken van de twee sterren in het systeem te bepalen. Het gaat om een neutronenster die bij een ontmantelde supernova-explosie is ontstaan, en een zware ster die bezig is om zelf een ontmantelde supernova te worden. Een ontmantelde supernova is de catastrofale explosie van een zware ster die een groot deel van zijn buitenste lagen is kwijtgeraakt aan een begeleidende ster. Dat resulteert in een explosie die minder hevig is dan een ‘gewone’ supernova-explosie, die ertoe zou leiden dat de stellaire begeleider uit het systeem wordt ‘geschopt’. Omdat dit bij het ontstaan van de neutronenster in CPD-29 2176 klaarblijkelijk niet is gebeurd, is een ontmantelde supernova-explosie de beste verklaring voor het bestaan van dit compacte dubbelstersysteem. Om ooit een kilonova-explosie te kunnen veroorzaken, moet de begeleidende ster óók ‘gestript’ worden en in een neutronenster veranderen. Vervolgens zouden de beide neutronensterren geleidelijk naar elkaar toe spiralen en uiteindelijk met elkaar in botsing komen. Tijdens dit proces is zo’n dubbelster een sterke bron van zwaartekrachtgolven, en de uiteindelijke explosie gaat gepaard met een zogeheten gammaflits – een korte uitbarsting van zeer energierijke straling. Hoewel het erop lijkt dat dubbelster CPD-29 2176 alles in zich heeft om uiteindelijk een kilonova te veroorzaken, is het aan de astronomen van de verre toekomst om deze gebeurtenis te onderzoeken. Het zal namelijk nog zeker een miljoen jaar duren voordat de zware ster zijn bestaan afsluit met een supernova-explosie en een tweede neutronenster achterlaat. En vervolgens zal het nog een hele tijd duren voordat beide neutronensterren met elkaar in botsing komen. (EE)
→ First Kilonova Progenitor System Identified
26 januari 2023
Met behulp van de Subaru- en Kecktelescopen op Hawaï is een zogeheten bruine dwerg ontdekt die om de zonachtige ster HIP 2115 draait en daarom de aanduiding HIP 21152 B heeft gekregen. Het tweetal maakt deel uit van de Hyaden, een open sterrenhoop op slechts 150 lichtjaar afstand. Bruine dwergen zijn een soort objecten die in ons eigen zonnestelsel niet voorkomen. Ze zijn zwaarder dan de grootste planeten, maar hebben te weinig massa om waterstof tot helium te kunnen fuseren. Daarom worden ze ook wel ‘mislukte sterren genoemd. De meeste van de duizenden bruine dwergen die de afgelopen dertig jaar zijn ontdekt zwerven eenzaam rond in de ruimte, maar sommige draaien rond sterren. Om meer te weten te komen over deze laatste categorie, heeft een internationaal onderzoeksteam een methode ontwikkeld waarmee op efficiënte wijze bruine dwergen en reuzenplaneten bij sterren kunnen worden opgespoord. Deze methode maakt gebruik van gegevens over de eigenbeweging van sterren – de verplaatsing die een ster aan de hemel vertoont ten opzichte van verre achtergrondsterren. Wanneer er een zware planeet of bruine dwerg om een ster draait, dan resulteert dit in kleine variaties in de eigenbeweging van de ster. Deze variaties waren tot voor kort onmeetbaar klein, maar dankzij de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia en diens voorganger Hipparcos is daar verandering in gekomen. Door de verschillen te meten tussen de metingen van de beide ruimtetelescopen, heeft het onderzoeksteam sterren kunnen selecteren die een veranderlijke eigenbeweging vertonen. Vervolgens hebben ze een selectie van deze sterren gefotografeerd met gevoelige camera’s van Subaru en Keck – met de ontdekking van HIP 21152 B als resultaat. Door vier Subaru-opnamen van HIP 21152 B te combineren met snelheidsmetingen van zijn moederster met onder meer Gaia en Hipparcos, is het de astronomen gelukt om de omloopbaan van de bruine dwerg te bepalen, en daaruit kon dan weer zijn massa worden afgeleid. HIP 21152 B blijkt 22 tot 36 keer zo zwaar te zijn als de planeet Jupiter en is daarmee de lichtste bruine dwerg waarvan de massa nauwkeurig bekend is. (EE)
→ Astronomers Snap First Confirmed Direct Image Of A Brown Dwarf Orbiting A Star In The Hyades Cluster
23 januari 2023
Een internationaal team onder leiding van astronomen van de Universiteit Leiden heeft met behulp van de Webb-telescoop diverse moleculen in ijsvorm aangetoond op de donkerste en koudste plekken van een grote stervormingswolk. De resultaten laten zien dat de chemische ingrediënten om grotere en complexe moleculen te maken al aanwezig zijn, lang voordat een nieuwe ster wordt geboren (Nature Astronomy, 23 januari). Belangrijke bouwstenen voor het leven, zoals suikers en aminozuren, kunnen onder de juiste omstandigheden ontstaan uit eenvoudige moleculen op ijzige stofdeeltjes. Later in het stervormingsproces komen deze stoffen terecht op nieuwe planeten en in hun atmosferen. Met het onderzoek toont het team aan dat de ingrediënten voor de vorming van suikers en aminozuren ruim voorhanden zijn, zelfs op de donkerste en koudste plekken in een grote interstellaire wolk. De astronomen vonden ijs van water, koolstofmonoxide, koolstofdioxide, methaan, cyanaat, carbonylsuflide en methanol. Ook zien ze signalen die kunnen duiden op de aanwezigheid van grotere bevroren organische moleculen. De wolk in kwestie bevindt zich in Chamaeleon I, een stervormingsgebied op zo’n vijfhonderd lichtjaar van de aarde, in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon. In het gebied worden honderden jonge sterren gevormd. Dit proces gaat gepaard met chemische reacties waarbij op ijzige stofdeeltjes steeds complexere moleculen ontstaan. Bij deze reacties speelt ultraviolet licht normaal gesproken een belangrijke rol. Als er echter veel gas en stof is, kan dit licht niet doordringen. Met de Webb-telescoop is het de onderzoekers gelukt om naar zeer donkere gebieden in de wolk te kijken. Daar duurt het nog miljoenen jaren voordat zich sterren vormen. ‘Het blijkt dat er veel en ook veel verschillende soorten ijsdeeltjes voorhanden zijn,’ zegt Melissa McClure, universitair docent aan de Universiteit Leiden en leider van het ICE AGE-team dat als een van de eerste ter wereld met de Webb-telescoop mocht gaan meten. ‘Dankzij de waarnemingen kunnen we meer inzicht krijgen in hoe op dergelijke plekken eenvoudige en complexe moleculen ontstaan die op hun beurt weer bouwstenen zijn voor leven. We weten uit laboratoriumonderzoek op aarde, dat op plekken waar geen uv-licht kan komen, vrije atomen een belangrijke rol spelen in de ijschemie.’ Het interstellaire ijs verraadt zijn aanwezigheid dankzij het infrarode licht van sterren die zich achter de wolk bevinden en dat door de Webb-telescoop nog net kan worden waargenomen. De bevroren moleculen in de wolk absorberen unieke kleuren van dit sterlicht. Sterrenkundigen noemen dat een absorptiespectrum, een soort moleculaire vingerafdruk. Die spectra uit de ruimte kunnen vergeleken worden met spectra gemeten in speciale laboratoriumopstellingen die beschikbaar zijn via een database van de Sterrewacht Leiden.
→ Volledig persbericht
23 januari 2023
Is ons Melkwegstelsel bijzonder, of heeft het in elk geval een bijzondere plek in het heelal? Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat het antwoord op deze vraag ja is. Uit hun nieuwe onderzoek blijkt dat het Melkwegstelsel te groot is voor zijn ‘kosmologische muur’, en daarmee onderscheidt het zich van de meeste andere sterrenstelsels (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Een kosmologische muur is een afgeplatte ordening sterrenstelsels rondom andere sterrenstelsels, die wordt gekenmerkt door bijzonder lege gebieden – zogeheten leemtes (voids in het Engels) – aan weerszijden ervan. Deze leemtes drukken de sterrenstelsels als het ware samen tot een pannenkoekachtige structuur: een zogeheten kosmologische muur. Zo’n muur oefent invloed uit op de draaiing van de sterrenstelsels in zijn omgeving. In het geval van de ‘Lokale Muur’ heeft dit er bijvoorbeeld toe geleid dat ons Melkwegstelsel en zijn nabije soortgenoten op een meer georganiseerde manier om hun as draaien dan wanneer we ons op een willekeurige plek in het heelal zouden bevinden, zonder nabije muur. Daarbij valt op dat het Melkwegstelsel in vergelijking met zijn kosmische muur een verrassend grote massa heeft – een situatie die niet veel voorkomt in het heelal. Dat laatste is vastgesteld met behulp van een geavanceerde computersimulatie die deel uitmaakt van het IllustrisTNG-project. De astronomen hebben een volume van het heelal met een diameter van bijna een miljard lichtjaar nagebootst dat miljoenen sterrenstelsels bevat. Slechts een handjevol – ongeveer één op de miljoen - van de sterrenstelsels die uit de simulatie rolden waren zo ‘bijzonder’ als het Melkwegstelsel – dat wil zeggen: ingebed in een vergelijkbare kosmische muur en met evenveel massa als ons eigen sterrenstelsel. Ter indicatie: je moet vanuit het Melkwegstelsel misschien wel een half miljard lichtjaar reizen om een andere kosmologische muur te vinden met een sterrenstelsel als het onze. Dat is een paar honderd keer verder weg dan het grootste sterrenstelsel in onze omgeving: het Andromedastelsel. (EE)
→ Milky Way found to be more unique than previously thought
18 januari 2023
Amerikaanse astronomen hebben een kolossaal panorama van het galactische vlak van de Melkweg gepresenteerd. De nieuwe dataset omvat ruim drie miljard objecten en is daarmee waarschijnlijk de grootste catalogus in zijn soort tot nu toe. Het Melkwegstelsel bevat honderden miljarden sterren, gloeiende stervormingsgebieden en grote donkere wolken van stof en gas. Het in beeld brengen en catalogiseren van deze objecten is een enorme opgave, maar de nu vrijgegeven astronomische dataset, bekend als de tweede versie van de Dark Energy Camera Plane Survey (DECaPS2), toont een enorm aantal van deze objecten in ongekend detail. De DECaPS2-survey, die twee jaar heeft geduurd, bestaat uit 21.400 afzonderlijke opnamen en heeft meer dan tien terabyte aan gegevens opgeleverd. DECaPS2 is een survey van het vlak van de Melkweg, gezien vanaf het zuidelijke halfrond, op optische en nabij-infrarode golflengten. Samen met de eerste oogst aan gegevens van DECaPS, die in 2017 werd vrijgegeven, bestrijkt de survey een lange strook aan de hemel die in oppervlak 13.000 keer groter is dan de vollemaan. De meeste sterren en stofwolken van ons Melkwegstelsel bevinden zich in de schijf waarin de spiraalarmen liggen. Hoewel deze overvloed aan sterren en stof prachtige beelden oplevert, is het galactische vlak daardoor ook moeilijk waarneembaar. Donkere slierten stof absorberen sterlicht en onttrekken zwakkere sterren volledig aan het zicht, en het licht van diffuse nevels maakt het meten van de helderheden van afzonderlijke objecten onmogelijk. Een ander probleem is het grote aantal sterren, die elkaar kunnen overlappen, waardoor ze zich niet van hun naaste buren laten onderscheiden. Ondanks deze uitdagingen zijn de astronomen in het galactische vlak gaan ‘graven’ om meer te weten te komen over ons Melkwegstelsel. Door waarnemingen te doen op nabij-infrarode golflengten, konden ze door veel van het licht-absorberende stof heen kijken. Daarnaast maakten de onderzoekers ook gebruik van een geavanceerde gegevensverwerkingsmethode, waarmee ze de achtergrond achter elke ster beter konden voorspellen. Op die manier konden de verstorende effecten van nevels en drukke sterrenvelden worden verminderd, waardoor de uiteindelijke datacatalogus nauwkeuriger is geworden. (EE)
→ Billions of Celestial Objects Revealed in Gargantuan Survey of the Milky Way
13 januari 2023
Een team onder leiding van Robert Fesen van Dartmouth University (VS), heeft opnamen gemaakt van een vuurwerkachtige uitbarsting van dunne filamenten rond een merkwaardige ster, die in het centrum van een object met de aanduiding Pa 30 staat. De bevindingen van Fesen en zijn collega’s zijn gepresenteerd tijdens de 241ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Seattle is gehouden. Pa 30 is een nevel van gas, stof en andere materie. Volgens Fesen en collega’s lijkt dit object weinig tot geen waterstof en helium te bevatten, maar is het in plaats daarvan rijk aan de elementen zwavel en argon. Volgens Fresen komen de ongebruikelijke structuur en samenstelling van de nevel overeen met het voorspelde resultaat van een botsing tussen twee witte dwergen. Witte dwergen zijn zwakke, extreem compacte sterren, ongeveer zo groot als de aarde, maar met de massa van de zon. De fusie van twee witte dwergen is een van de mogelijke verklaringen voor een subklasse van supernova-explosies, waarbij de ster niet volledig wordt vernietigd. De grootte van Pa 30 en de snelheid waarmee deze uitdijt (3,6 miljoen kilometer per uur) wijzen erop dat de explosieve botsing plaatsvond rond het jaar 1181, zo melden de onderzoekers. Dat valt samen met waarnemingen door Chinese en Japanse astronomen in die tijd van een zeer heldere ster die plotseling opdook in het sterrenbeeld Cassiopeia en in de loop van een half jaar langzaam uitdoofde. Het onderzoek van Fesen en collega’s bouwt voort op onderzoek dat in 2019 werd gepubliceerd door Russische wetenschappers, die een uiterst merkwaardige ster in het centrum van Pa 30 hadden ontdekt. Deze ster vertoonde diverse eigenschappen die wijzen op een botsing tussen twee witte dwergen. Hij had een oppervlaktetemperatuur van ruwweg 200.000 graden Celsius en produceerde een sterrenwind met een verbazingwekkende snelheid van circa 50 miljoen kilometer per uur. In 2021 meldden astronomen van de Universiteit van Hongkong, die de resultaten van het Russische team opnieuw hadden bekeken, dat Pa 30 ruwweg duizend jaar oud was en vrijwel op dezelfde plek stond als de heldere ster die in 1181 aan de hemel verscheen. Ook deze onderzoekers stelden voor dat Pa 30 de nasleep is van een botsing tussen twee witte dwergen, maar de foutmarges in hun berekeningen waren nog erg groot. De nieuwe waarnemingen leggen veel strengere restricties op aan het object, waaronder een ‘uitdijingsleeftijd’ van 850 jaar, die goed past bij de waarnemingen van 1181. Voor de toenmalige astronomen zou de nieuwe ster ongeveer even helder zijn geweest als Wega, de op vier na helderste ster aan de hemel. (EE)
→ Images Capture 850-Year-Old Aftermath of Stellar Collision
11 januari 2023
Astronomen van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) hebben een unieke kaart gepresenteerd die een antwoord kan geven op tientallen jaren oude vragen over het ontstaan van sterren en de invloed van magnetische velden in de kosmos. De kaart toont de magnetische veldstructuur van de Lokale bel – een reusachtige, duizend lichtjaar grote holte in de ruimte rond onze zon. Ons Melkwegstelsel zit vol met zulke 'superbellen', die zijn ontstaan door de hevige explosies van zware sterren. Deze zogeheten supernova’s vegen gas en stof – de grondstof voor de vorming van nieuwe sterren en planeten – naar de randen van de bellen. Onze kennis over de superbellen is nog erg onvolledig. Met de nieuwe 3D-kaart van de magnetische velden ter plaatse beschikken astronomen nu over nieuwe informatie die de evolutie van superbellen en hun effecten op stervorming en op sterrenstelsels als geheel beter kan verklaren. De Lokale bel is een hot topic in de astrofysica geworden, omdat het de superbel is waarin de zon en ons zonnestelsel zich nu bevinden. In 2020 werd de ruimtelijke geometrie ervan in grote lijnen in kaart gebracht door Griekse en Franse onderzoekers. Een jaar later werd aangetoond dat het oppervlak van de Lokale Bel de bron is van alle nabije, jonge sterren. Deze onderzoeken en de nieuwe driedimensionale kaart van het magnetische veld zijn deels gebaseerd op gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia, die de posities en bewegingen van grote aantallen sterren meet, maar tevens lokale concentraties van kosmisch stof in kaart brengt en daarmee globaal ook de begrenzingen van de Lokale bel. Deze gegevens zijn nu gecombineerd met die van Planck, een andere Europese ruimtetelescoop, die tussen 2009 en 2013 metingen deed van de zogeheten kosmische achtergrondstraling, en daarbij eveneens stof in de Melkweg opspoorde. Daarbij ging het met name om waarnemingen van gepolariseerd licht, dat wil zeggen: licht dat in een bepaalde richting trilt. Deze polarisatie wordt veroorzaakt door magnetisch uitgelijnde stofdeeltjes in de ruimte. De uitlijning van het stof verraadt op zijn beurt de oriëntatie van het magnetisch veld dat op de stofdeeltjes inwerkt. Door de magnetische veldlijnen op deze manier in kaart te brengen, konden de onderzoekers een tweedimensionale kaart van het magnetische veld maken: de projectie ervan op de hemel zoals we die vanaf de aarde waarnemen. Om deze kaart in drie ruimtelijke dimensies om te zetten, gingen de onderzoekers uit van twee belangrijke veronderstellingen: ten eerste dat het grootste deel van het interstellaire stof dat de waargenomen polarisatie veroorzaakt zich aan het oppervlak van de Lokale bel bevindt, en ten tweede dat de theorieën die voorspellen dat het magnetische veld naar de rand van de bel wordt ‘geveegd’ terwijl deze uitdijt, juist zijn. Het onderzoeksteam heeft de resulterende kaart vervolgens vergeleken met structuren die langs de buitengrenzen van de Lokale bel te vinden zijn, waaronder het bekende stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. Bij vervolgonderzoek zullen ook de verbanden tussen de magnetische velden en deze en andere structuren onder de loep worden genomen. De nieuwe bevindingen zijn vandaag door Theo O'Neill van de Universiteit van Virginia (VS) gepresenteerd tijdens de 241ste halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Seattle wordt gehouden. (EE)
→ Cosmic Superbubble’s Magnetic Field Charted in 3D for the First Time
10 januari 2023
Astronomen van Northwestern University en de Universiteit van Californië te San Diego (VS) hebben de krapste lichte dubbelster ontdekt die ooit is waargenomen. De twee sterren zitten zo dicht op elkaar dat ze er minder dan een aardse dag over doen om één keer om elkaar te wentelen. Hun omlooptijd bedraagt slechts 20,5 uur. De ontdekking, onder leiding van Chih-Chun Hsu van Northwestern University, is vandaag gepresenteerd tijdens de halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. De dubbelster, met de aanduiding LP 413-53AB, bestaat uit twee ultrakoele dwergsterren – een klasse van lichte sterren die zo’n lage temperatuur hebben, dat ze hun licht voornamelijk in het infrarood uitzenden. Sterren van dit type, die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog, behoren tot de meest voorkomende sterren in het heelal. Tot nu toe kenden astronomen slechts drie voorbeelden van zo’n ultrakoel dubbelstersysteem, die alledrie relatief jong zijn – maximaal 40 miljoen jaar. LP 413-53AB daarentegen is naar schatting miljarden jaren oud, en daarmee van vergelijkbare leeftijd als onze zon. Hsu en zijn team ontdekten de opmerkelijk dubbelster bij een analyse van gearchiveerde telescoopdata. Hsu ontwikkelde een algoritme dat een ster kan modelleren op basis van diens spectrale gegevens. Door het lichtspectrum van een ster te onderzoeken, kunnen astronomen diens chemische samenstelling, temperatuur, massa en rotatie bepalen. Deze analyse levert ook de beweging van de ster naar en van de waarnemer, de zogeheten radiale snelheid, op. Bij het onderzoek van de spectrale gegevens van LP 413-53AB viel Hsu iets vreemds op. Tijdens de eerste waarnemingen stonden de beide sterren vanaf de aarde gezien ongeveer op één lijn, waardoor hun spectraallijnen elkaar overlapten. Hierdoor dacht Hsu dat het om één ster ging. Maar na een tijdje waren dubbele spectraallijnen te zien – een teken dat het om twee sterren ging die een stukje in hun baan waren opgeschoven. Toen dat eenmaal duidelijk was, nam Hsu LP 413-53AB vorig jaar diverse keren waar met de grote telescopen van de Keck-sterrenwacht op Hawaï. Tijdens deze waarnemingen waren al binnen enkele minuten veranderingen te zien in het spectrum van de ster. Daarmee was het vermoeden bevestigd dat het om een uiterst compacte dubbelster moest gaan. Volgens de astronomen is de afstand tussen beide sterren honderd keer zo klein als de afstand tussen zon en aarde. Ze vermoeden dat dit niet altijd zo is geweest, omdat de sterren in hun prille jeugd een veel grotere omvang moeten hebben gehad. Dat wijst erop dat de twee sterren naar elkaar toe zijn gemigreerd. Mogelijk is dat geleidelijk gebeurd, maar het is ook denkbaar dat ze deel hebben uitgemaakt van een drievoudig stersysteem, en naar elkaar toe zijn gedreven door de ontsnapping van hun metgezel. (EE)
→ Ultracool dwarf binary stars break records
10 januari 2023
Een internationaal onderzoeksteam, onder wie wetenschappers van het Instituto de Astrofísica de Canarias, heeft het primitieve karakter kunnen bevestigen van een oude ster in ons Melkwegstelsel (Astronomy & Astrophysics, 10 januari). Sterren die heel weinig ‘metalen’ bevatten – de term die astronomen gebruiken voor alle elementen zwaarder dan helium – worden beschouwd als de oudste sterren in het heelal. Ze zijn waarschijnlijk slechts enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal gevormd. De nu onderzochte ster, met de aanduiding SMSS1605-1443, werd in 2018 ontdekt. Uit zijn chemische samenstelling, en met name zijn uitzonderlijk lage ijzergehalte, kon toen al worden afgeleid dat het een van de oudste sterren in de Melkweg moest zijn. Maar verder was nog niet veel over hem bekend. Dankzij de gezamenlijke inspanningen van diverse Europese onderzoeksteams en de inzet van de ESPRESSO-spectrograaf van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili, weten we nu meer over SMSS1605-1443. Zo is gebleken dat het niet om één ster gaat, maar verrassend genoeg om een dubbelster. Aangenomen wordt dat dubbelsterren in dit vroege kosmische tijdperk relatief schaars waren. Dat het om een dubbelster gaat volgt uit de ontdekking dat de ster kleine, regelmatige snelheidsvariaties vertoont. Daaruit leiden de onderzoekers af dat SMSS1605-1443 uit twee om elkaar wentelende sterren bestaat. Hoe de tweede ster eruitziet is onduidelijk: die is niet rechtstreeks waarneembaar en verraadt zijn bestaan alleen doordat hij SMSS1605-1443 aan het ‘schommelen’ brengt. Aangenomen wordt dat primitieve sterren als deze zijn ontstaan uit materiaal dat in het inwendige van de eerste, zeer zware sterren in het heelal heeft gezeten, en is vrijgekomen bij supernova-explosies die tijdens de vorming van het Melkwegstelsel hebben plaatsgevonden. Als gevolg daarvan bevatten deze ‘levende fossielen’ weinig ijzer, maar juist relatief veel koolstof. (EE)
→ Astronomers find the origin of one of the oldest stars in the Milky Way
9 januari 2023
Astronomen hebben meer dan tweehonderd verre veranderlijke sterren ontdekt in de stellaire halo van ons Melkwegstelsel. De verste van deze sterren, die RR Lyrae-sterren worden genoemd, bevinden zich op meer dan een miljoen lichtjaar van de aarde – bijna de helft van de afstand tot het naburige Andromedastelsel, dat ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. De stellaire halo van ons Melkwegstelsel is veel omvangrijker dan de schijf, die een middellijn van ongeveer 100.000 lichtjaar heeft. Ons zonnestelsel bevindt zich in een van de spiraalarmen van de schijf. De halo bevat de oudste sterren van het Melkwegstelsel en strekt zich in alle richtingen over honderdduizenden lichtjaren uit. Door zijn enorme omvang laat de halo zich lastig bestuderen. In vergelijking met de schijf is de sterrendichtheid hier heel gering. Toch bevat de halo het grootste deel van de massa van ons Melkwegstelsel – niet in de vorm van sterren, maar als donkere materie. Uit eerdere modelstudies was al gebleken dat de stellaire halo zich tot ongeveer 1 miljoen lichtjaar van het galactisch centrum zou moeten uitstrekken. De afstanden van de 208 RR Lyrae-sterren die nu zijn ontdekt lopen uiteen van ongeveer 65.000 tot 1 miljoen lichtjaar, en zijn dus in goede overeenstemming daarmee. De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op gegevens van de Next Generation Virgo Cluster Survey, een onderzoeksprogramma dat gebruik maakt van de Canada-France-Hawaii Telescope om de Virgocluster - een grote verzameling sterrenstelsels ver van de Melkweg – te bestuderen. Dit programma is niet ontworpen om RR Lyrae-sterren te detecteren, maar registreert deze onbedoeld wel – als een soort bijvangst dus. RR Lyrae zijn oude sterren met zeer specifieke fysische eigenschappen die ervoor zorgen dat zij met grote regelmaat opzwellen en samentrekken. Een andere eigenschap van deze sterren is dat ze allemaal dezelfde gemiddelde helderheid hebben. Dit betekent dat astronomen een RR Lyrae-ster kunnen herkennen aan de hand van zijn karakteristieke pulsaties, en vervolgens de waargenomen helderheid kunnen gebruiken om te berekenen hoe ver weg hij staat. De nieuwe studie werd geleid door Yuting Feng, promovendus aan de Universiteit van Californië te Santa Cruz. De resultaten worden gepresenteerd in twee voordrachten op de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Seattle wordt gehouden. (EE)
→ Astronomers find the most distant stars in our galaxy halfway to Andromeda
9 januari 2023
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Simon Jeffery van de Armagh-sterrenwacht in Noord-Ierland, heeft acht van de heetste sterren in het heelal ontdekt, alle met oppervlakken die heter zijn dan 100.000 graden Celsius (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 9 januari). De ontdekking is gebaseerd op gegevens die zijn verzameld met behulp van de Southern African Large Telescope – met een spiegel van tien bij elf meter de grootste optische telescoop op het zuidelijk halfrond. De studie beschrijft hoe een inventarisatie van heliumrijke subdwergsterren heeft geleid tot de ontdekking van diverse zeer hete witte dwergsterren en ‘pre-witte dwergen’, waarvan de heetste een oppervlaktetemperatuur van 180.000 graden Celsius heeft. Ter vergelijking: het oppervlak van de zon heeft een temperatuur van slechts 5800 graden. Sterren met een effectieve temperatuur van 100.000 graden Celsius of meer zijn enorm zeldzaam. Een van de opgespoorde hete sterren is de centrale ster van een pas ontdekte planetaire nevel met een diameter van één lichtjaar. Twee van de andere zijn pulserende oftewel ‘veranderlijke’ sterren. Al deze sterren bevinden zich in een vergevorderd stadium van hun levenscyclus en naderen het einde van hun bestaan als witte dwergen. Door hun extreem hoge temperaturen stralen de ontdekte sterren meer dan honderd keer zo fel als de zon, wat ongebruikelijk is voor witte dwergsterren. Witte dwergen zijn ongeveer even groot als de planeet aarde, maar wel een miljoen keer zwaarder. Hun massa’s zijn vergelijkbaar met die van de zon. Het zijn de meest compacte sterren die uit normale materie bestaan. Pre-witte dwergen zijn enkele malen grote en zullen binnen een paar duizend jaar krimpen tot witte dwergen. (EE)
→ Astronomers discover eight new super-hot stars
29 november 2022
Een recente analyse van gegevens van de in 2020 uitgeschakelde Spitzer-ruimtetelescoop, onder leiding van Wafa Zakri van de Universiteit van Jazan (Saoedi-Arabië), wijst uit dat jonge sterren zich in razend tempo voeden met gas uit de hen omringende schijf. Hun frequente vreetbuien worden afgesloten met uitbarstingen, waarbij de sterren sterk in helderheid toenemen. Uit het onderzoek blijkt dat wanneer ze ongeveer 100.000 jaar oud zijn – het equivalent van een 7 uur oude zuigeling – babysterren (officieel: ‘protosterren van klasse 0’) ongeveer eens in de vierhonderd jaar een flinke boer laten. Vanaf de aarde zijn deze uitbarstingen heel moeilijk waarneembaar, maar Spitzer bekeek het heelal door een ‘infraroodbril’ en heeft er in de loop van zijn carrière verscheidene kunnen registreren. Het team van Zakri heeft de waarnemingen doorgespit die Spitzer tussen 2004 en 2017 heeft gedaan van de Orionnevel, een bekend stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. Daarbij ontdekten de astronomen dat in genoemde periode drie van de 92 bekende babysterren in dit gebied een uitbarsting hebben vertoond. Twee daarvan waren tot nu toe onopgemerkt gebleven. Daaruit volgt een gemiddelde frequentie van ongeveer eens in de 400 jaar – veel vaker dan de 227 oudere protosterren in de Orionnevel. Uit vergelijking van de gegevens van Spitzer met die van andere infraroodtelescopen, waaronder de Europese ruimtetelescoop Herschel (2009-2013), konden de onderzoekers afschatten dat de uitbarsting van zo’n jonge ster ongeveer vijftien jaar duurt. Naar kosmische maatstaven groeien de babysterren bijzonder snel. Daarbij vertonen ze niet alleen frequente uitbarstingen, maar worden ze ook snel zwaarder. Tijdens hun vroegste levensfase verzamelen ze minstens de helft van hun uiteindelijke massa. (EE)
→ Baby Star ‘Burps’ Tell Tales of Frantic Feeding
29 november 2022
Astronomen hebben vastgesteld dat de sterren in een sterrenhoop zichzelf kunnen reguleren. Ze laten slechts een beperkt aantal sterren geboren worden, voordat de grootste en helderste leden van de groep het meeste gas – de grondstof voor nieuwe sterren – uit de sterrenhoop verdrijven. Dit proces zet een flinke rem op de stervorming. Een en ander blijkt uit waarnemingen van de grote gaswolk RCW 36, die voornamelijk uit geïoniseerd waterstofgas bestaat – dat wil zeggen: uit waterstofatomen die hun elektronen zijn kwijtgeraakt. Dit stervormingsgebied maakt deel uit van ons Melkwegstelsel en is ongeveer 2900 lichtjaar verwijderd van de aarde. RCW 36 omvat een jonge sterrenhoop en vertoont twee holtes waaruit het waterstofgas is verdreven. Tussen de holtes rond de sterrenhoop bevindt zich ook een ring van gas. Tezamen vormen zij een zandlopervormig geheel. Uit waarnemingen met de röntgensatelliet Chandra blijkt dat het gas in het centrum van RCW 36, nabij de twee heetste en zwaarste sterren van de sterrenhoop, een temperatuur van ongeveer twee miljoen graden heeft. Deze sterren zijn de belangrijkste leveranciers van het hete gas. Gegevens van de infraroodtelescoop van de onlangs uit de vlucht genomen ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA en de radiotelescoop APEX laten zien dat de centrale ring uit koud, dicht gas bestaat, met temperaturen van meer dan 250 graden onder nul. De SOFIA-gegevens laten verder zien dat zich aan de randen van de beide holtes schillen van koud gas bevinden die met een snelheden van ongeveer 15.000 kilometer per uur uitdijen. Dit gas wordt waarschijnlijk naar buiten gedreven door de druk van het hete gas dat met Chandra is waargenomen. Ook hebben de onderzoekers aanwijzingen gevonden dat zich rond de centrale ring koud gas bevindt dat met nog hogere snelheden uit RCW 36 ontsnapt. De grote snelheden waarmee het gas op diverse plaatsen wordt verdreven zullen ertoe leiden dat het centrum van de gaswolk binnen enkele miljoenen jaren vrijwel geen gas meer bevat. En daarmee zal er ook een einde komen aan de vorming van nieuwe sterren. (EE)
→ Astronomers See Stellar Self-Control in Action
23 november 2022
Nieuw onderzoek, onder leiding van promovendus Jiwon Jesse Jan van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, heeft de werkelijke vorm van de diffuse sterrenwolk rond de schijf van ons Melkwegstelsel onthuld. Decennialang dachten sterrenkundigen dat deze zogeheten stellaire halo min of meer bolvormig was, zoals een strandbal. Maar uit een nieuw model, gebaseerd op recente waarnemingen, blijkt dat de stellaire halo langwerpig en gekanteld is, zoals een rugbybal die net is weggeschopt (The Astronomical Journal, 15 november). De stellaire halo van de Melkweg is het zichtbare deel van de zogeheten galactische halo. Deze laatste wordt gedomineerd door de onzichtbare donkere materie, die haar bestaan uitluitend merkbaar maakt via de zwaartekracht die zij uitoefent. Elk sterrenstelsel heeft zijn eigen halo van donkere materie. Deze halo’s dienen als een soort draagconstructie die de ‘normale’, zichtbare materie in bedwang houdt. Deze zichtbare materie vormt dan weer sterren en andere waarneembare galactische structuren. Om meer te weten te komen over galactische halo’s in het algemeen, en de galactische halo en de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel in het bijzonder, is de stellaire halo een goed startpunt. Het vaststellen van de vorm ervan is echter niet gemakkelijk, om de eenvoudige reden dat wij erin zijn ingebed. De stellaire halo is nogal diffuus en strekt zich uit tot enkele honderdduizenden lichtjaren boven en onder het schijfvormige deel van ons Melkwegstelsel, waar ons zonnestelsel zich bevindt. Toch zijn astronomen er de afgelopen jaren in geslaagd duizenden sterren te identificeren die deze ijle halo bevolken. Ze laten zich van andere Melkwegsterren onderscheiden door hun specifieke chemische samenstelling (gemeten met behulp van spectroscopie) en door hun afstanden en bewegingen aan de hemel. Op die manier hebben astronomen ontdekt dat de halosterren niet gelijkmatig verdeeld zijn. Door naar ruimtelijke patronen in de verdeling van sterren te zoeken – zoals opeenhopingen en stromen van sterren – proberen ze erachter te komen hoe de stellaire halo van ons Melkwegstelsel tot stand is gekomen. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van twee grote datasets die de afgelopen jaren zijn opgebouwd en waarmee de stellaire halo beter dan ooit in kaart is gebracht. De eerste set is afkomstig van Gaia, een Europese satelliet die nauwkeurige metingen doet van de posities, bewegingen en afstanden van miljoenen sterren in de Melkweg, waaronder een aantal relatief nabije halosterren. De tweede dataset is die van H3 (Hectochelle in the Halo at High Resolution) – een onderzoek dat wordt uitgevoerd met de MMT-telescoop van de Fred Lawrence Whipple-sterrenwacht in Arizona. H3 heeft gedetailleerde waarnemingen verzameld van tienduizenden sterren in de stellaire halo die zich buiten het bereik van Gaia bevinden. Uit de combinatie van deze gegevens doemt een model van de stellaire halo op dat duidelijk niet bolvormig is. De gemeten vorm is in overeenstemming met een recente, toonaangevende theorie over de vorming van dit deel van Melkweg. Volgens deze theorie werd de stellaire halo gevormd toen een klein sterrenstelsel 7 à 10 miljard jaar geleden in botsing kwam met ons veel grotere Melkwegstelsel. Als gevolg van deze botsing is het dwergstelsel uiteengereten, en hebben zijn sterren zich verspreid over de halo. Deze gang van zaken verklaart waarom de sterren in de halo zo sterk afwijken van de ‘inheemse’ sterren van de Melkweg. De resultaten van het onderzoek geven een indicatie van hoe de interactie tussen het binnenkomende dwergstelsel en de Melkweg moet zijn verlopen. De rugbybal-vorm is een afspiegeling van twee opeenhopingen van sterren in de halo. Deze opeenhopingen zijn vermoedelijk ontstaan toen het dwergstelsel twee omlopen om de Melkweg maakte. Daarbij is het stelsel tweemaal afgeremd in het verste punt van zijn omloopbaan, en heeft het daar extra veel sterren achtergelaten. De kanteling van de halo wijst erop dat het dwergstelsel onder een hoek de Melkweg is binnengekomen. Hoewel er sinds de botsing enorm veel tijd is verstreken, zouden de sterren in de halo zich inmiddels weer moeten hebben gesetteld in een bolvormige structuur. Het feit dat dit niet is gebeurd, wijst er volgens de onderzoekers op dat de dominante onderliggende halo van donkere materie (om onduidelijke redenen) ook scheef staat. (EE)
→ The Tilt in our Stars: The Shape of the Milky Way's Halo of Stars is Realized
17 november 2022
NASA’s Webb-ruimtetelescoop heeft een opname gemaakt van de protoster L1527 in het sterrenbeeld Stier. De ster-in-wording bevindt zich in de hals van een zandloper-vormige structuur die alleen zichtbaar is in infrarood licht. De protoster zelf is niet te zien, maar precies in het midden van de hals is wel de hem omringende schijf van gas en stof waarneembaar, waarin zich planeten kunnen vormen. Boven en onder deze protoplanetaire schijf lekt licht van de ster naar buiten, waardoor holtes in het omringende gas en stof worden aangelicht. De blauw en oranje gekleurde holtes ontstaan doordat materiaal van de protoster wegschiet en in botsing komt met materie in de omgeving. De kleuren worden veroorzaakt door stoflagen die zich tussen de wolk en ons in bevinden. De gebieden waar het stof het dunst is kleuren blauw; waar de stoflaag dikker is, kan minder blauw licht ontsnappen en ontstaan oranje gebieden. Op de foto zijn ook filamenten van moleculaire waterstof te zien die een klap mee hebben gekregen van het materiaal dat de protoster uitstoot. De daarbij optredenden schokken en turbulenties verhinderen de vorming van nieuwe sterren, die anders overal in de wolk zouden ontstaan. Het gevolg is dat de protoster zijn omgeving domineert en veel materiaal voor zich opeist. Ondanks de chaos die hij veroorzaakt is de protoster L1527 nog maar ongeveer 100.000 jaar oud – relatief jong naar kosmische begrippen. Hij wordt beschouwd als een protoster van klasse 0 – het vroegste stadium van stervorming. Protosterren als deze, die nog gehuld zijn in een donkere wolk van stof en gas, hebben nog een lange weg te gaan voordat zij volwaardige sterren worden. L1527 is nog niet begonnen om door middel van kernfusie energie op te wekken. (EE)
→ NASA’s Webb Catches Fiery Hourglass as New Star Forms
9 november 2022
Een analyse van het röntgenlicht van een zogeheten magnetar – een sterk gemagnetiseerde dode ster – heeft aanwijzingen opgeleverd dat dit object een vast oppervlak heeft, zonder atmosfeer (Science, 3 november). Bij het internationale onderzoek, onder leiding van wetenschappers van University College London (UCL), is gebruik gemaakt van gegevens van de Amerikaans/Italiaanse satelliet IXPE. Deze satelliet detecteert kosmische röntgenstraling niet alleen, maar kan ook de polarisatie ervan meten – de richting waarin de lichtgolven op en neer gaan. Met IXPE hebben de astronomen de ongeveer 13.000 lichtjaar verre magnetar 4U 0142+61 in het sterrenbeeld Cassiopeia onder de loep genomen. Daarbij is het voor het eerst gelukt om gepolariseerd röntgenlicht van zo’n object te registreren. Magnetars zijn neutronensterren – de zeer compacte overblijfselen van zware sterren die aan het eind van hun bestaan als supernova’s zijn geëxplodeerd. Anders dan ‘gewone’ neutronensterren hebben zij een enorm sterk magnetisch veld. Ook zijn ze een bron van intense röntgenstraling en vertonen ze grillige uitbarstingen, waarbij in één seconde een hoeveelheid energie vrijkomt die miljoenen malen groter is dan wat onze zon in een jaar produceert. Uit de IXPE-waarnemingen blijkt dat 4U 0142+61 veel minder gepolariseerd röntgenlicht uitzendt dan je zou verwachten als deze straling door een atmosfeer zou zijn gegaan. Ook ontdekte het team dat voor lichtdeeltjes met een hogere energie de polarisatiehoek – de zogeheten wiggle – precies 90 graden omdraaide in vergelijking met röntgenlicht van lagere energie. Dat is in overeenstemming met wat theoretische modellen voorspellen voor een magnetar met een vaste korst die omgeven is door een magnetosfeer waarin sterke elektrische stromen optreden. Volgens de onderzoekers volgt uit hun waarnemingen dat het magnetische veld van de magnetar waarschijnlijk dermate sterk is dat de atmosfeer rond de ster is veranderd in een vaste stof – een fenomeen dat magnetische condensatie wordt genoemd. De korst zou dan bestaan uit een rooster van ionen (geladen deeltjes), die door het enorm sterke magnetische veld van de ster bijeengehouden worden. (EE)
→ Magnetised dead star likely has solid surface
7 november 2022
Een team van astronomen onder leiding van de Universiteit van Warwick heeft de oudste ster in ons Melkwegstelsel geïdentificeerd die brokstukken van om haar heen draaiende planeten heeft opgeslokt. De witte dwerg bevindt zich op negentig lichtjaar van de aarde en is vermoedelijk meer dan tien miljard jaar oud (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 5 november). De meeste sterren, waaronder onze zon, veranderen uiteindelijk in een witte dwerg. Een witte dwerg is een ster die al zijn brandstof heeft opgebrand en zijn buitenste lagen heeft afgestoten, en vervolgens krimpt en afkoelt. Tijdens dit proces worden de banen van eventueel om de ster cirkelende planeten verstoord, wat tot onderlinge botsingen kan leiden. Het daarbij vrijkomende puin belandt vervolgens op het oppervlak van de witte dwerg. Voor het nieuwe onderzoek hebben de astronomen twee bijzondere witte dwergen onder de loep genomen, die door de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia zijn opgespoord. Beide sterren zijn vervuild met planetair puin, maar de ene is ongewoon blauw van kleur, de andere juist rood. Met behulp van spectroscopische en fotometrische gegevens van onder meer Gaia en het X-Shooter-instrument van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben de onderzoekers een schatting kunnen maken van hoe lang de ‘rode’ ster WDJ2147-4035 aan het afkoelen is. Daarbij zijn ze tot de conclusie gekomen dat deze ster al ongeveer 10,7 miljard jaar bestaat, waarvan 10,2 miljard jaar als witte dwerg. Spectroscopie houdt in dat het licht van een ster op verschillende golflengten wordt geanalyseerd, waardoor kan worden vastgesteld welke elementen er in diens atmosfeer aanwezig zijn. In het geval van WDJ2147-4035 konden daarbij de metalen natrium, lithium en kalium worden aangetoond, evenals mogelijke sporen van koolstof. Voor het overige bestaat de atmosfeer van de witte dwerg volledig uit heliumgas. De metalen in de atmosfeer zijn waarschijnlijk afkomstig van een planetenstelsel dat ongeveer net zo oud is als de ster zelf. Merkwaardig is wel dat de samenstelling van dit planetaire puin nogal uit de toon valt met ons eigen zonnestelsel. De ‘blauwe’ ster WDJ1922+0233 is slechts iets jonger dan WDJ2147-4035 en is vervuild met puin dat een ongeveer dezelfde samenstelling heeft als de aardkorst. De blauwe kleur van deze witte dwerg wordt toegeschreven aan zijn atmosfeer, die uit een ongewoon mengsel van waterstof en helium bestaat. (EE)
→ Oldest planetary debris in our galaxy found from new study
1 november 2022
Een van de helderste sterren van ons Melkwegstelsel, Gamma Columbae, is waarschijnlijk slechts de kern van een ster: hij is zijn buitenste gaslagen kwijtgeraakt. Dat blijkt uit onderzoek door Norbert Przybilla van de Universiteit van Innsbruck (Oostenrijk) en collega’s (Nature Astronomy, 31 oktober). Przybilla en de zijnen hebben met behulp van spectroscopie de samenstelling van Gamma Columbae, die ongeveer vijf keer zoveel massa heeft als de zon, geanalyseerd. Daarbij hebben ze hoeveelheden koolstof en stikstof aangetroffen in een verhouding die karakteristiek is voor de zogeheten koolstof-stikstofcyclus – de belangrijkste vorm van energieproductie in zware sterren. Dat laatste is alleen begrijpelijk is als het gaat om een recent gedoofde kern. Op het oppervlak van een ster vindt immers geen kernfusie plaats en kunnen dus ook geen zware elementen als koolstof en stikstof ontstaan. Volgens de astronomen lijkt het erop dat het aangetroffen materiaal afkomstig is van vroegere fusiereacties in het diepe inwendige en nu pas aan de oppervlakte komt. Verdere waarnemingen moeten meer inzicht geven in de evolutie van deze bijzondere ster, die met een afstand van 870 lichtjaar relatief dichtbij staat. Volgens de onderzoekers is het denkbaar dat zijn buitenste lagen zijn ‘gestript’ door een begeleidende ster, maar zeker is dat niet. (EE)
→ An incredibly bright star has lost its gas and is just a leftover core (New Scientist)
19 oktober 2022
De Webb-ruimtetelescoop heeft een nieuwe, detailrijke opname gemaakt van de zogeheten Zuilen der Schepping. Deze indrukwekkende structuren bestaan uit koel interstellair gas en stof, dat plaatselijk samentrekt tot nieuwe sterren. De stofpilaren werden in 1995 in één klap wereldberoemd, toen ze door de Hubble-ruimtetelescoop in beeld waren gebracht. De nieuwe Webb-opname, gemaakt in het nabij-infrarood, stelt onderzoekers in staat om veel nauwkeuriger tellingen te doen van de sterren die hier zijn gevormd, en van de hoeveelheden gas en stof in dit gebied. Dat moet meer inzicht geven in het stervormingsproces. De meest recent gevormde sterren zijn op de Webb-opname herkenbaar als helderrode bollen die zich net buiten de stofpilaren bevinden. De golvende lijnen die aan de randen van sommige zuilen te zien zijn, worden veroorzaakt door de ‘jets’ van jonge sterren die in botsing komen met de materie in de pilaren. Dit resulteert soms in boegschokken, die golvende patronen kunnen vormen zoals een boot die door het water vaart. De jonge sterren zijn naar schatting pas enkele honderdduizenden jaren oud. De Zuilen der Schepping maken deel uit van de grote Adelaarsnevel, die zich op een afstand van ongeveer 6500 lichtjaar bevindt. (EE)
→ NASA’s Webb Takes Star-Filled Portrait of Pillars of Creation
18 oktober 2022
Het röntgenlicht in de resten van de geëxplodeerde ster Cassiopeia A ‘trilt’ anders dan voorspeld. Dat duidt erop dat het gedrag van de magnetische velden rond de supernovarest afwijkt van de theorie. Dat stellen sterrenkundigen onder leiding van Jacco Vink (Universiteit van Amsterdam). Ze analyseerden de allereerste röntgenbeelden van de IXPE-ruimtetelescoop (Astrophysical Journal, 12 oktober). Dankzij de nieuwe IXPE-ruimtetelescoop van NASA (VS) en ASI (Italië) konden sterrenkundigen voor het eerst gepolariseerd röntgenlicht opvangen van sterren en resten van supernova’s. De röntgentelescoop werd eind 2021 gelanceerd en keek als eerste naar Cassiopeia A. Dat was een meevaller voor Jacco Vink, die ‘Cas A’ al jarenlang onderzoekt. Zo ontdekte hij een half jaar geleden dat deze ontploffingsnevel niet gelijkmatig uitdijt. Nu zijn daar dus de onverwachte magnetische velden bij gekomen. Cassiopeia A is het restant van een ontplofte ster in het sterrenbeeld Cassiopeia, op ongeveer 11.000 lichtjaar afstand. Het licht van de explosie zou de aarde rond 1670 voor het eerst bereikt moeten hebben. Er bevond zich echter te veel gas en stof rond de ster om de ontploffing met het blote oog of de toen nog primitieve telescopen te kunnen waarnemen. Sterrenkundigen kunnen veel informatie halen uit de zogeheten polarisatie of trillingsrichting van licht. Maar tot nu toe waren er geen telescopen die gepolariseerd röntgenlicht kunnen opvangen. De IXPE-ruimtetelescoop kan dat wel. ‘We gingen ervan uit dat vlakbij de schokgolven in Cas A één veldrichting zou overheersen, doordat de schok het magnetische veld samenperst in een richting langs de schokken,’ legt Jacco Vink uit. ‘Dan zou je verwachten dat 70% van het röntgenlicht gepolariseerd is en parallel loopt aan de schokken. De nieuwe waarnemingen laten echter zien dat slechts 5% gepolariseerd is. Daaruit concluderen we dat er achter de schok allerlei processen zijn die de richtingen van het magnetische veld weer chaotisch maken.’ De ontdekking van de meervoudige magnetische velden komt overigens niet helemaal onverwacht. Eerdere metingen op radiogolflengten, dus niet van röntgenstraling, lieten ook daar slechts 5% gepolariseerd licht zien. ‘Er is wel een verschil tussen radio en röntgen,’ licht medeonderzoeker Dmitry Prokhorov (UvA) toe. ‘De radiostraling komt van een groter gebied dan de röntgenstraling. En bij radio zagen we dat de magnetische velden vanaf de schokken naar buiten gericht zijn, zoals de spaken van een wiel. Bij röntgen zien we magnetische veldrichtingen in dunne sliertjes vlak achter de schokken. Er zijn blijkbaar processen die de veldrichtingen achter een schok snel door elkaar husselen. Maar wat die processen zijn, weten we nog niet.’Inmiddels meten de onderzoekers met de IXPE-ruimtetelescoop ook het gepolariseerde röntgenlicht bij andere sterren en supernovaresten. Ook kijken ze met de nieuwe Webb-ruimtetelescoop naar Cas A. De analyses daarvan worden binnenkort verwacht. Dan wordt wellicht ook duidelijker hoe het met Cas A zit.
→ Oorspronkelijk persbericht
13 oktober 2022
Astronomen van de John Moores-universiteit en de Universiteit van Montpellier hebben een ‘vroegtijdig waarschuwingssysteem’ ontworpen dat meldt wanneer een zware ster op het punt staat om zijn bestaan te beëindigen met een supernova-explosie (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 13 oktober). Zware sterren hebben ruwweg acht tot twintig keer zoveel massa als onze zon. Bij hun onderzoek hebben de astronomen vastgesteld dat zulke sterren, tijdens hun laatste levensstadium – de zogeheten ‘rode-superreus’-fase – plotseling ongeveer honderd keer zwakker worden in zichtbaar licht. Dat komt door de opeenhoping van materiaal rond de ster, dat zijn licht tempert. Tot nu toe was niet bekend hoe lang de ster erover deed om dit materiaal om zich heen te verzamelen. Nu hebben onderzoekers voor het eerst gesimuleerd hoe rode superreuzen eruit zien als ze in zo’n ’cocon’ zijn gehuld. Uit oude telescoop-archieven blijkt dat er beelden bestaan van sterren die ongeveer een jaar na de opname zijn geëxplodeerd. Op deze foto’s zien de sterren er nog normaal uit, wat betekent dat ze de theoretische circumstellaire cocon nog niet hebben opgebouwd. Dit wijst erop dat de cocon in minder dan een jaar ontstaat – extreem snel dus. Volgens hoofdonderzoeker Benjamin Davis bereikt het materiaal rond de rode superreus een dermate hoge dichtheid dat de ster op de dag vóór zijn explosie waarschijnlijk compleet onzichtbaar is. Met behulp van deze informatie kun je een op handen zijnde supernova-explosie dus zien aankomen. Ook de bekende rode superreus Betelgeuse in het sterrenbeeld Orion werd een paar jaar geleden opeens wat minder helder. Maar onzichtbaar werd deze ster daarbij niet: daarvoor moet de uitstoot van materiaal vele malen groter zijn. Volgens de huidige inzichten heeft Betelgeuze nog ongeveer één miljoen jaar te gaan voordat hij als supernova zal exploderen. (EE)
→ Massive stars sound warning they are about to go supernova
12 oktober 2022
Astronomen hebben voor het eerst rechtstreeks waargenomen hoe het intense licht van sterren materie kan ‘wegduwen’. Onderzoekers van de universiteiten van Cambridge en Sydney deden deze waarneming bij de dubbelster WR140, die uit twee kolossale hete sterren bestaat (Nature/Nature Astronomy, 12 oktober). WR140 bestaat uit een enorme Wolf-Rayetster en een nog grotere blauwe superreus, die in bijna acht jaar om elkaar heen draaien. Deze dubbelster in het sterrenbeeld Zwaan wordt al twintig jaar gevolgd met de Keck-telescopen op Hawaï, en sinds kort ook door de Webb-ruimtetelescoop. WR140 stoot met tussenpozen van ongeveer acht jaar stofpluimen uit die zich over honderden miljoenen kilometers uitstrekken. Deze stofpluimen bieden astronomen de kans om te observeren hoe sterlicht materie kan beïnvloeden. Het is bekend dat fotonen (lichtdeeltjes) impuls hebben, waardoor ze druk kunnen uitoefenen op materie: de zogeheten lichtdruk. Astronomen zijn vaak getuige van het resultaat van dit verschijnsel in de vorm van materie die met hoge snelheid door het heelal raast, maar het proces laat zich maar moeilijk op heterdaad betrappen. Directe waarnemingen van versnelling door andere krachten dan de zwaartekracht zijn zeldzaam, vooral in een stellaire omgeving, waar andere krachten al snel de overhand hebben. Om de versnelling ten gevolge van de lichtdruk te kunnen meten, moet de stralingsbron dus heel intens zijn – zoals in het geval van WR140. Alle sterren produceren ‘sterrenwind’, maar die van een Wolf-Rayet-ster hebben meer weg van een sterrenorkaan. In deze wind condenseren elementen zoals koolstof tot stof dat heet nagloeit in het infrarood. Hierdoor zijn deze stofwolken waarneembaar met telescopen als Keck en Webb. Onderzoek onder leiding van Yinuo Han van het Institute of Astronomy (Cambridge, VK) heeft nu laten zien dat het stof van de Wolf-Rayet-ster in WR140 niet radiaal van deze ster wegstroomt. Het stof vormt zich pas op de plek waar de winden van de beide sterren met elkaar in botsing komen: een kegelvormig schokfront dat tussen beide in ligt. Dit schokfront draait mee met de om elkaar wentelende sterren en wordt daarbij ‘opgerold’ tot een spiraal. Uit het onderzoek blijkt verder dat de twee sterren geen cirkelvormige maar elliptische banen doorlopen. En de stofproductie komt pas op gang wanneer de sterren hun kleinste onderlinge afstand bereiken. Hierdoor blaast WR140 om de acht jaar een nieuwe ‘rookring’ uit. Daarbij nestelt elke volgende rookring zich binnen de bel van de vorige, net als een stel reusachtige matroesjka-poppen. Omdat de uitstoot van stof door deze Wolf-Rayet-ster zo voorspelbaar is, en zich over zulke grote afstanden uitstrekt, kan de invloed die de lichtdruk erop uitoefent goed worden onderzocht. Zonder lichtdruk zou elke uitgestoten stofspiraal met constante snelheid moeten uitdijen, maar dat blijkt niet het geval te zijn. Door de lichtdruk versnelt het stof juist een beetje, en dat is nu met camera’s vastgelegd. (EE)
→ Dust plumes observed being ‘pushed’ into interstellar space by intense starlight
6 oktober 2022
Astronomen hebben een dubbelster ontdekt, bestaande uit twee sterren die in slechts 51 minuten om elkaar wentelen. Het stersysteem behoort tot de zeldzame klasse van dubbelsterren die cataclysmische variabelen worden genoemd (Nature, 5 oktober). Een cataclysmische variabele bestaat uit een ster vergelijkbaar met onze zon en een witte dwerg – de hete, compacte kern van een uitgebrande ster. Zo’n dubbelster ontstaat wanneer twee sterren in de loop van miljarden jaren geleidelijk naar elkaar toe spiralen. Op een gegeven moment wordt hun onderlinge afstand dan dermate klein, dat de witte dwerg materie aan zijn metgezel begint te onttrekken. Dit proces kan gepaard gaan met enorme uitbarstingen van licht en andere soorten straling. De nu ontdekte cataclysmische variabele, die de aanduiding ZTF J1813+4251 heeft gekregen, heeft de kortste omlooptijd die ooit gemeten is. Anders dan eerdere stersystemen van dit type hebben astronomen dit exemplaar ontdekt toen de beide sterren elkaar meerdere keren verduisterden. Dit maakte het mogelijk om de eigenschappen van beide sterren nauwkeurig te meten. Aan de hand van deze metingen hebben de onderzoekers computersimulaties uitgevoerd van hoe het stersysteem zich momenteel gedraagt en hoe het zich de komende honderden miljoenen jaren zal ontwikkelen. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat de zonachtige ster al veel van zijn waterstofatmosfeer heeft ‘afgestaan’ aan de gulzige witte dwerg. Hierdoor zal hier weinig meer van overblijven dan een heliumrijke kern. Nog eens 70 miljoen jaar later zullen de twee sterren elkaar nog dichter zijn genaderd, waarbij hun omlooptijd afneemt tot slechts 18 minuten. Daarna zwellen ze op en drijven ze weer uit elkaar. Dat zulke cataclysmische variabelen mettertijd van die ultrakorte omloopbanen ontwikkelen werd al tientallen jaren vermoed, maar dit is voor het eerst dat zo’n stersysteem tijdens zijn overgangsfase rechtstreeks is waargenomen. (EE)
→ Astronomers find a ‘cataclysmic’ pair of stars with the shortest orbit yet
30 september 2022
Astronomen van de Universiteit van Sydney (Australië) hebben door middel van modelberekeningen de compacte restanten van zware sterren in ons Melkwegstelsel in kaart gebracht. Het resultaat is een kaart die laat zien dat de galactische ‘begraafplaats’ drie keer zo dik is als de Melkwegschijf, waar onze zon deel van uitmaakt. Zware sterren eindigen hun bestaan met een supernova-explosie. Daarbij stort – afhankelijk van zijn oorspronkelijke massa – de kern van de ster ineen tot een zwart gat of een neutronenster. Sinds de begintijd van ons Melkwegstelsel moeten miljarden van deze stellaire overblijfselen zijn gevormd. Ze bevinden zich echter niet meer op hun oorspronkelijke locaties: bij hun respectievelijke supernova-explosies zijn ze de interstellaire ruimte in geslingerd, buiten het zicht van astronomen. Door zorgvuldig de volledige levenscyclus van de oude, dode sterren na te bootsen, heeft een team onderleiding van doctoraalstudent David Sweeney een gedetailleerde kaart gemaakt die laat zien waar deze objecten zijn gebleven. Dat is makkelijker gezegd dan gedaan. De vele objecten zijn met hoge snelheden alle kanten op geslingerd. Hoe kun je dan miljarden jaren later nog achterhalen waar ze zijn gebleven? ‘Het is een beetje zoals bij biljart,’ aldus Sweeney. ‘Als je weet in welke richting de bal wordt gestoten, en hoe hard, dan kun je uitrekenen waar hij terechtkomt. Maar in de ruimte zijn de objecten en snelheden veel groter. Bovendien is de tafel niet vlak, waardoor de stellaire overblijfselen complexe banen door het Melkwegstelsel volgen. En ten slotte is er – anders dan bij een biljarttafel – geen wrijving: ze vertragen dus nooit. Bijna alle stellaire overblijfselen die ooit zijn gevormd, zwerven nog steeds door de interstellaire ruimte.’ De ingewikkelde modellen die Sweeney en zijn team hebben gebouwd, geven aan waar de oorspronkelijke sterren zijn geboren, waar ze aan hun vurige einde zijn gekomen en waar hun overblijfselen uiteindelijk moeten zijn gebleven. Het eindresultaat is een kaart van de begraafplaats van ons Melkwegstelsel. De kaart laat zien dat de galactische begraafplaats veel dikker is dan de Melkwegschijf. Dat komt doordat veel van de objecten door de hevige supernova-explosies uit de schijf – hun geboorteplaats – zijn geschopt. Maar misschien wel de meest verrassende conclusie van het onderzoek is dat sommige van de stellaire restanten zó’n harde schop hebben gekregen, dat ongeveer een derde van hen uit ons Melkwegstelsel is ontsnapt. (EE)
→ Milky Way’s graveyard of dead stars found
22 september 2022
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen tekenen gezien van een ‘hotspot’ bij Sagittarius A*, het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Het zou gaan om een hete gasbel die met ongeveer dertig procent van de lichtsnelheid in een baan ter grootte van de omloopbaan van de planeet Mercurius om Sagittarius A* cirkelt (Astronomy & Astrophysics, 22 september). De waarnemingen zijn gedaan met de radiotelescoop ALMA in de Chileense Andes. Dat gebeurde tijdens de campagne van de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, die tot doel heeft om zwarte gaten in beeld te brengen. In april 2017 koppelde de EHT wereldwijd acht bestaande radiotelescopen, waaronder ALMA, aan elkaar, wat resulteerde in de recent gepresenteerde eerste opname die ooit van Sagittarius A* is gemaakt. Een team onder leiding van Maciek Wielgus van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland, heeft in de ALMA-gegevens die destijds zijn verkregen een verrassende ontdekking gedaan. Bij toeval werden enkele van de waarnemingen gedaan kort nadat een uitbarsting van röntgenenergie was uitgezonden vanuit het centrum van ons sterrenstelsel, die werd opgemerkt door NASA-ruimtetelescoop Chandra. Dergelijke uitbarstingen waren eerder al met röntgen- en infraroodtelescopen waargenomen, en nu is dat voor het eerst ook op radiogolflengten gelukt. ‘Misschien zijn deze op infrarood-golflengten waargenomen hotspots een manifestatie van één en hetzelfde natuurkundige verschijnsel: als infrarood stralende hotspots afkoelen, worden ze vanzelf zichtbaar op langere golflengten, zoals die door ALMA en de EHT worden waargenomen,’ aldus Jesse Vos, die als promovendus aan de Radboud Universiteit bij dit onderzoek betrokken was. Al geruime tijd bestond het vermoeden dat de uitbarstingen het gevolg zijn van magnetische interacties in het zeer hete gas dat in een baan rond Sagittarius A* draait, en de nieuwe bevindingen bevestigen dit. ‘We hebben nu sterke aanwijzingen gevonden voor een magnetische oorsprong van deze uitbarstingen en onze waarnemingen geven ons een indicatie van de geometrie van het proces,’ zegt medeauteur Monika Mościbrodzka van de Radboud Universiteit. Het team hoopt de rondcirkelende samenballing van gas ook rechtstreeks te kunnen waarnemen met de EHT, om zo steeds dichter bij het zwarte gat te komen en er meer over te leren. (EE)
→ Volledig persbericht
21 september 2022
Nieuwe gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia hebben de volledige omvang aan het licht gebracht van wat de oorspronkelijke kern van ons Melkwegstelsel lijkt te zijn – de oude sterrenpopulatie waaromheen de afgelopen 12,5 miljard jaar de rest van de Melkweg is ‘gegroeid’. Tot die conclusie komt een onderzoeksteam onder leiding van Hans-Walter Rix van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland (arXiv, 7 september). Het oude hart van de Melkweg is een bolvormig protostelsel met een middellijn van bijna 18.000 lichtjaar en ruwweg 100 miljoen zonsmassa’s aan sterren – ruwweg 0,2 procent van de stellaire massa van de Melkweg. De meeste sterren in het centrumgebied van het Melkwegstelsel zijn rijk aan ‘metalen’ – de verzamelterm die astronomen gebruiken voor alle elementen zwaarder dan helium. Dat komt doordat de sterren zijn ontstaan in een overvolle metropool die door eerdere generaties van sterren door middel van supernova-explosies met metalen zijn verrijkt. Rix en collega’s zijn echter juist op zoek gegaan naar sterren die zo metaalarm zijn, dat ze moeten zijn ontstaan vóórdat de rest van de stellaire populatie van de Melkweg erbij kwam. Voor dat doel onderzochten de astronomen ongeveer twee miljoen sterren in een breed gebied om het Melkwegcentrum op exemplaren die minstens dertig keer zo weinig metalen bevatten als onze zon. Vervolgens gingen ze na hoe deze sterren door de ruimte bewegen, om alleen die sterren over te houden die niet met hoge snelheid op weg zijn naar de enorme halo van metaalarme sterren waarin de schijf van ons Melkwegstelsel is gehuld. Wat overbleef was een steekproef van 18.000 sterren, die volgens de onderzoekers representatief zijn voor de kern waaromheen het Melkwegstelsel is ontstaan. Rix schat dat dit protostelsel vijftig tot tweehonderd miljoen zonsmassa’s aan sterren bevat. Het ontstond door opeenvolgende fusies van grote opeenhopingen van sterren en gas, meer dan 12,5 miljard jaar geleden. Uit het feit dat het protostelsel nog steeds compact is, leiden de astronomen af dat het sinds zijn ontstaan nauwelijks is verstoord. De afgelopen 12,5 miljard jaar heeft het Melkwegstelsel weliswaar diverse kleinere sterrenstelsels opgeslokt, maar die zijn klaarblijkelijk niet tot in de kern doorgedrongen. Anders zou de kern van de Melkweg nu groter moeten zijn. (EE)
→ A protogalaxy in the Milky Way may be our galaxy’s original nucleus (ScienceNews)
21 september 2022
Onderzoekers hebben een driedimensionaal computermodel gemaakt van de Kattenoognevel. Het model toont aan dat de ster die in het centrum van de nevel staat een dubbelster is (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 september). De Kattenoognevel is een planetaire nevel op iets meer dan 3000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Draak. Zo’n object ontstaat wanneer een stervende zonachtige ster zijn buitenste gaslaag afstoot, waardoor zich een kleurrijke schil-structuur vormt die karakteristiek is voor deze objecten. Om de driedimensionale structuur van deze complexe gasnevel te reconstrueren, hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van spectrale gegevens die zijn vastgelegd door het San Pedro Martir National Observatory in Mexico. Deze gegevens geven informatie over de beweging van het materiaal binnen de nevel. In combinatie met gedetailleerde opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop heeft dit geresulteerd in een nieuw 3D-model, waarop te zien is dat de buitenste schil van de Kattenoognevel is omgeven door twee ringen van dicht gas die bijna exact symmetrisch ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd. Deze symmetrie wijst erop dat de ringen zijn ontstaan doordat de centrale ster naar ‘boven’ en ‘beneden’ een stroom van dicht gas – een zogeheten jet –heeft uitgestoten die een precessiebeweging maakte, net als een wankelende draaitol. Dat bewijst dat deze ster een begeleider heeft. Uit de gegevens blijkt echter ook dat de beide ringen niet compleet zijn. Hieruit leiden de wetenschappers af dat de precesserende jets nooit een volledige draaiing van 360 graden hebben gemaakt, en van korte duur waren. (EE)
→ Cat’s Eye Nebula seen in 3D
20 september 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Kareem El-Badry van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), heeft een zonachtige ster ontdekt die een vreemde baanbeweging vertoont. De astronomen vermoeden dat de ster om een zwart gat draait, maar zeker is dat nog niet. De ontdekking is gedaan in het kader van een waarneemcampagne die is gericht op het opsporen van inactieve zwarte gaten die een normale ster als begeleider hebben. Deze campagne loopt al vier jaar, maar dit is de eerste keer dat er een mogelijk zwart gat is opgedoken. Bij hun onderzoek hebben El-Badry en zijn collega’s gebruik gemaakt van gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia, die heel nauwkeurige metingen doet van de posities, afstanden en eigenbewegingen van een miljard objecten, waaronder veel sterren. De astronomen hebben deze gegevens specifiek doorzocht op sterren die ‘ergens’ omheen lijken te draaien. En dat heeft een veelbelovende kandidaat opgeleverd die de voorlopige aanduiding Gaia BH1 heeft gekregen. Uit de Gaia-gegevens volgt dat deze zonachtige ster in een ellipsvormige baan om een onzichtbaar object draait. Uit de grootte van deze omloopbaan en de omlooptijd van de ster leiden de astronomen af dat dit object ongeveer tien keer zoveel massa heeft als de zon. Vervolgwaarnemingen met diverse telescopen hebben uitgewezen dat het echt om een donker object gaat, dus het ligt voor de hand om aan een zwart gat te denken. Indien bevestigd, kan deze ontdekking erop wijzen dat zich in ons Melkwegstelsel een forse populatie van zwarte gaten schuilhoudt, die geen activiteit vertonen. De zwarte gaten die tot nu toe in ons sterrenstelsel zijn ontdekt, zijn actief: ze hebben hun bestaan verraden doordat ze materie van een begeleidende ster opslokken, en daardoor een sterke bron van röntgenstraling zijn. Maar het is nog wat vroeg voor conclusies. De afgelopen jaren zijn al diverse gevallen van sterren die om zwarte gaten leken te cirkelen ‘afgeschoten’. El-Badry en zijn team kijken dan ook reikhalzend uit naar de nieuwste Gaia-gegevens, die nóg nauwkeurigere gegevens over de sterren in ons Melkwegstelsel omvatten. Ze hopen daarin tientallen dubbelsterren zoals Gaia BH1 aan te treffen. Een artikel over de ontdekking van Gaia BH1 verschijnt binnenkort in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, maar op arXiv is al een preprint te vinden. (EE)
→ Astronomers Find a Sun-like Star Orbiting a Nearby Black Hole (via Universe Today)
12 september 2022
Met behulp van de 570-megapixel Dark Energy Camera DECam, gekoppeld aan de Víctor M. Blanco 4-meter telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili, is een opname gemaakt van NGC 6357 (alias de Kreeftnevel) – een schitterend stervormingsgebied op 8000 lichtjaar van de aarde. De foto is onthuld tijdens een conferentie waar de wetenschappelijke resultaten van de DECam onder de aandacht werden gebracht. Deze enorme camera is nu tien jaar in bedrijf. Op de foto zijn heldere, jonge sterren te zien, omgeven door wolken van stof en gas. In het centrum van deze gasnevel, die ongeveer 400 lichtjaar groot is, staat de open sterrenhoop Pismis 24 - een verzameling van zeer heldere, hete sterren. Daaromheen bevinden zich tal van ‘protosterren’ – pasgeboren sterren die nog gehuld zijn in hun cocons van stervormingsmateriaal – en dichte kernen van gas en stof die uiteindelijk nieuwe sterren zullen worden. De kronkelige vlechten van donkere wolken binnen de nevel zijn gevormd onder invloed van sterrenwinden, straling en krachtige magnetische velden. De foto is gemaakt met behulp van een aantal speciale smalbandfilters, die licht van specifieke golflengten doorlaten. Deze filters maken het mogelijk om informatie te verkrijgen over de bewegingen, temperaturen en chemische eigenschappen van het materiaal waaruit de Kreeftnevel bestaat. (EE)
→ Dark Energy Camera Captures Bright, Young Stars Blazing Inside Glowing Nebula
23 augustus 2022
De heldere rode reuzenster Betelgeuze in het wintersterrenbeeld Orion was enkele duizenden jaren geleden mogelijk geel van kleur. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van onderzoek aan historische bronnen uit het Verre Oosten, Griekenland en het Romeinse Rijk. De kleur van de nu opvallend rode ster wordt daarin meestal omschreven als geel, of vergeleken met de kleur van de planeet Saturnus. De beroemde Griekse astronoom Claudius Ptolemaeus nam Betelgeuze zelfs niet op in zijn lijst van opvallend rode sterren.
Als de reuzenster enkele duizenden jaren geleden inderdaad nog geel licht uitstraalde, doet dat vermoeden dat hij pas in de afgelopen paar millennia de (snelle) evolutie heeft doorgemaakt van een heldere 'hoofdreeksster' (met waterstoffusie in het inwendige) naar een opgezwollen rode reus, die zijn energie voornamelijk ontleent aan de fusie van heliumatomen.
Op basis van die aanname concluderen de astronomen in een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dat Betelgeuze ongeveer tien miljoen jaar oud moet zijn, veertien keer zo zwaar is als de zon, en nog een resterende levensduur van circa één miljoen jaar heeft voordat hij zal exploderen als supernova. (GS)
→ Nieuwsbericht van Scientific American
12 augustus 2022
Dankzij de nieuwste gegevens van de Europese astrometrische ruimtesonde Gaia zijn astronomen meer te weten gekomen over hoe het onze zon de komende miljarden jaren zal vergaan. Op 13 juni van dit jaar werd de derde grote gegevenscatalogus van Gaia openbaar gemaakt. Een belangrijk onderdeel daarvan is een database met de intrinsieke eigenschappen van honderden miljoenen sterren. Gaia doet uitzonderlijk nauwkeurige metingen van de schijnbare helderheden van sterren, zoals waargenomen vanaf de aarde, en van hun kleuren. Uit deze gegevens kunnen de basiskenmerken van een ster worden afgeleid, zoals diens temperatuur, grootte en massa. Gedurende zijn bestaan is de massa van een ster relatief stabiel, maar naarmate hij ouder wordt beginnen temperatuur en omvang sterk te variëren. Deze veranderingen worden bepaald door het soort kernfusiereacties dat op dat moment in de ster plaatsvindt. Met een leeftijd van ongeveer 4,57 miljard jaar is onze zon momenteel van middelbare leeftijd. Ze fuseert in een gestaag tempo waterstof tot helium en is doorgaans vrij stabiel – op het saaie af. Maar dat zal niet altijd zo blijven. Wanneer de waterstof in haar inwendige opraakt, zullen de kernfusiereacties gaan haperen en groeit onze ster uit tot een rode reus. Maar wanneer en hoe snel gebeurt dit?Om die vraag te kunnen beantwoorden, heeft een team onder leiding van Orlagh Creevey van het Observatoire de la Côte d'Azur, Frankrijk, de meest recente Gaia-gegevens uitgekamd. Ze hebben daarbij met name gezocht naar sterren met oppervlaktetemperaturen van 3000 tot 10.000 graden, omdat dit de langstlevende sterren in het Melkwegstelsel zijn, die tezamen een goed beeld geven van diens geschiedenis. Vervolgens hebben Orlagh en haar collega’s de steekproef zo gefilterd dat alleen sterren met dezelfde massa en chemische samenstelling als de zon overbleven. Deze 5863 sterren hebben ze vervolgens in een zogeheten Hertzsprung-Russell-diagram gezet. Omdat niet op leeftijd werd geselecteerd, liggen de meeste sterren binnen een specifieke strook op dat diagram: de zogeheten hoofdreeks. Dat zijn rustige sterren van middelbare leeftijd. Wanneer een ster instabiel wordt, verlaat hij deze strook (filmpje). Tezamen geven de sterren in het diagram een goed beeld van de evolutie van onze zon. Uit hun posities in het Hertzsprung-Russell-diagram kan worden afgeleid hoe haar lichtkracht en temperatuur de komende miljarden jaren zullen veranderen. Rond de tijd dat zij 8 miljard jaar oud zal onze zon haar hoogste temperatuur bereiken, en vervolgens afkoelen en opzwellen. In de twee à drie miljard jaar daarna verandert zij vervolgens in een rode reuzenster, die uiteindelijk zijn gasmantel afstoot. Het enige wat dan nog resteert is een zwakke witte dwergster. (EE)
→ Gaia reveals the past and future of the Sun
11 augustus 2022
De ster Betelgeuze schittert als een robijnrode lichtvlek in de rechterbovenhoek van het wintersterrenbeeld Orion. Maar van dichtbij gezien kennen astronomen hem als een ziedend monster met een 400 dagen durende hartslag van regelmatige pulsaties. De oude ster staat te boek als ‘superreus’, omdat hij is opgezwollen tot een verbluffende diameter van ongeveer anderhalf miljard kilometer. Als hij in het centrum van ons zonnestelsel zou worden geplaatst, zou hij reiken tot aan de baan van Jupiter. Zijn uiteindelijke lot is om te exploderen als een supernova. Wanneer dat uiteindelijk gebeurt, zal Betelgeuze vanaf de aarde kortstondig overdag aan de hemel te zien zijn. Maar in aanloop naar deze catastrofale explosie vertoont de ster ook nu al het nodige vuurwerk. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop en andere telescopen hebben astronomen vastgesteld dat de ster in 2019 een enorm stuk van zijn zichtbare oppervlak heeft weggeblazen. Zoiets is nog nooit eerder bij een ster gezien. Onze eigen zon vertoont weliswaar regelmatig ‘massa-ejecties’, waarbij materiaal uit haar buitenste atmosfeer, de corona, wordt weggeblazen. Maar deze uitbarstingen vallen in het niet bij wat zich op Betelgeuze heeft afgespeeld: zijn uitbarsting was 400 miljard keer zo heftig. De eerste aanwijzing dat er iets bijzonders gaande was, kwam toen de ster eind 2019 op mysterieuze wijze donkerder werd. Toen zijn oppervlak afkoelde, vormde zich een immense wolk van stof die zijn oppervlak aan het zicht onttrok. Deze opmerkelijke vertoningen duurde enkele maanden. Astronomen die de nasleep van de uitbarsting volgen, denken dat de monsterster nu langzaam bijkomt van zijn uitbarsting en dat zijn uitgestrekte atmosfeer zich aan het herstellen is. Maar ondertussen galmt zijn inwendige nog na als een kerkklok die met een voorhamer is geslagen, waardoor de normale cyclus van de ster wordt verstoord. Van een regelmatige 400-daagse pulsatie lijkt (tijdelijk?) geen sprake meer te zijn. Dit betekent overigens niet dat de monsterster binnenkort zal exploderen, maar zijn stuiptrekkingen blijven astronomen verbazen. (EE)
→ Hubble Sees Red Supergiant Star Betelgeuse Slowly Recovering After Blowing Its Top
25 juli 2022
Een snel roterende neutronenster die in 2017 met de Nederlandse radiotelescoop LOFAR is opgespoord, blijkt de tot nu toe zwaarste in zijn soort te zijn. Dat volgt uit nieuwe waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. De ineengestorte ster, PSR J0952-0607 geheten, heeft ongeveer 2,35 keer zoveel massa als de zon. De vorige recordhouder – J0740+6620 – kwam niet verder dan 2,08 zonsmassa’s. Als een neutronenster te zwaar wordt, stort hij in onder zijn eigen gewicht en wordt hij een zwart gat. Massabepalingen van zware neutronensterren zijn van belang, omdat niemand precies weet waar de massagrens tussen neutronensterren en zwarte gaten ligt. PSR J0952-0607 staat in het sterrenbeeld Sextant, net ten zuiden van de Leeuw. Hij bevindt zich op 20.000 lichtjaar van de aarde, ver boven het vlak van ons Melkwegstelsel. De neutronenster zendt bij elke omwenteling een korte puls van radiostraling in onze richting. Daarom staat hij te boek als pulsar. Van alle pulsars is deze, die in 1,41 milliseconde eenmaal om zijn as draait, de op één na snelste. Om PSR J0952-0607 draait een andere, normale ster. Deze laatste draagt materie over aan de pulsar, die daardoor niet alleen zwaarder wordt, maar ook steeds sneller gaat draaien. Uit de nieuwe waarnemingen, uitgevoerd door een team onder leiding van Roger Romani van de Stanford-universiteit (VS), blijkt dat de ster met een snelheid van ongeveer 380 kilometer per seconde om de pulsar cirkelt. Aan de hand van de snelheid van de begeleider en diens omlooptijd van ruim zes uur heeft het team de massa van de pulsar kunnen berekenen. (EE)
→ The heaviest neutron star on record is 2.35 times the mass of the sun (ScienceNews)
19 juli 2022
Twee enorme bellen van plasma die uit het centrum van ons Melkwegstelsel komen, bevatten waarschijnlijk materiaal uit verschillende delen van de Melkweg (Nature Astronomy, 18 juli). De zogeheten Fermi-bellen zijn tienduizenden lichtjaren groot en strekken zich uit aan weerszijden van de schijf van het Melkwegstelsel. Toen de bellen in 2010 werden ontdekt, dachten astronomen nog dat ze afkomstig konden zijn van een grote populatie van pasgeboren sterren. Maar tegenwoordig zijn de meeste onderzoekers van mening dat ze zijn ontstaan door een hevige, langdurige uitbarsting van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. In de jaren na de ontdekking, ontdekten astronomen wolken van relatief koel gas die hoog boven en onder de Melkwegschijf in de bellen ‘rondfladderen’. Aangenomen werd dat deze gaswolken bij de vorming van de Fermi-bellen uit de stellaire schijf van Melkweg waren losgescheurd. Nieuw onderzoek onder leiding van Trisha Ashley van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) trekt deze aanname nu in twijfel. Met behulp van nieuwe en bestaande gegevens van diverse telescopen hebben Ashley en haar team het metaalgehalte – de relatieve hoeveelheid elementen zwaarder dan helium – in twaalf van de koele wolken in de Fermi-bellen gemeten. Als de koele gas wolken werkelijk afkomstig zouden zijn uit de Melkwegschijf, zouden ze ongeveer hetzelfde metaalgehalte moeten hebben als de zon en andere sterren in de schijf. Maar in plaats daarvan bevatten sommige wolken vijf keer zo weinig metalen, andere juist meer dan de zon. De onderzoekers leiden daaruit af dat de oorsprong van de koele wolken zowel in de schijf als in de halo van het Melkwegstelsel moet worden gezocht. Hoe de wolken in de halo zijn beland, is nog onduidelijk. Mogelijk zijn ze gecondenseerd binnen de halo zelf of zijn onttrokken aan kleinere sterrenstelsels die door de Melkweg zijn ‘opgeslokt’. Hoe dan ook: uiteindelijk kunnen ze op de Melkwegschijf ‘neerploffen’ en als ‘bouwmateriaal’ voor nieuwe generaties van sterren worden gebruikt. (EE)
→ Clouds in the Milky Way’s plasma bubbles came from the starry disk — and far beyond (ScienceNews)
15 juli 2022
Waarnemingen aan boord van de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA wijzen erop dat de Orionsluier – een uitdijende schil van stof en gas die zich voor de sterrenhoop in de Orionnevel bevindt – wellicht bezig is om uit elkaar te vallen. Binnenin de Orionnevel bevindt zich een compact groepje zware sterren dat bekendstaat als het Trapezium. De winden van deze sterren blazen een ruwweg zeven lichtjaar grote bel van stof en gas voor zich uit die de Orionsluier wordt genoemd. Het grootste deel van deze structuur is ijl: het meeste gas bevindt zich in de wand van de ‘gasbel’, die ongeveer een lichtjaar dik is en in onze richting uitdijt. De SOFIA-waarnemingen laten zien dat de Orionsluier niet bolvormig is, maar enkele uitstulpingen vertoont. Deze uitstulpingen strekken zich uit tot ver buiten de eigenlijke begrenzing van de Orionsluier en lijken daar als het ware doorheen te prikken. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Ümit Kavak (SOFIA Science Center), waartoe ook de Nederlanders Floris van der Tak (Kapteyn Instituut) en Xander Tielens (Sterrewacht Leiden) behoren, zorgt de bres in de Orionsluier ervoor dat het gas en stof ter plaatse in beroering komt. De aldus ontstane turbulentie is van invloed op de dichtheid, temperatuur en chemische samenstelling van de omgeving, en kan uit uiteindelijk leiden tot de vorming en verwoesting van stervormingsgebieden ter plaatse. Uiteindelijk zal dat ook gevolgen hebben voor de vorm van de Orionnevel. (EE)
→ Orion’s Veil Comes Out of Its Shell
13 juli 2022
In afzonderlijke publicaties hebben twee internationale onderzoeksteams de ontdekking bekendgemaakt van drie bijzondere dubbelstersystemen. Een team onder leiding van Wei Zhu van de Tsinghua-universiteit in Peking (China) heeft twee dubbelsterren opgespoord die omgeven zijn door een omvangrijke schijf van gas en stof (Astrophysical Journal Letters, 4 juli). En een team onder leiding van Han Zhanwen van de Yunnan-sterrenwacht (eveneens China) en Chris Wolf van de Australische Nationale Universiteit in Canberra heeft twee om elkaar wentelende sterren ontdekt die bezig zijn om een gezamenlijk omhulsel van gas te vormen (MNRAS, 7 juli). Meer dan de helft van alle sterren in ons Melkwegstelsel maken deel uit van een dubbelstersysteem. Zo’n stelsel bestaat uit twee sterren die onder invloed van de zwaartekracht om elkaar heen draaien. Een van de bijzondere fases in de ontwikkeling van zo’n dubbelster is de mogelijke vorming van een gezamenlijk omhulsel. Bij dit proces zwelt een van beide sterren sterk op, om vervolgens veel massa over te dragen aan zijn begeleider. Als gevolg daarvan spiralen de sterren naar elkaar toe en stoten ze grote hoeveelheid gas uit. Het bestaan van gezamenlijke omhulsels is al in 1976 voorspeld door de Pools astronoom Bohdan Paczyński, maar het is nu voor het eerst dat zo’n omhulsel rechtstreeks is waargenomen. De betreffende dubbelster bestaat uit een lichte normale ster en een witte dwerg die in 3,5 uur om elkaar draaien. Het tweetal is gehuld in een schil van gas die ongeveer tienduizend jaar geleden is uitgestoten. De andere ontdekking betreft de compacte dubbelsterren Bernhard-1 en Bernhard–2. Omdat dubbelsterren en hun omringende schijven uit één en dezelfde samentrekkende gaswolk ontstaan, ligt zo’n schijf van gas en stof doorgaans in hetzelfde vlak als de banen van de om elkaar draaiende sterren. Maar bij Bernhard-1 en Bernhard–2 staat de schijf schuin op dat baanvlak. Hierdoor maken de schijven een schommelende beweging, waarbij ze het licht van de beide sterren met lange tussenpozen verduisteren. Tot nu toe was maar één voorbeeld van zo’n bijzondere dubbelster bekend. (EE)
→ Chinese and Australian Astronomers Find Direct Evidence for Binary Common Envelope Evolution
6 juli 2022
Onderzoekers van de Universiteit van Keulen (Duitsland) en de Masaryk Universiteit in Brno (Tsjechië) hebben een ster ontdekt die in recordtijd om het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel beweegt. De ster, S4716, heeft een topsnelheid van ongeveer 8000 kilometer per seconde. Daarbij nadert hij het zwarte gat tot op 100 AE (astronomische eenheden) – een geringe afstand naar astronomische maatstaven. Eén AE komt ongeveer overeen met 150 miljoen kilometer. De ontdekking is op 5 juli gepubliceerd in het vaktijdschrift The Astrophysical Journal. In de buurt van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A*, bevindt zich een compacte sterrenhoop. Deze sterrenhoop, ook wel de S-cluster genoemd, bevat meer dan honderd sterren van uiteenlopende helderheden en massa’s. Door middel van verfijnde analysemethoden, in combinatie met waarnemingen die zich over bijna twintig jaar uitstrekken, heeft een team onder leiding van Florian Peissker van de Universiteit van Keulen nu een S-ster weten op te sporen die in slechts vier jaar om het centrale zwarte gat draait. De ster is waarneembaar met zowel de Europese Very Large Telescope in Chili als de dubbele Keck-telescoop op Hawaï. Dat een ster een stabiele baan op zo’n geringe afstand van een superzwaar zwart gat kan doorlopen, komt als een verrassing. Bovendien werpt de ontdekking nieuw licht op de oorsprong en evolutie van de banen van de snel bewegende sterren in het hart van ons Melkwegstelsel. In de onmiddellijke nabijheid van Sagittarius A* kunnen zich niet zo gemakkelijk nieuwe sterren vormen. Het lijkt er dus op dat S4716 stapsgewijs naar binnen toe is gemigreerd, bijvoorbeeld door achtereenvolgende scheervluchten langs andere sterren en objecten in de S-cluster. Op die manier zou zijn omloopbaan aanzienlijk zijn ‘gekrompen’. (EE)
→ 8000 kilometres per second: star with the shortest orbital period around black hole discovered
5 juli 2022
Lang niet alle sterren zijn in hun eentje, zoals onze zon. Het merendeel heeft één of meer metgezellen, waarmee ze in een ingewikkelde zwaartekrachtsdans verwikkeld zijn. Een voorbeeld daarvan is het recent ontdekte stersysteem TIC 470710327, bestaande uit een compacte dubbelster waar een derde ster omheen cirkelt. Nieuw onderzoek suggereert dat dit oorspronkelijk een viervoudig stersysteem was. Het bijzondere aan TIC 470710327 is dat de buitenste ster meer massa heeft dan de twee binnenste sterren bij elkaar. Dat stelt theoretici voor een probleem, want zo’n zware ster zou eerder moeten zijn gaan stralen dan de andere twee. En in dat geval zou diens intense straling het omringende gas hebben weggeblazen vóórdat de lichtere dubbelster kon ontstaan. Bij de meeste drievoudige stersystemen is de derde ster dan ook lichter of ongeveer even zwaar als zijn beide metgezellen. Een onderzoeksteam onder leiding van Alejandro Vigna-Gómez van het Niels Bohr Instituut in Kopenhagen (Denemarken) denkt daar nu een oplossing voor te hebben gevonden. Volgens de astronomen zou de zware buitenste ster vroeger uit twee kleinere sterren hebben bestaan, die kort na hun vorming zijn ‘gefuseerd’. Om hun idee te onderbouwen, hebben de astronomen computersimulaties uitgevoerd van stersystemen die uit twee dubbelsterren bestaan. De omloopbanen van deze dubbelsterren vertonen complex gedrag, waarbij zowel de vorm als de helling van hun omloopbaan periodieke veranderingen vertoont. En deze variaties blijken er inderdaad toe te kunnen leiden dat de twee leden van zo’n dubbelster met elkaar samensmelten. Maar hoe bewijs je nu dat de buitenste ster van TIC 470710327 inderdaad een gefuseerde ster is? Vigna-Gómez en zijn collega’s stellen voor om naar tekenen van sterke magnetische velden te zoeken. Ongeveer zeven procent van alle zware sterren hebben sterke magnetische velden aan hun hun oppervlak, die door sommige onderzoekers aan stellaire fusies worden toegeschreven. Als dit verband inderdaad bestaat, zou ook de buitenste ster van TIC 470710327 een sterk magnetisch veld moeten hebben. De astronomen zijn daarom al bezig met aanvullende waarnemingen van het stersysteem. (EE)
→ This Triplet of Stars Was Once a Quartet
29 juni 2022
Menigeen heeft het de afgelopen jaren weleens gebruikt: gel om je handen mee te desinfecteren. Een van de bestanddelen van deze handgel, isopropanol, komt niet alleen op aarde voor: een onderzoeksteam onder leiding van Arnaud Belloche van het Max-Planck Institut für Radioastronomie in Bonn (Duitsland) heeft het molecuul nu ook in de interstellaire ruimte gedetecteerd. Het is waargenomen in een ‘kraamkamer’ van sterren, Sagittarius B2 geheten, die zich dicht bij het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt. De ontdekking is gedaan met behulp van de ALMA-radiotelescoop in de Chileense Atacama-woestijn (Astronomy & Astrophysics, 28 juni). Astronomen speuren al meer dan een halve eeuw naar moleculen in het heelal, en daarbij zijn tot nu toe 276 verschillende soorten geïdentificeerd. Het doel van deze speurtocht is om meer inzicht te krijgen in de manier waarop moleculen zich in de interstellaire ruimte kunnen vormen. Ook willen wetenschappers graag weten hoe complex deze moleculen kunnen zijn. Isopropanol is de isomeer van propanol – het grootste alcoholmolecuul dat tot op heden in de interstellaire ruimte is ontdekt. Beide varianten zijn in de ALMA-gegevens van Sagittarius B2 terug te vinden. Het is niet alleen voor het eerst dat isopropanol in de interstellaire ruimte is aangetroffen, maar ook dat normale propanol in een stervormingsgebied kon worden aangetoond. Het herkennen van organische moleculen in de spectra van stervormingsgebieden is bepaald niet eenvoudig. Hoe groter een molecuul is, op des te meer frequenties zendt het straling uit. En in een bron als Sagittarius B2 zitten zoveel verschillende moleculen die aan de waargenomen straling bijdragen, dat hun spectra overlappen. Hierdoor kost het veel moeite om de ‘vingerafdrukken’ van afzonderlijke moleculen te identificeren. Dankzij zijn grote hoekoplossend vermogen kan de ALMA-telescoop specifieke delen van Sagittarius B2 selecteren die zeer smalle spectraallijnen uitzenden, wat de ‘spectrale warboel’ vermindert. Alleen zo kunnen de beide isomeren van propanol van elkaar worden onderscheiden. Overigens zijn er nog tal van lijnen in het ALMA-spectrum van Sgr B2 die op identificatie wachten. (EE)
→ A sanitizer in the galactic centre region
29 juni 2022
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA staat op het punt om – vanuit het Arnhem Space Center in Australië – twee twaalf meter lange sondeerraketten te lanceren waarmee de dubbelster Alfa Centauri A en B onderzocht zal worden. Doel van de missies is om meer inzicht te krijgen in de manier waarop sterlicht planeetatmosferen beïnvloedt. De sondeerraketten, SISTINE en DEUCE, zijn voorzien van apparatuur waarmee extreem- en ver-ultraviolette straling kan worden gedetecteerd. Ultraviolette straling is energierijker dan zichtbaar licht en niet waarneembaar voor het menselijk oog. In kleine hoeveelheden kan deze uv-straling de vorming van moleculen stimuleren die nodig zijn voor het ontstaan van leven. Maar teveel uv-straling is schadelijk voor een atmosfeer en kan een planeet onleefbaar maken. Vermoed wordt dat de ultraviolette straling van onze zon eraan heeft bijgedragen dat de planeet Mars zijn atmosfeer grotendeels is kwijtgeraakt. Om te onderzoeken hoe kwetsbaar andere planetenstelsels voor de uv-straling van hun centrale ster zijn, moeten astronomen weten hoeveel van deze straling de verschillende soorten sterren uitzenden. Tot nu toe is daar weinig over bekend, omdat de meeste uv-straling van verre sterren wordt geabsorbeerd door stof en gas in de ruimte. Vandaar dat astronomen van de Universiteit van Colorado (Boulder, VS) de nabije dubbelster Alfa Centauri als onderzoeksobject hebben gekozen. Omdat uv-straling ook grotendeels wordt tegengehouden door de aardatmosfeer, moet hun meetapparatuur naar een hoogte van 300 kilometer worden getild. Na afloop van de korte vlucht keren de sondeerraketten aan parachutes terug naar de aarde. De lanceringen van SISTINE en DEUCE staan gepland voor 4 en 12 juli. (EE)
→ NASA Rockets Launch from Australia to Seek Habitable Star Conditions
15 juni 2022
Sterrenkundigen hebben een kleine komeet als het ware voor hun ogen in stukken uiteen zien vallen. Althans, dat is de interpretatie van waarnemingen aan komeet 323P/SOHO, verricht met grote telescopen op Mauna Kea, Hawaii, en met de Hubble Space Telescope.
Er zwieren voortdurend kleine kometen in langgerekte ellipsbanen rond de zon. De meeste zijn te klein om vanaf de aarde gezien te kunnen worden. Pas als ze heel dicht bij de zon komen worden ze helder genoeg, maar door het felle zonlicht zijn ze ook dan vanaf de aarde niet te zien. De ruimtesonde SOHO, die onderzoek doet aan de zon, ziet ze echter wél. Soms vallen de SOHO-kometen in de zon, maar vaak overleven ze de nauwe passage.
Dankzij het grote beeldveld van de Japanse Subaru-telescoop kon komeet 323P/SOHO eind 2020 al vóór de dichtste nadering van de zon ook vanaf de aarde waargenomen worden, als een zwak, klein lichtstipje. Op basis van die metingen was de baan van de komeet zeer nauwkeurig te berekenen, zodat hij ná de passage van de zon, begin 2021, ook teruggevonden kon worden, zowel met grote telescopen op aarde als met de Hubble Space Telescope.
Het bleek dat de komeet na de passage van de zon een lange, vrijwel kaarsrechte stofstaart vertoonde. Dat wijst erop dat de ijzige komeetkern tijdens de dichtste nadering in stukken uiteen is gevallen, waardoor er veel stofdeeltjes vrijkwamen.
De resultaten, beschreven in The Astrophysical Journal, doen vermoeden dat 'SOHO-kometen' gemakkelijk kunnen fragmenteren. Dat zou een verklaring kunnen zijn voor het feit dat ze minder talrijk zijn dan verwacht. (GS)
→ Origineel persbericht
15 juni 2022
Deze week vindt in Pasadena (Californië) het 240ste congres van de American Astronomical Society (AAS) plaats. Hieronder een beknopte weergave van verschillende nieuwe resultaten die gepresenteerd zijn op dinsdag 14 juni.
Marc Kuchner van NASA schakelde burgerwetenschappers in om in de data van de infraroodkunstmaan WISE op zoek te gaan naar stofschijven rond jonge sterren. Via het Disk Detective Citizen Science Project werden er elf nieuwe exemplaren gevonden, waarvan er één ongewoon helder is, vermoedelijk als gevolg van een recente botsing van planetesimalen (de bouwstenen van planeten) in de schijf.
Meredith MacGregor van de Universiteit van Colorado in Boulder presenteerde nieuwe ALMA-waarnemingen van de zeer excentrische ring van stofdeeltjes rond de ster HD 53143, die een leeftijd heeft van circa één miljard jaar. Ze vond aanwijzingen voor het bestaan van een kleinere, enigszins scheef liggende stofring. Vermoedelijk zijn de excentrische en gehelde structuren veroorzaakt door de zwaartekracht van reeds gevormde planeten.
Xin Wang van Caltech deed met de Hubble Space Telescope metingen aan de ultraviolette straling (afkomstig van zware, hete sterren) van 90 verre sterrenstelsels tot op afstanden van 11 miljard lichtjaar. De waarnemingen ondersteunen de theorie dat zware sterren een doorslaggevende rol spelen in de (re-)ionisatie van het neutrale waterstofgas in het pasgeboren heelal.
Sumner Starrfield van de Arizona State University presenteerde waarnemingen aan V1674 Herculis, een nova-uitbarsting die op 12 juni 2021 plaatsvond, op ca. 15.000 lichtjaar afstand. Nova's zijn op hol geslagen thermonucleaire explosies aan het oppervlak van witte dwergen, die optreden wanneer zo'n ster materiaal opzuigt van een begeleider. De ongebruikelijk snelle helderheidsafname van de nova (een factor 16 in slechts twee dagen) is mogelijk het gevolg van een uitzonderlijk grote massa van de witte dwerg.
Katya Gozman van de Universiteit van Michigan gebruikte de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Hawaii om de halo van sterren rond het spiraalstelsel M94 in kaart te brengen. Die halo blijkt minder zwaar te zijn, en ook minder zware elementen te bevatten, dan de halo's van vergelijkbare spiraalstelsels. Dat doet vermoeden dat M94 een relatief 'rustige' historie heeft gekend, met weinig grote, zware botsingen.
Eric Bell van de Universiteit van Michigan maakte jacht op ultrazwakke satellietstelseltjes in de M81-groep, eveneens met de Subaru-telescoop. Hij vond één nieuw exemplaar en zes nog te bevestigen kandidaten. Merkwaardig genoeg blijken ze vooral gegroepeerd te zijn rond een van de kleinere leden van de M81-groep: het gaat dus eigenlijk om satellieten van satellieten.
Janvi Madhani en Charlotte Welker van de Johns Hopkins Univerity voerden gedetailleerde computersimulaties uit van het ontstaan van sterrenstelsels, waarbij ze erin slaagden om de asymmetrische verdeling van kleine satellietstelsels rond grotere sterrenstelsels te reproduceren. Die satellieten bevinden zich vaak in discrete vlakken of slierten - iets wat tot nu toe nooit goed te verklaren was.
Hollis Akins van Grinnell College presenteerde ALMA-waarnemingen aan het verre sterrenstelsel A1689-zD1, waarin veel nieuwe sterren ontstaan. Opmerkelijk genoeg blijkt koud, neutraal gas in het stelsel veel minder compact verdeeld te zijn dan sterren en heet, geïoniseerd gas. Dat zou het gevolg kunnen zijn van botsingen met kleinere stelsels in het verleden.
Ambesh Singh van de Universiteit van Arizona gebruikte ALMA voor metingen aan moleculen in de uitgestrekte atmosfeer van de kolossale reuzenster VY Canis Majoris. De ster blaast veel materiaal de ruimte in; onder andere moleculen van zwaveldioxide, blauwzuur, fosforoxide en natriumchloride. Dit soort metingen moet meer inzicht opleveren in de evolutie van de allerzwaarste sterren in het heelal. (GS)
→ Persbericht over het Disk Detective Citizen Science Project
14 juni 2022
Deze week vindt in Pasadena (Californië) het 240ste congres van de American Astronomical Society (AAS) plaats. Hieronder een beknopte weergave van verschillende nieuwe resultaten die gepresenteerd zijn op maandag 13 juni.
Jeonghee Rho van het SETI-instituut bestudeerde de polarisatie van het licht van Cassiopeia A, het restant van een supernova-explosie. Uit de metingen blijkt dat de supernova veel (langgerekte) stofdeeltjes heeft geproduceerd. Supernova-explosies blijken dus een van de belangrijkste stofproducenten in het heelal te zijn. Soortgelijke explosies in de jeugd van het heelal kunnen mogelijk de onverwacht grote hoeveelheden stof in de allereerste sterrenstelsels verklaren.
Ivanna Escala van de Carnegie Observatories verrichtte waarnemingen aan honderden rode reuzensterren in de buitendelen van het Andromedastelsel, en ontdekte dat Andromeda omgeven wordt door concentrische 'getijdenschillen' waarin meer sterren voorkomen dan gemiddeld. Die schillen zijn vermoedelijk ontstaan bij de laatste grote botsing van het Andromedastelsel met een kleiner satellietstelsel. Diezelfde botsing produceerde waarschijnlijk ook de eerder ontdekte 'giant stellar stream'.
Jacob Hamer van de Johns Hopkins Univeristy bestudeerde hete Jupiters - gasvormige reuzenplaneten die op zeer kleine afstand rond hun moederster draaien, vermoedelijk nadat ze vanaf grotere afstand naar binnen zijn 'gemigreerd'. Hij ontdekte twee ontstaansmechanismen: een traag proces waarbij de uiteindelijke baan van de hete Jupiter min of meer samenvalt met de evenaar van de ster, en een sneller proces waarbij dat niet het geval is.
Ricardo Yarza van de Universiteit van Californië in Santa Cruz voerde computersimulaties uit van het proces waarbij een planeet opgeslokt wordt door zijn moederster, doordat de ster aan het eind van zijn leven sterk opzwelt. Uit de computersimulaties blijkt dat de ster daarbij gedurende enkele duizenden jaren veel helderder kan stralen, en dat het opslokken van een zwaardere bruine dwerg-begeleider er zelfs toe kan leiden dat de buitenste lagen van de ster in de ruimte geblazen worden.
Dan Clemens van Boston University bestudeerde de driedimensionale structuur van gasstromen met verschillende snelheden in het stervormingsgbied Cygnus X-Noord. Het blijkt dat die verschillende componenten niet of nauwelijks met elkaar in botsing komen. Dat zou kunnen verklaren waarom de stervormingsactiviteit in Cygnus X-Noord lager is dan je op basis van de hoeveelheid aanwezig gas zou verwachten. Uiteindelijk wil Clemens de rol van magnetische velden in het ontstaansproces van nieuwe sterren in kaart brengen.
Melissa Morris van de Universiteit van Wisconsin-Madison onderzocht de omgevingen van verre radiosterrenstelsels met zogeheten jets (straalstromen). Ze ontdekte dat radiostelsels met gebogen jets zich vaker blijken te bevinden in gebieden met een hogere concentratie van andere sterrenstelsels dan radiostelsels met kaarsrechte jets. Dat wijst erop dat de jets vooral worden afgebogen door zogeheten ram pressure - de druk van intergalactisch gas waar het radiosterrenstelsel doorheen beweegt. (GS)
→ Persbericht over de polarisatie van Cassiopeia A
13 juni 2022
Vandaag is de derde 'data release' (DR3) van de Europese ruimtetelescoop Gaia vrijgegeven. De Gaia-missie van ESA heeft als doel de meest nauwkeurige en complete multidimensionale kaart van de Melkweg te creëren. Met deze informatie kunnen astronomen de structuur van ons sterrenstelsel en de evolutie in het verleden over miljarden jaren reconstrueren en de levenscyclus van sterren en onze plaats in het heelal beter begrijpen.
Gaia's dataset 3 bevat nieuwe en verbeterde informatie over bijna twee miljard sterren in ons sterrenstelsel. De catalogus bevat nieuwe informatie waaronder chemische samenstellingen, stellaire temperaturen, kleuren, massa's, leeftijden, en de snelheid waarmee sterren naar ons toe of van ons af bewegen (radiële snelheid). Veel van deze informatie kwam aan het licht door nieuwe gegevens, verkregen door middel van spectrografische gegevens, een techniek waarbij het sterrenlicht gesplitst wordt (zoals in een regenboog). Deze gegevens bevatten ook speciale subgroepen van sterren, zoals sterren die in de loop van de tijd van helderheid veranderen.
Ook nieuw in deze dataset is de grootste catalogus tot nu toe van dubbelsterren, duizenden zonnestelselobjecten, zoals planetoïdenen en planeetmanen, en miljoenen sterrenstelsels en quasars buiten de Melkweg.
SterbevingenEen van de meest verrassende ontdekkingen die uit de nieuwe gegevens naar voren komt is dat Gaia in staat is om sterbevingen te detecteren, minuscule bewegingen aan het oppervlak van een ster die de vorm van sterren veranderen, iets waar het observatorium oorspronkelijk niet voor gebouwd was.
Eerder ontdekte Gaia al radiële oscillaties die ervoor zorgen dat sterren periodiek zwellen en krimpen, terwijl ze hun bolvorm behouden. Maar Gaia heeft nu ook andere trillingen gespot die meer lijken op grootschalige tsunami's. Deze niet-radiële oscillaties veranderen de vorm van een ster en zijn daarom moeilijker waar te nemen.
Gaia vond sterke niet-radiële sterbevingen bij duizenden sterren. Ook bij sterren die dat eerder zelden vertoonden ontdekte Gaia dergelijke trillingen. Deze sterren zouden volgens de huidige theorie geen bevingen mogen vertonen, terwijl Gaia ze aan hun oppervlak wel vaststelde.
"Sterbevingen leren ons veel over sterren, met name over hun inwendige processen. Gaia opent een goudmijn voor de 'asteroseismologie' van massieve sterren,” zegt Conny Aerts van de KU Leuven in België, die deel uitmaakt van de Gaia Collaboration.
Het DNA van sterrenWaar sterren van gemaakt zijn kan ons iets vertellen over hun ontstaansplek en hun reis daarna, en dus over de geschiedenis van de Melkweg. Met de vandaag vrijgekomen dataset onthult Gaia de grootste chemische kaart van het sterrenstelsel gekoppeld aan 3D-bewegingen; van ons zonnestelsel tot kleinere sterrenstelsels om ons heen.
Sommige sterren bevatten meer “zware metalen” dan andere. Tijdens de oerknal werden alleen lichte elementen gevormd (waterstof en helium). Alle andere zwaardere elementen – door astronomen metalen genoemd – vormen zich binnenin de sterren. Wanneer sterren sterven, komen deze metalen vrij en komen in het interstellaire medium terecht, het gas en stof tussen de sterren waaruit nieuwe sterren ontstaan. Actieve stervorming en sterfte leiden tot een omgeving die rijker is aan metalen. De chemische samenstelling van een ster is dan ook een beetje als zijn DNA, en geeft ons cruciale informatie over de oorsprong ervan.
Dankzij Gaia weten we dat sommige sterren in ons sterrenstelsel zijn gemaakt van oermaterie, terwijl andere, zoals onze zon, gemaakt zijn van materie die is verrijkt door voorgaande generaties sterren. Sterren die dichter bij het centrum en het vlak van ons melkwegstelsel liggen, zijn rijker aan metalen dan sterren op grotere afstanden. Gaia heeft, op basis van hun chemische samenstelling, ook sterren geïdentificeerd die oorspronkelijk uit andere sterrenstelsels kwamen dan het onze.
“Ons melkwegstelsel is een prachtige smeltkroes van sterren,” zegt Alejandra Recio-Blanco van het Observatoire de la Côte d'Azur in Frankrijk en die lid is van de Gaia Collaboration. "Deze diversiteit is uiterst belangrijk, want ze vertelt ons het verhaal van de vorming van ons melkwegstelsel. Het toont de migratieprocessen binnen ons sterrenstelsel en de aantrekking vanuit externe sterrenstelsels. Het laat ook duidelijk zien dat onze zon, en wij, allemaal deel uitmaken van een steeds veranderend systeem, gevormd dankzij de samenvoeging van sterren en gas met een verschillende oorsprong.”
Dubbelsterren, planetoïden, quasars, en meerAndere artikelen die vandaag worden gepubliceerd zijn een weergave van het brede en diepe potentieel van Gaia’s ontdekkingen. Een nieuwe catalogus van dubbelsterren beschrijft de massa en evolutie van meer dan 800 duizend binaire systemen, terwijl een nieuwe survey van planetoïden, die 156 duizend rotsachtige lichamen omvat, dieper graaft naar de oorsprong van ons zonnestelsel. Gaia levert ook informatie over 10 miljoen veranderlijke sterren, mysterieuze macromoleculen tussen sterren, en over quasars en sterrenstelsels buiten onze eigen kosmische omgeving.
“In tegenstelling tot andere missies die specifieke objecten als doel hebben, is Gaia een survey-missie. Dat betekent dat Gaia, terwijl ze de hele hemel met miljarden sterren meerdere malen afspeurt, onvermijdelijk ontdekkingen zal doen die andere, meer specifieke missies zouden missen. Dit is een van de sterke punten, en we kunnen niet wachten tot de astronomische gemeenschap in onze nieuwe gegevens duikt en nog meer over ons sterrenstelsel en zijn omgeving te weten komt dan we ons hadden kunnen voorstellen,” zegt Timo Prusti, wetenschappelijke projectmedewerker voor Gaia bij ESA.
→ Vakpublicaties over Gaia's Data Release 3
10 juni 2022
Met de Hubble Space Telescope is voor het eerst een geïsoleerd, 'solitair' zwart gat in het Melkwegstelsel ontdekt. Het gaat om een zwart gat dat ongeveer zeven keer zo zwaar is als de zon, op een afstand van zo'n 5000 lichtjaar. Zulke 'stellaire' zwarte gaten ontstaan bij supernova-explosies van zware sterren. Sterrenkundigen vermoeden dat er in het Melkwegstelsel circa 100 miljoen van die solitaire zwarte gaten moeten rondzweven (het dichtstbijzijnde exemplaar zou zich dan op een afstand van zo'n 80 lichtjaar kunnen bevinden), maar tot nu toe was er nog nooit een ontdekt - zwarte gaten zenden immers geen enkele vorm van straling uit. Alle stellaire zwarte gaten die in de afgelopen halve eeuw zijn ontdekt, maken deel uit van een dubbelstersysteem, en kunnen wél worden waargenomen (zij het indirect), doordat het zwarte gat materie opzuigt van zijn begeleider. Die materie hoopt zich op in een rondwervelende 'accretieschijf', en wordt daarbij zo heet dat er onder andere zichtbaar licht en röntgenstraling wordt uitgezonden.
De nieuwe ontdekking van Hubble was mogelijk dankzij het feit dat zware objecten de lichtstralen van verre achtergrondsterren een klein beetje versterken en afbuigen - de zogeheten microzwaartekrachtlenswerking. Met aardse telescopen zijn in de afgelopen decennia al enkele tienduizenden van die 'microlenzen' gedetecteerd; in de meeste gevallen is er sprake van een voorgrondster die het licht van een achtergrondobject beïnvloedt. Twee teams van astronomen hebben nu Hubble-waarnemingen van een bijzondere microzwaartekrachtlens geanalyseerd, en komen tot de conclusie dat het licht-afbuigende object zo goed als zeker een zwart gat is.
Het eerste team, onder leiding van Kailash Sahu van het Space Telescope Science Institute concludeert op basis van de waarnemingen dat het zwarte gat circa zeven keer zo zwaar is als de zon. Het tweede team, geleid door Casey Lam en Jessica Lu van de Universiteit van Californië in Berkeley, komt uit op een iets lagere massa: 1,6 tot 4,4 keer de massa van de zon. Volgens Lam en Lu zou het dus ook om een zogeheten neutronenster kunnen gaan.
Hubble registreerde niet alleen de trage helderheidstoe- en afname van de achtergrondster (in een periode van 270 dagen), maar ook de minieme afbuiging van het sterlicht, over een hoek van ongeveer één duizendste boogseconde. Uit de metingen volgen niet alleen de massa en de afstand van het zwarte gat, maar ook de snelheid waarmee het zich door het Melkwegstelsels verplaatst: ruim 150.000 kilometer per uur. Die hoge snelheid is naar alle waarschijnlijkheid het gevolg van een zekere asymmetrie in de supernova-explosie waarbij het zwarte gat achterbleef.
De toekomstige Nancy Grace Roman ruimtetelescoop van NASA zal naar verwachting veel meer van dit soort microzwaartekrachtlenzen op het spoor komen, wat ongetwijfeld leidt tot de ontdekking van nieuwe solitaire zwarte gaten. (GS)
→ Persbericht Space Telescope Science Institute
9 juni 2022
Een gerichte zoekactie van astronomen van de Open University (Verenigd Koninkrijk) en de Universiteit van Bern (Zwitserland) heeft het aantal bekende bruine dwergen in dubbelstersystemen in één klap met tien procent vergroot. Tot nu toe waren er circa 40 van die 'mislukte sterren' bekend die op relatief grote afstand een baan beschrijven rond een 'gewone' ster; met het SPHERE-instrument op de Europese Very Large Telescope in Chili zijn nu vier nieuwe exemplaren gevonden.
Bruine dwergen zijn gasbollen die ongeveer 14 tot 70 keer zo zwaar zijn als de reuzenplaneet Jupiter. Zwaar genoeg om een beetje energie te produceren door kernfusiereacties van deuterium (zwaar waterstof) in de kern, maar niet zwaar genoeg voor de fusie van 'gewone' waterstofatomen. Daarmee bevinden ze zich op het grensvlak van reuzenplaneten en 'echte' sterren.
In de afgelopen dertig jaar zijn een veertigtal bruine dwergen ontdekt in wijde banen rond gewone sterren. Het werkelijke aantal moet natuurlijk veel hoger liggen. Een internationaal team van astronomen is nu gericht gaan zoeken bij sterren die volgens metingen van de Europese ruimtetelescoop Gaia aan de hemel een piepklein beetje 'schommelen', wat erop wijst dat ze vergezeld worden door een rondcirkelende begeleider.
Van de 25 nabije sterren die op deze manier zijn bestudeerd, bleken er tien inderdaad een zichtbare begeleider te hebben. In vijf gevallen ging het om een kleine rode dwergster; in één geval om een witte dwerg, en in vier gevallen was er sprake van een bruine dwerg. De ontdekkingen zijn beschreven in een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Toekomstige (en preciezere) Gaia-metingen zullen ongetwijfeld leiden tot de ontdekking van nog veel meer bruine dwergen. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
8 juni 2022
Japanse sterrenkundigen denken een verklaring gevonden te hebben voor het opmerkelijke feit dat stervormingsgebieden zoals de Orionnevel vaak een bijzondere asymmetrie vertonen. In zo'n stellaire kraamkamer ontstaan vaak tientallen of honderden sterren tegelijk. De energierijke straling van de zwaarste en heetste sterren blaast grote bellen in het interstellaire gas, waarin de waterstofatomen zijn geïoniseerd (de elektronen zijn dan losgeslagen van de atoomkernen). Zulke bellen van geïoniseerd gas zijn in veel gevallen echter niet gecentreerd rond de zwaarste sterren in de pasgevormde cluster; ook in de Orionnevel is sprake van een sterke asymmetrie.
Uit gedetailleerde computersimulaties, uitgevoerd op de krachtigste supercomputer voor astronomische toepassingen, blijkt nu dat pasgeboren sterren als gevolg van onderlinge zwaartekrachtsstoringen soms tijdelijk uit de jonge sterrenhoop weggeslingerd worden. Na verloop van tijd vallen de meeste als een soot jojo wel weer terug, maar in de tussentijd hebben ze dan de gelegenheid gehad om excentrische bellen van geïoniseerd gas te creëren. Voor sterren die zich altijd in het centrum van de cluster bevinden is dat veel moeilijker, omdat zich daar ook grote hoeveelheden moleculair gas bevinden die het licht van de sterren voor een belangrijk deel absorberen.
De nieuwe resultaten, uitgevoerd door een groep astronomen onder leiding van Michiko Fujii van de Universiteit van Tokyo, zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Origineel persbericht
4 juni 2022
Met de Wide Field Camera 3 (WFC3) van de Hubble Space Telescope is een opname gemaakt van de bijzondere bolvormige sterrenhoop Liller 1. Die bevindt zich op een afstand van circa 30.000 lichtjaar, niet ver van het centrum van ons Melkwegstelsel. Met een gewone telescoop is de bolhoop praktisch niet te zien, omdat zichtbaar licht uit dit gebied sterk geabsorbeerd wordt door stofwolken in de schijf van het Melkwegstelsel. De nabij-infrarode straling van de sterren in de bolhoop dringt echter vrijwel ongehinderd door de stofwolken heen. De blauwe sterren op de foto zijn voorgrondsterren in het Melkwegstelsel.
Bolvormige sterrenhopen bevatten normaal gesproken vrijwel uitsluitend extreem oude sterren, maar Liller 1 is een uitzondering op de regel: een deel van de sterren heeft een leeftijd van ongeveer 12 miljard jaar, maar de bolhoop bevat ook sterren die hooguit 2 miljard jaar oud zijn. Dat wijst erop dat er gedurende extreem lange tijd nieuwe sterren zijn ontstaan in de sterrenhoop. Onduidelijk is hoe dat kon gebeuren. (GS)
→ Origineel persbericht
30 mei 2022
Een internationaal team, onder leiding van Manisha Caleb van de Universiteit van Sydney (Australië), heeft een bijzondere, traag roterende neutronenster ontdekt die bundels radiostraling uitzendt. De pulsar draait slechts eenmaal per 76 seconden om zijn as. De wetenschappers vermoeden dat het object behoort tot de theoretische klasse van ‘ultra-trage’ magnetars – restanten van sterren met extreem sterke magnetische velden (Nature Astronomy, 30 mei). Neutronensterren en magnetars zijn de extreem compacte overblijfselen van zware sterren die hun bestaan hebben afgesloten met een supernova-explosie. Tot nu toe zijn in ons Melkwegstelsel ongeveer drieduizend van deze objecten ontdekt, maar verreweg de meeste daarvan draaien veel sneller om hun as dan de nu ontdekte pulsar PSR J0901-4046. Traag ronddraaiende pulsars laten zich relatief moeilijk opsporen, omdat ze het grootste deel van de tijd geen radiostraling lijken uit te zenden. Alleen wanneer de bundel van de neutronenster precies onze kant op wijst, kunnen astronomen hem zien oplichten. Van PSR J0901-4046 werd, met behulp van de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika, in eerste instantie slechts één enkele puls waargenomen. Maar later bleek dat het object regelmatige radiopulsen vertoont, zij het met vrij lange tussenpozen. Volgens Caleb en haar medewerkers is de kans groot dat er in ons Melkwegstelsel veel meer van deze trage pulsars te vinden zijn. De meeste pulsar-zoekacties zijn echter gericht op het opsporen van snel knipperende exemplaren. PSR J0901-4046 draait niet alleen traag om zijn as, maar vertoont ook verschillende soorten pulsen, die niet allemaal periodiek zijn. Hij vertoont kenmerken van gewone pulsars, trage magnetars en zelfs ‘snelle radioflitsen’ – de zeer korte flitsen van radiostraling die astronomen sinds 2007 op willekeurige plekken aan de hemel waarnemen. Over de mogelijke verbanden tussen al deze objecten bestaat nog veel onduidelijkheid. (EE)
→ Unusual neutron star spinning every 76 seconds discovered in stellar graveyard
12 mei 2022
Vandaag hebben astronomen tijdens gelijktijdige persconferenties over de hele wereld de eerste foto gepresenteerd van het superzware zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel. De opname levert het overtuigende bewijs dat het object inderdaad een zwart gat is. De afbeelding is gemaakt door een mondiaal onderzoeksteam, de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, dat gebruik maakt van waarnemingen met een wereldwijd netwerk van radiotelescopen (Astrophysical Journal Letters, 12 mei). De foto biedt een langverwachte blik op het enorme object dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt. Wetenschappers hadden al eerder sterren in een baan om een onzichtbaar, compact en zeer massarijk object in het Melkwegcentrum zien draaien. Dit wekte het sterke vermoeden dat het object, dat bekendstaat als Sagittarius A* (of Sgr A*), een zwart gat is, en de vandaag gepresenteerde opname levert het eerste directe visuele bewijs daarvoor. Hoewel we het zwarte gat zelf niet kunnen waarnemen, omdat het volkomen donker is, vertoont het gloeiende gas eromheen een karakteristieke signatuur: een donker centraal gebied (de zogeheten schaduw), omgeven door een heldere ringvormige structuur. Deze ring bestaat uit licht dat is afgebogen door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat, dat vier miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Omdat het zwarte gat ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is, lijkt het aan onze hemel ongeveer zo groot als een donut op de afstand van de maan. Om dit object in beeld te kunnen brengen, heeft het team de krachtige EHT opgezet: een netwerk van acht bestaande radiosterrenwachten, verspreid over de hele wereld, die met elkaar verbonden zijn tot één virtuele telescoop ter grootte van de aarde. De EHT heeft Sgr A* gedurende meerdere nachten in 2017 waargenomen, waarbij vele uren achtereen gegevens werden verzameld. Het nieuwe resultaat is een vervolg op de in 2019 vrijgegeven eerste afbeelding van het zwarte gat M87*, dat zich in het centrum van het veel verder weg gelegen sterrenstelsel Messier 87 bevindt. De beide zwarte gaten lijken opvallend veel op elkaar, hoewel het zwarte gat in ons Melkwegstelsel meer dan duizend keer zo klein is en minder massa heeft dan M87*. Ondanks dat Sgr A* veel dichterbij staat, liet dit zwarte gat zich veel moeilijker vastleggen dan M87*. Het gas rond beide zwarte gaten heeft weliswaar dezelfde hoge snelheid, maar waar het gas er dagen tot weken over doet om een rondje om het zwarte gat M87* te draaien, duurt een omloop om het veel kleinere zwarte gat Sgr A* luttele minuten. Dit betekent dat de helderheid en het patroon van het gas rond Sgr A* tijdens de waarnemingen snel veranderden. De nu gepresenteerde foto is dan ook een gemiddelde van een aantal verschillende opnamen. (EE)
→ Volledig persbericht
12 mei 2022
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen de Nederlandse astronoom Selma de Mink, heeft gedetailleerde computersimulaties gemaakt van de gasbewegingen in de atmosferen van rode superreuzen. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat hun ‘borrelende’ karakter inderdaad een groot deel van de meetonzekerheid in de waarnemingen van deze sterren kan verklaren. Al in de negentiende eeuw ontdekten astronomen kleine patronen op het oppervlak van onze zon: zogeheten convectiecellen, die zich gedragen als de bellen in een pan kokend water. In de buitenste lagen van de zon warmt gas op en stijgt het naar het oppervlak, om vervolgens af te koelen en weer omlaag te zakken. In zware, ver geëvolueerde sterren zoals rode superreuzen vindt een vergelijkbaar proces plaats. Deze sterren hebben minstens acht keer zoveel massa als de zon, zijn minstens 700 keer zo groot en relatief koel. Als onze zon een rode superreus was, zou haar oppervlak tot voorbij de omloopbaan van de planeet Mars reiken. Rode superreuzen zijn zo sterk uitgedijd dat de zwaartekracht aan hun oppervlak tienduizenden keren zwakker is als op de zon. Door deze geringe zwaartekracht dijen hun convectiecellen extreem uit en raken ze gemakkelijk materie kwijt. Het onderzoek van de fysische eigenschappen van rode superreuzen is van groot belang om de late evolutiestadia van zware sterren beter te begrijpen. Een grote onzekerheid bij de waarnemingen van deze sterren is echter dat hun ‘lichtcentrum’ niet samenvalt met hun massamiddelpunt, en vanwege het wisselende convectiepatroon van positie verandert. Met behulp van modelberekeningen hebben de astronomen uitgezocht welke gevolgen deze wankele positie van het lichtcentrum heeft voor het onderzoek van deze sterren. Hun simulaties laten zien dat rode superreuzen zeer onregelmatige oppervlakken hebben, waar de grootste structuren op tijdschalen van maanden of zelfs jaren veranderen, terwijl kleinere structuren dat op tijdschalen van enkele weken doen. Dit heeft tot gevolg dat de ster een beetje heen en weer ‘danst’. Het team heeft de verplaatsing zoals die door de simulaties wordt voorspeld vergeleken met de meetonzekerheid van sterren in χ Persei, een bekende jonge sterrenhoop in het sterrenbeeld Perseus, die een relatief groot aantal rode reuzensterren telt. De posities van de sterren in deze sterrenhoop zijn nauwkeurig gemeten met de Europese astrometrische satelliet Gaia. Het onderzoek laat zien dat de positie-onzekerheden van rode superreuzen inderdaad veel groter zijn dan die van andere sterren. En dit bevestigt dat hun oppervlaktestructuren in de loop van de tijd sterk veranderen, precies zoals de modelberekeningen voorspellen. Anders gezegd: door het dansende patroon van rode reuzensterren aan de hemel te onderzoeken, kunnen astronomen meer te weten komen over hun borrelende karakter. (EE)
→ Dancing pattern of red supergiant stars on the sky
12 mei 2022
Voor het eerst is het astronomen gelukt om de röntgenflits waar te nemen die ontstaat wanneer het hele oppervlak van een witte dwergster een kolossale thermonucleaire explosie ondergaat. De stellaire ‘vuurbal’, die werd geregistreerd met de röntgentelescoop eROSITA, speelde zich op 8250 lichtjaar van de aarde af (Nature, 12 mei). Wanneer sterren zoals onze zon al hun brandstof hebben verbruikt, krimpen ze ineen tot witte dwergen, die normaal gesproken heel geleidelijk afkoelen. Maar soms komen zulke ‘dode’ sterren weer even tot leven en zijn ze het toneel van een enorme explosie: een zogeheten nova. Een nova-explosie ontstaat wanneer de witte dwerg – een object dat ongeveer zo groot is als de aarde, maar bijna net zoveel massa heeft als de zon – een normale ster als begeleider heeft. In zo’n geval kan er materie van deze ster naar de witte dwerg toe stromen, waardoor zich een enkele meters dikke laag van waterstof op diens oppervlak verzamelt. Door de enorme zwaartekracht aan het oppervlak van de witte dwerg wordt dit gas zo sterk samengeperst, dat er kettingreactie op gang komt. Het resultaat is een explosie, vergelijkbaar met een waterstofbom, waarbij de waterstoflaag wordt weggeblazen. Al meer dan dertig jaar geleden voorspelden astronomen dat zo’n nova-explosie gepaard gaat met een kortstondige uitbarsting van röntgenstraling, maar zo’n flits was nog nooit rechtstreeks waargenomen – tot 7 juli 2020 dan. Op die dag speurde de röntgentelescoop eROSITA, die zich vanaf de zon gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde bevindt, bij toeval een stukje hemel af waar een sterke bron van röntgenstraling te zien was, die vier uur daarvóór nog ontbrak. Vier uur later was deze röntgenbron alweer uitgedoofd. Alles bij elkaar duurde de uitbarsting van röntgenstraling dus minder dan acht uur. Uit modelberekeningen door een onderzoeksteam onder leiding van Ole König van de Friedrich-Alexander-Universität (Duitsland) blijkt dat de röntgenflits zich inderdaad heeft afgespeeld op het oppervlak van een witte dwerg. Bij de explosie ontstond een vuurbal met een temperatuur van ongeveer 327.000 graden – ongeveer zestig keer zo heet als het zonsoppervlak. Omdat de ‘brandstof’ van zo’n nova vrij snel opraakt, koelt de vuurbal snel af en wordt de röntgenstraling zwakker, om uiteindelijk in zichtbaar licht te veranderen. En inderdaad werd een halve dag na de röntgendetectie een ‘nieuwe’ ster aan de zuidelijke hemel ontdekt die (tijdelijk) zo helder was dat hij met het blote oog te zien was. Deze nova, die de aanduiding YZ Reticuli kreeg, gloeide nog enkele weken na en verdween toen uit het zicht. (EE)
→ Explosion on a White Dwarf Observed
11 mei 2022
Niet zo heel ver van ons vandaan – relatief gesproken dan – staat een vrij heldere, koele ster die een bijzondere samenstelling blijkt te hebben. Hij bevat het breedste scala aan elementen die ooit bij een ster is waargenomen. De ster, HD 222925 geheten, is onderzocht door een team onder leiding van astronoom Ian Roederer van de Universiteit van Michigan (VS). Roederer en zijn collega’s hebben, door middel van optische en ultraviolet spectroscopie, maar liefst 65 verschillende elementen in de ster kunnen aantonen. Tweeënveertig daarvan zijn zware elementen die onderaan het periodiek systeem der elementen staan. Eén daarvan is goud. Door deze elementen in een en dezelfde ster te identificeren, kunnen astronomen het zogeheten snelle neutronen-invangproces of ‘r-proces’ beter leren begrijpen – een van de belangrijkste manieren waarop de zware elementen in het heelal zijn ontstaan. Via onderzoek van sterren als HD 222925 hopen wetenschappers erachter te komen hoe, waar en wanneer deze elementen zijn gevormd. Het r-proces begint bij lichtere elementen zoals ijzer. Door heel snel neutronen aan de kernen van deze elementen toe te voegen, ontstaan zwaardere elementen zoals selenium, zilver, tellurium, platina, goud en thorium – stuk voor stuk elementen die in HD 222925 voorkomen, maar die zelden in sterren worden aangetroffen. Voor het r-proces zijn veel vrije neutronen nodig, en omstandigheden die energierijk genoeg zijn om deze deeltjes aan de kernen van atomen toe te voegen. Eén van de gebeurtenissen waarbij aan deze voorwaarden wordt voldaan is de samensmelting van twee neutronensterren – de ingestorte kernen van zware sterren. Een andere gelegenheid waarbij het r-proces kan optreden is in de nasleep van de explosieve dood van een zware ster: een supernova. De elementen die Roederer en zijn team hebben geïdentificeerd, zijn waarschijnlijk ontstaan na een enorme sterexplosie of bij een botsing tussen twee neutronensterren die heel vroeg in de geschiedenis van het heelal heeft plaatsgevonden. Bij deze gebeurtenis werd het gevormde materiaal terug de ruimte in geblazen, om uiteindelijk te belanden in de wolk van gas en stof waaruit later de ster HD 222925 is voortgekomen. Volgens de onderzoekers kan deze ster dan ook dienen als ijkpunt voor modellen die het ontstaan van elementen via het r-proces proberen aan te tonen. Elk model dat begrijpelijk probeert te maken hoe het r-proces werkt, zou in staat moeten zijn om de spectrale signatuur van HD 222925 te reproduceren. Een preprint van de nieuwe onderzoeksresultaten, die geaccepteerd zijn voor publicatie in de Astrophysical Journal Supplement Series, is te vinden op arXiv. (EE)
6 mei 2022
Ons zonnestelsel ontstond waarschijnlijk op dezelfde manier als de meeste andere planetenstelsels bij ons in de buurt. Dat blijkt uit Duits-Oostenrijks-Nederlands onderzoek aan meer dan 870 planeetvormende schijven in de Orion A-wolk. De onderzoekers, onder leiding van de Nederlander Sierk van Terwisga die nu bij het Duitse Max-Planck-Institut für Astronomie werkt, publiceren hun bevindingen vandaag (6 mei) in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Sterrenkundigen zoeken al lang naar de vraag of ons zonnestelsel vergelijkbaar is met andere planetenstelsels. Tot nu toe wisten astronomen niet of er een doorslaggevende factor is die de evolutie van planeetvormende schijven rond jonge sterren bepaalt. Nu blijkt dat de massa van een planeetvormende schijf eigenlijk alleen afhangt van zijn leeftijd. Hoe ouder de schijf, hoe minder stof. ‘Tenminste, dit geldt als de ster en schijf zich niet in de buurt bevinden van barre omgevingen, zoals hete, grote sterren, want die hebben we buiten ons onderzoek gehouden,’ aldus Van Terwisga. De onderzoekers analyseerden meer dan 870 planeetvormende schijven in de moleculaire wolk Orion A, een groot stervormingsgebied op zo’n 1350 lichtjaar van ons vandaan. De wolk, die zich in de buurt van de befaamde Orionnevel bevindt, bevat compacte clusters van sterren die lijken op die waarin onze zon is gevormd. De onderzoekers vergeleken de stofschijven in Orion A met andere schijven bij ons in de buurt. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van de ruimtetelescoop Herschel en van de ALMA-sterrenwacht.
→ Volledig persbericht
4 mei 2022
Astronomen van het Massachusetts Institute of Technology (VS) hebben een dubbelster ontdekt die (vermoedelijk) bestaat uit een snel rondtollende neutronenster of pulsar en een lichte ster die om elkaar heen wentelen. De afstand tussen beide objecten is dermate gering dat de pulsar zijn metgezel langzaam kan opslokken, net zoals een zwarte-weduwespin haar partner leegzuigt (Nature, 4 mei). Tot nu toe zijn in ons Melkwegstelsel ruim tien van dit soort dubbelsterren opgespoord. De nieuwe kandidaat, die de aanduiding ZTF J1406+1222 heeft gekregen, heeft de kortste omlooptijd van allemaal. De pulsar en zijn begeleider wentelen in 62 minuten om elkaar. Een andere bijzondere eigenschap van de vermoedelijke zwarte-weduwedubbelster is dat er (op ruime afstand) nog een derde ster omheen cirkelt. De astronomen denken dat ZTF J1406+1222, net als de meeste zwarte weduwen, is voortgekomen uit een zogeheten bolvormige sterrenhoop. Deze sterrenhoop is op enig moment waarschijnlijk naar het centrum van ons Melkwegstelsel gemigreerd, waar hij door de zwaartekracht van het centrale zwarte gat uit elkaar is getrokken. Het drievoudige stersysteem, dat waarschijnlijk al langer in het Melkwegstelsel rondzwerft dan de zon bestaat, is daarbij intact gebleven. De meeste zwarte weduwen worden ontdekt via de gamma- en röntgenstraling die de centrale pulsar uitzendt. Maar bij ZTF J1406+1222 hebben de astronomen gebruik gemaakt van de regelmatige helderheidsvariaties die de lichte begeleidende ster op zichtbare golflengten vertoont. Deze variaties ontstaan doordat de ‘voorkant’ van de ster – de kant die altijd naar de pulsar is gericht – vele malen heter is dan de achterkant, vanwege de energierijke straling die hij van de pulsar ontvangt. De ontdekking is het resultaat van een gerichte zoekactie met de Zwicky Transient Facility (een sterrenwacht in Californië) naar sterren die op tijdschalen van een uur of minder met een factor 10 of meer in helderheid variëren. Deze combinatie van eigenschappen kan erop wijzen dat er sprake is van een ster die op geringe afstand om een pulsar draait. Bij deze zoekactie werden de al bekende zwarte weduwen ‘herontdekt’, wat de betrouwbaarheid van de nieuwe aanpak bevestigde. En vervolgens ontdekten de astronomen een ster waarvan de helderheid elke 62 minuten met een factor 13 verandert. Daarmee was de ontdekking van ZTF J1406+1222 een feit. Omdat het tot nu toe niet is gelukt om gamma- of röntgenstraling van de centrale pulsar te detecteren, is het nog niet helemaal zeker dat ZTF J1406+1222 een ‘zwarte weduwe’ is. Dat zullen verdere waarnemingen moeten uitwijzen. (EE)
→ Astronomers discover a rare “black widow” binary, with the shortest orbit yet
29 april 2022
Onderzoekers van de Australian National University (ANU) hebben een alternatieve verklaring gevonden voor de mysterieuze concentratie van gammastraling die afkomstig is uit het centrum van ons Melkwegstelsel. Sommige astronomen beschouwen deze straling als een signatuur van de hypothetische donkere materie. Maar de ANU-onderzoekers denken nu dat zogeheten millisecondepulsars – extreem snel rondtollende neutronensterren – de bron zijn (Nature Astronomy, 28 april). Neutronensterren zijn de compacte restanten van sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Sommige van deze objecten zenden bundels van elektromagnetische straling uit waardoor ze waarneembaar zijn als een pulserend object: een pulsar. Als zo’n pulsar ruwweg honderd keer per seconde om zijn as tolt, wordt hij een millisecondepulsar genoemd. Van sommige nabije millisecondepulsars is bekend dat ze gammastraling uitzenden. En de Australische onderzoekers hebben nu berekend dat de gezamenlijke emissie van een populatie van deze objecten – ongeveer 100.000 in getal – een hoeveelheid gammastraling zou produceren die overeenkomt met de ‘overtollige’ gammastraling die uit de richting van het galactisch centrum komt. Volgens de wetenschappers zou ook het gamma-signaal van het naburige Andromedastelsel grotendeels aan millisecondepulsars kunnen worden toegeschreven. (EE)
→ Spinning stars shed new light on strange signal coming from galactic center
20 april 2022
Een team van astronomen heeft, met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), een nieuw soort sterexplosie waargenomen: een micronova. Deze uitbarstingen doen zich voor op het oppervlak van bepaalde sterren, en kunnen in luttele uren ongeveer 3,5 miljard Grote Piramiden van Gizeh aan stermateriaal opbranden (Nature, 20 april). Micronovae zijn extreem heftige gebeurtenissen, maar naar astronomische maatstaven stellen ze niet zoveel voor. Ze zijn veel minder krachtig dan novae – sterexplosies die astronomen al eeuwen kennen. Beide soorten explosies doen zich voor bij witte dwergen: uitgeputte sterren die ongeveer evenveel massa hebben als onze zon, maar net zo klein zijn als de aarde. Een witte dwerg die deel uitmaakt van een dubbelstersysteem kan materiaal, voornamelijk waterstof, aan zijn begeleider onttrekken, mits deze maar dichtbij genoeg is. Als dit gas op het zeer hete oppervlak van de witte dwergster valt, fuseren de waterstofatomen heel snel tot helium. Gevolg: een thermonucleaire explosie die zich over het gehele steroppervlak uitstrekt. ‘Zo’n detonatie zorgt ervoor dat het hele oppervlak van de witte dwerg opvlamt en wekenlang fel straalt,’ aldus Nathalie Degenaar, astronoom aan de Universiteit van Amsterdam, die deel uitmaakt van het onderzoeksteam. Micronovae zijn vergelijkbaar van aard, maar minder hevig en korter van duur. Ze doen zich voor bij witte dwergen met sterke magnetische velden, die materiaal naar de magnetische polen van de ster kanaliseren. Ook dat resulteert in een thermonucleaire explosie, maar dan lokaal en van beperkte omvang. Toch wordt bij zo’n micronova-explosie altijd nog ongeveer 20.000.000 biljoen kilogram waterstof in helium omgezet. De astronomen kwamen op het spoor van deze ‘micro-explosies’ bij het analyseren van gegevens van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Bij het doorspitten van de gegevens ontdekten ze een heldere lichtflits die een paar uur duurde. Daarna werden er nog twee ontdekt. Twee van de drie explosies vonden plaats op reeds bekende witte dwergsterren, bij de derde kon achteraf worden vastgesteld dat het ook daarbij om een witte dwerg ging. De nieuwe micronovae stellen de bestaande ideeën over sterexplosies op de proef en zouden wel eens talrijker kunnen zijn dan gedacht. Maar hoe talrijk ze precies zijn, zal pas blijken als meer van deze kortstondige explosies zijn waargenomen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
14 april 2022
De twee MAGIC-telescopen op het Canarische eiland La Palma, die kosmische gammastraling detecteren, hebben nova RS Ophiuchi waargenomen. Dit circa 5000 lichtjaar verre object produceert ongeveer een in de vijftien jaar een nova-explosie, waarbij protonen die tot zeer hoge energieën worden versneld. Dit suggereert dat novae een bijdrage leveren aan de alomtegenwoordige kosmische straling in het heelal (Nature Astronomy, 14 april). RS Ophiuchi (RS Oph) is een dubbelster in het sterrenbeeld Slangendrager. Het stersysteem bestaat uit een oude rode reuzenster en een compacte witte dwergster. De rode reus is dermate sterk opgezwollen dat hij materie verliest aan zijn veel kleinere begeleider. Deze stroom van materie gaat door totdat de witte dwerg oververhit raakt. De temperatuur en druk in de gasmantel die zich aan zijn oppervlak heeft gevormd lopen dan zo hoog op dat er een reusachtige thermonucleaire explosie plaatsvindt. Daarbij blaast de dwergster de gasmantel weg en begint de cyclus opnieuw. Astronomen vermoedden al dat zulke nova-explosies gepaard gaan met zeer hoge energieën, en dat heeft de MAGIC-tweeling nu bevestigd. De beide telescopen hebben gammastraling van RS Oph geregistreerd met een energie van 250 gigaelektronvolt – een van de hoogste energieën die ooit bij een nova zijn gemeten. MAGIC kon zijn waarnemingen doen nadat andere instrumenten, die op andere golflengten meten, melding hadden gemaakt van een nieuwe nova-explosie van RS Oph. Dertig seconden later waren de twee telescopen al op de dubbelster gericht. Na de explosie trokken verschillende schokgolven door de sterrenwind van de rode reus en het gas in de omgeving van de dubbelster. Deze schokgolven fungeren als een enorme energiecentrale waarin deeltjes tot bijna de lichtsnelheid worden versnelt. De MAGIC-waarnemingen wijzen erop dat de daarbij vrijkomende gammastraling afkomstig is van energierijke protonen (de kernen van waterstofatomen). Volgens de onderzoekers betekent dit dat nova’s een bron van kosmische straling zijn. Maar hun rol beperkt zich vooral tot hun naaste omgeving. De bulk van de kosmische straling is afkomstig van supernovaresten. De schokgolven die bij deze catastrofale sterexplosies ontstaan zijn vele malen krachtiger dan die van nova-explosies. (EE)
→ Nova outbursts are apparently a source for cosmic rays
14 april 2022
Astronomen van de Universiteit van Sydney (Australië) hebben voor het eerst ‘slanke’ rode reuzensterren ontdekt. De sterren lijken veel massa te zijn kwijtgeraakt (Nature Astronomy, 14 april). In ons Melkwegstelsel zijn miljoenen rode reuzensterren te vinden. Deze koele, heldere objecten geven een impressie van wat onze zon over vier miljard staat te gebeuren. Astronomen voorspellen al enige tijd het bestaan van een kleiner type rode reuzen. En het is nu voor het eerst gelukt om een stuk of veertig van deze sterren, die ofwel kleiner in omvang zijn of minder massa hebben, op te sporen. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van archiefgegevens van NASA’s ruimtetelescoop Kepler, die tussen 2009 en 2013 onafgebroken de helderheidsvariaties van (onder meer) tienduizenden rode reuzen heeft geregistreerd. Aan de hand van deze grote dataset hebben de onderzoekers, onder leiding van promovendus Yaguang Li, deze stellaire populatie nauwkeurig in kaart gebracht, op zoek naar mogelijke buitenbeetjes. Daarbij zijn twee soorten ongewone sterren ontdekt: rode reuzen met een zeer lage massa en rode reuzen die zwakker zijn (minder licht geven) dan gebruikelijk. De eerste categorie bestaat uit rode reuzen die ruwweg half zoveel massa hebben als onze zon. Daaruit kan worden opgemaakt dat deze sterren veel massa zijn kwijtgeraakt. Als dat niet zo was, zouden hun massa’s er namelijk op wijzen dat ze ouder zijn dan de leeftijd van het heelal (wat uiteraard onmogelijk is). De zwakke rode reuzen hebben normale massa’s, variërend van 0,8 tot 2,0 zonsmassa, maar zijn minder reusachtig dan verwacht. Waarschijnlijk geven ze minder licht, omdat ze kleiner van omvang zijn. Van deze categorie zijn maar zeven voorbeelden gevonden, maar vermoed wordt dat dit komt doordat deze onderdeurtjes niet erg opvallen. De onderzoekers denken dat de afwijkende rode reuzen, net als de meeste sterren in ons Melkwegstelsel, een andere ster als begeleider hebben. Wanneer een van de sterren in zo’n dubbelster opzwelt, zoals sterren nu eenmaal doen naarmate ze opzwellen, kan deze materie door zijn metgezel worden ‘gestolen’. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van asteroseismologie – de studie van stertrillingen. Door de trillingen van een ster te analyseren, krijgen astronomen informatie over diens inwendige, ongeveer op dezelfde manier als waarop seismologen het binnenste van de aarde onderzoeken. Met behulp van deze methode hebben de astronomen de evolutiestadia, massa’s en afmetingen van de onderzochte sterren bepaald. (EE)
→ Giant stars undergo dramatic weight loss program
29 maart 2022
Bij een gedetailleerd onderzoek van de rode reuzenster V Hydrae zijn onderzoekers van de Universiteit van Californië te Los Angeles en het Jet Propulsion Laboratory van NASA meer te weten gekomen over de doodsstrijd waarin deze ster verwikkeld is. Ze ontdekten dat de koolstofrijke ster is omgeven door zes langzaam uitdijende ringen van moleculair materiaal en tegelijkertijd in twee richtingen materie met hoge snelheid de ruimte in spuit. Een en ander wijst erop dat de ster een snelle evolutie doormaakt. Het overgrote deel van alle sterren met massa’s gelijk aan of groter dan die van onze zon evolueren tot wat wetenschappers ‘asymptotische reuzentaksterren’ of AGB-sterren noemen. V Hydrae is een voorbeeld van zo’n AGB-ster. Hij bevindt zich op ongeveer 1300 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Hydra (Waterslang). Temidden van deze miljoenen sterren neemt V Hydrae een bijzondere plek in. Hij staat bekend om zijn unieke gedrag en eigenschappen, zoals extreem grote uitbarstingen van plasma (heet gas) die ongeveer eens in de acht jaar plaatsvinden, en de aanwezigheid van een bijna onzichtbare begeleidende ster die bijdraagt aan zijn explosieve karakter. Net als de meeste rode reuzensterren die hun einde naderen, heeft V Hydrae het grootste deel van zijn oorspronkelijke massa weggeblazen. Maar tot verrassing van de astronomen is de materie verspreid over een periode van ongeveer 2100 jaar uitgestoten in de vorm van een reeks ringen. Daarnaast hebben ze geconstateerd dat er ook loodrecht op de ringen gas met hoge snelheid ontsnapt. Hoe de waargenomen ringen precies zijn ontstaan is nog onbekend, maar de onderzoekers vermoeden dat één of meer begeleidende sterren daarbij een rol hebben gespeeld. Hoe dan ook: het gangbare idee dat AGB-sterren een het grootste deel van hun massa verliezen door in relatief rustig tempo materie alle kanten op te blazen. De resultaten van het onderzoek, dat werd uitgevoerd met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, is op 28 maart gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
→ Scientists observe mysterious death of a star emitting six rings
28 maart 2022
De binnenste resten van de veelbekeken supernova Cassiopeia A bewegen niet netjes naar buiten. Dat blijkt uit onderzoek door astronomen van de Universiteit van Amsterdam en van Harvard. De sterrenkundigen vermoeden dat de resten met iets zijn gebotst. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astrophysical Journal. Cassiopeia A is het overblijfsel van een ontplofte ster in het sterrenbeeld Cassiopeia op ongeveer 11.000 lichtjaar van ons vandaan. Rond 1670 zou het licht van de explosie de aarde voor het eerst bereikt moeten hebben. Er bevond zich echter te veel gas en stof rond de ster om de ontploffing te zien met het blote oog of met de toen nog primitieve telescopen. De ontploffingsnevel van Cassiopeia A dijt gemiddeld met een snelheid van 4000 tot 6000 kilometer per seconde uit en heeft een temperatuur van ongeveer 30 miljoen graden Celsius. De uitdijing vindt zeer waarschijnlijk plaats in gas dat lang voordat de ontploffing plaatsvond door de ster is weggeblazen. Cassiopeia A is nu zo’n 16 lichtjaar groot. De onderzoekers, onder leiding van Jacco Vink (UvA), hebben negentien jaar aan gegevens van de Chandra-ruimtetelescoop bestudeerd. Dat is een Amerikaanse röntgensatelliet met Nederlandse spectrometers die in een hoge elliptische baan om de aarde draait. De onderzoekers zagen dat aan de westkant van Cassiopeia A de binnenste regionen van de ontploffingsnevel niet uitdijen, maar juist naar binnen bewegen. Ook deden ze metingen aan de versnelling of afremming van de buitenste schokgolf: deze bleek aan de westkant juist te versnellen in plaats van, zoals verwacht, af te remmen. De terugwaartse beweging in het westen kan twee dingen betekenen: of er zit ergens een ‘gat’, een soort vacuüm, in het supernova-materiaal, waardoor de hete schil ineens lokaal naar binnen beweegt. Of de nevel is met iets gebotst. Uit de modellen van Vink en zijn collega’s blijkt een botsing het meest waarschijnlijk. De computermodellen voorspellen namelijk dat na een botsing de schok eerst in snelheid afneemt, maar daarna juist versnelt – precies zoals nu is gemeten. Het botsingsscenario is recent ook door een Italiaans team onderzocht. Zij vermoeden dat de schokgolf is gebotst met een schil van gasdeeltjes. Deze schil zou zijn ontstaan doordat de nog niet ontplofte ster aan het eind van zijn leven een onregelmatige wind van gasdeeltjes wegblies.
→ Volledig persbericht
23 maart 2022
Maosheng Xiang en Hans-Walter Rix – beiden van het Max-Planck Institut für Astronomie (Duitsland) – hebben de beste reconstructie tot nu toe gemaakt van de spannende ‘tienerjaren’ van ons Melkwegstelsel: de periode tussen ongeveer 13 en 8 miljard jaar geleden, toen het Melkwegstelsel samensmolt met andere sterrenstelsels en veel waterstof verbruikte om nieuwe sterren te vormen (Nature, 23 maart). Volgens onze huidige inzichten heeft ons sterrenstelsel verschillende fasen doorlopen. Tijdens zijn ‘babyfase’ smolten kleine, gasrijke oerstelsels samen tot een conglomeraat dat vervolgens uitgroeide tot het Melkwegstelsel. Omdat de kleine sterrenstelsels niet frontaal met elkaar in botsing kwamen, ontstond een draaiende structuur die nu bekendstaat als de ‘dikke schijf’: een 6000 lichtjaar dikke ’pannenkoek’ met een middellijn van 100.000 lichtjaar. De daaropvolgende ‘volwassen jaren’ waren veel rustiger en werden gekenmerkt door een gestage stervormingsactiviteit in de zogeheten dunne schijf, die jonger is en slechts ongeveer 2000 lichtjaar dik. De nieuwe reconstructie van Xiang en Rix geeft een duidelijker beeld van de productieve tienertijd van het Melkwegstelsel, tussen ongeveer 13 en 8 miljard jaar geleden. Cruciaal voor deze reconstructie was dat de astronomen erin zijn geslaagd om de leeftijden van zo’n 250.000 afzonderlijke sterren nauwkeurig te bepalen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van een specifiek soort sterren, de zogeheten ‘subreuzen’, waarvan je de leeftijden direct kunt bepalen door naar hun temperaturen en helderheden te kijken. Nadeel is wel dat subreuzen zeldzaam zijn: slechts een paar procent van de sterren in ons Melkwegstelsel verkeert in deze kortstondige levensfase. Gelukkig hebben recente omvangrijke surveys van de Europese astrometrische satelliet Gaia en de Chinese LAMOST-telescoop nauwkeurige gegevens opgeleverd over vele miljoenen sterren. Dankzij deze gegevens konden Xiang en Rix een groot aantal subreuzen sorteren op leeftijd en chemische samenstelling. En uit deze informatie konden ze afleiden wat zich tijdens de verschillende ontwikkelingsfasen in ons Melkwegstelsel heeft afgespeeld. De astronomen hebben ontdekt dat zich ongeveer 11 miljard jaar geleden in ons Melkwegstelsel in korte tijd uitzonderlijk veel nieuwe sterren hebben gevormd. Deze piek was zeer waarschijnlijk het gevolg van één specifieke fusie: die met ‘Gaia Enceladus’, een satellietstelsel waarvan de door de samensmelting verstoorde restanten in 2018 zijn ontdekt. Bij de botsing ontstonden schokgolven, waardoor de gaswolken in beide sterrenstelsels zodanig in beroering werden gebracht dat ze samentrokken tot nieuwe sterren. Het totale aantal sterren dat zich daarbij heeft gevormd suggereert dat de dikke schijf al vanaf het begin indrukwekkende hoeveelheden gas bevatte. Hierdoor liep de vorming van nieuwe sterren op rolletjes. Als nieuwe sterren worden gevormd, produceren met name zware sterren veel elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium – elementen die door astronomen doorgaans ‘metalen’ worden genoemd. Zwaardere elementen hebben de neiging zich te verzamelen in de centrale regionen van het Melkwegstelsel. Aldaar gevormde sterren zullen dus meer metalen bevatten dan sterren die in de buitenwijken zijn geboren. De door Xiang en Rix onderzochte steekproef van sterren laat echter iets anders zien: vanaf de vroegst mogelijke periode die in de gegevens terug te vinden is - 13 miljard jaar geleden oftewel een kleine 800 miljoen jaar na de oerknal – tot aan de tempoverandering 8 miljard jaar geleden, lijken alle sterren die min of meer gelijktijdig zijn geboren hetzelfde metaalgehalte te hebben gehad. De eenvoudigste verklaring is dat er gedurende al die tijd een grondige menging van gas in de hele dikke schijf heeft plaatsgevonden. Op die manier ‘erfden’ alle sterren die rond dezelfde tijd zijn geboren dezelfde chemische samenstelling, waarbij het aandeel zware elementen in de loop van de tijd toeneemt, doordat het gas geleidelijk wordt verrijkt met de kernfusieprodukten van voorgaande generaties sterren. Het onderzoek laat zien dat er ongeveer 8 miljard jaar geleden een einde is gekomen aan de productieve tienerjaren van ons Melkwegstelsel. Vermoedelijk kwam dit doordat de dikke schijf een groot deel van zijn oorspronkelijke voorraad waterstofgas had verbruikt. Klaarblijkelijk was er toen nog steeds sprake van een gestage toevoer van gematigde hoeveelheden vers waterstofgas uit de intergalactische ruimte. En omdat de stervormingsactiviteit in de dikke schijf zo goed als voorbij was, kon dat gas zich geleidelijk in een eigen, veel dunnere, schijf nestelen. (EE)
→ The exciting teenage years of our Milky Way galaxy
15 maart 2022
Astronomen hebben, met behulp van NASA-ruimtetelescoop Chandra, een bundel van materie en antimaterie in beeld gebracht die 60 biljoen kilometer lang is. De bron van dit ‘filament’ is een pulsar: een snel roterende ineengestorte ster met een sterk magnetisch veld. Door zijn enorme omvang kan deze bundel de verrassend grote aantallen positronen, de antimaterie-tegenhangers van elektronen, in ons Melkwegstelsel helpen verklaren. Het bestaan van het filament werd in 2020 voor het eerst opgemerkt, maar toen stond de volledige lengte ervan nog niet vast, omdat een deel ervan buiten het beeldveld van de röntgendetector van Chandra viel. Nieuwe Chandra-waarnemingen door dezelfde twee onderzoekers van de Stanford-universiteit, onder wie de Nederlander Martijn de Vries, hebben nu laten zien dat de bundel ongeveer drie keer zo lang is als destijds zichtbaar was. Hij strekt zich aan de hemel over ongeveer de helft van de diameter van de volle maan uit. Daarmee is het vanaf de aarde gezien de langste pulsar-jet. De pulsar heeft de aanduiding PSR J2030+4415 gekregen en bevindt zich op circa 1600 lichtjaar van de aarde. Het ruwweg twintig kilometer grote object draait ongeveer drie keer per seconde om zijn as. De waarneembare materie in het heelal bestaat voor het overgrote deel uit gewone materie – de materie waarmee we dagelijks te maken hebben. Maar daarnaast registreren detectoren op aarde ook relatief grote aantallen positronen, die tot de antimaterie worden gerekend. Antimaterie is vergelijkbaar met gewone materie, maar heeft een tegengestelde elektrische lading. Een positron is bijvoorbeeld het positief geladen equivalent van een elektron. Onduidelijk is nog waar deze antimaterie vandaan komt. De Vries en zijn collega Roger Romani denken dat pulsars zoals PSR J2030+4415 weleens de oplossing van dit vraagstuk zouden kunnen zijn. De combinatie van een snelle rotatie en sterke magnetische velden maakt pulsars tot krachtige deeltjesversnellers die elektron-positronparen genereren. Doorgaans worden de ‘winden’ van geladen deeltjes die pulsars genereren in bedwang gehouden door hun sterke magnetische velden. Maar deze snel bewegende pulsar blijkt een spoor van positronen achter te laten. Volgens de astronomen kan dit ‘positronenlek’ zijn ontstaan toen het magnetische veld van de pulsar, twintig tot dertig jaar geleden, in ‘botsing’ kwam met het interstellaire magnetische veld van ons Melkwegstelsel. Het nieuwe onderzoeksresultaat zal binnenkort in het vaktijdschrift Astrophysical Journal worden gepubliceerd. (EE)
→ Tiny Star Unleashes Gargantuan Beam of Matter, Anti-Matter
9 maart 2022
In 2020 maakte de Duitse röntgentelescoop eRosita opnamen van twee enorme bellen die zich tot ver boven en onder het centrum van ons Melkwegstelsel uitstrekken. Nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Michigan (VS) wijst erop dat deze bellen zijn veroorzaakt door het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Dat zou ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden jets (straalstromen) van materie hebben ontwikkeld, die ruwweg 100.000 jaar actief bleven (Nature Astronomy, 7 maart). Voor het ontstaan van de bellen, die Fermi- en eRosita-bellen worden genoemd (naar de satellieten waarmee ze zijn ontdekt), waren twee modellen in de race. Volgens het eerste model zijn de bellen het gevolg van een supernova-explosie in het Melkwegcentrum. Het tweede model, dat door de nieuwe bevindingen wordt ondersteund, suggereert dat de uitstroom van materie werd aangedreven door het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Zo’n uitstroom komt op gang wanneer materiaal naar het zwarte gat toe stroomt, maar nooit diens waarnemingshorizon – de grens waar voorbij niets kan ontsnappen – passeert. Omdat een deel van deze materie terug de ruimte in wordt geslingerd, groeien zwarte gaten niet oncontroleerbaar. Maar de energie die bij dit proces in de vorm van diverse vormen van hoogenergetische straling vrijkomt zorgt er wel voor dat materiaal uit de omgeving van het zwarte gat wordt weggeblazen. Zo zijn de 36.000 lichtjaar grote Fermi-bellen ontstaan. De eRosita-bellen zijn nog eens tweemaal zo groot en zijn volgens de Amerikaanse onderzoekers gevormd door de expanderende schokgolf van de Fermi-bellen. De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op een computermodel dat de relatieve afmetingen van de Fermi- en eRosita-bellen goed kan verklaren. Dat model sluit uit dat de bellen door een supernova-explosie zijn veroorzaakt, omdat bij zo’n sterexplosie ongeveer tien miljoen jaar lang energie in de bellen zou worden geïnjecteerd. En dat zou de bellen een heel ander aanzien hebben gegeven dan nu het geval is. (EE)
→ Massive bubbles at center of Milky Way caused by supermassive black hole
7 maart 2022
Een zwart gat krijgt eerst een brede corona en stoot daarna pas straalstromen uit. Dat blijkt onder andere uit het ‘hartfilmpje’ dat een internationaal team van sterrenkundigen heeft gemaakt van een zwart gat en een ster die om elkaar heen draaien. Het team, onder leiding van Mariano Méndez van de Rijksuniversiteit Groningen, publiceert de resultaten maandag in Nature Astronomy. Net zoals bij een mensenhart het bloed niet tegelijk in de boezem en in de kamer kan zijn, blijkt een zwart gat ook eerst materiaal te verzamelen en op te warmen in een zogeheten corona, om het daarna pas uit te spuwen in jets. ‘Het klinkt logisch, maar er is al twintig jaar discussie over of de corona en de jet niet gewoon hetzelfde waren. Wij zien dus nu dat ze na elkaar ontstaan en dat de jet uit de corona volgt,’ aldus hoofdonderzoeker Méndez. ‘Het was een heel karwei om deze volgorde aan te tonen. We moesten gegevens van jaren vergelijken met die van seconden, en van hele hoge energieën met hele lage.’De onderzoekers verzamelden vijftien jaar aan gegevens van meerdere telescopen. Ze gebruikten onder andere de Rossi X-ray Timing Explorer. Die telescoop was vanuit de ruimte ongeveer elke drie dagen op het zwarte gat GRS 1915+105 gericht en ving hoog-energetische röntgenstraling op van de corona. De astronomen combineerden de röntgengegevens met die van de Ryle Telescope. Dat is een verzameling radioschotels zo’n negentig kilometer ten noorden van Londen, die ook bijna dagelijks de laag-energetische radiostraling opvangen van de jet van het zwarte gat. GRS 1915+105 is geen solitair zwart gat, maar bestaat uit een zwart gat en een ster die om elkaar heen draaien. Het tweetal maakt deel uit van ons Melkwegstelsel en bevindt zich op een afstand van ongeveer 36.000 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Arend (Aquila). Het zwarte gat heeft ongeveer twaalf keer zoveel massa als onze zon en is daarmee een van de zwaarst bekende stellaire zwarte gaten. Hoewel de opeenvolging van gebeurtenissen bij dit zwart gat nu is aangetoond, resten er nog wel wat vragen. De röntgenstraling die de telescopen opvangen bevat bijvoorbeeld meer energie dan alleen te verklaren is uit de temperatuur van de corona. De onderzoekers vermoeden dat een magnetisch veld voor extra energie zorgt. Dat magnetisch veld en de bijbehorende energie zou ook kunnen verklaren waarom er jets ontstaan. Als het magnetische veld chaotisch is, warmt de corona op. Als het magnetisch veld vervolgens minder chaotisch wordt, kan materiaal via de veldlijnen ontsnappen in de vorm van een jet. De onderzoekers vermoeden dat het principe dat ze hebben aangetoond ook weleens zou kunnen gelden voor zwaardere zwarte gaten, bijvoorbeeld voor het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt.
→ Oorspronkelijk persbericht
2 maart 2022
In 2020 maakte een team onder leiding van astronomen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) melding van een zwart gat in het stersysteem HR 6819. Met een afstand van slechts duizend lichtjaar zou dit het meest nabije zwarte gat zijn. Hun ontdekking werd echter betwist door andere onderzoekers, onder meer door een internationaal team van de KU Leuven in België. In een vandaag gepubliceerd artikel komen de beide teams nu gezamenlijk tot de conclusie dat HR 6819 geen zwart gat bevat: het is een dubbelster die zich in een zeldzame en kortstondige evolutiefase bevindt (Astronomy & Astrophysics, 2 maart). Het oorspronkelijke onderzoeksartikel over HR 6819 kreeg veel aandacht van zowel de pers als wetenschappers. De Chileense ESO-astronoom Thomas Rivinius, hoofdauteur van het artikel, was niet verbaasd over de reactie van de astronomische gemeenschap op hun ontdekking van het zwarte gat. ‘Het is niet alleen normaal, maar ook nodig dat resultaten kritisch worden bekeken’, zegt hij, ‘zeker als een resultaat de krantenkoppen haalt.’ Rivinius en zijn collega’s waren ervan overtuigd dat de beste verklaring voor de gegevens die ze met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop hadden verkregen, was dat HR 6819 een drievoudig stersysteem is, bestaande uit een ster die in veertig dagen om een zwart gat draait en een tweede ster in een veel ruimere omloopbaan daaromheen. Maar onderzoek onder leiding van Julia Bodensteiner, destijds doctoraalstudent aan de KU Leuven, stelde op basis van dezelfde gegevens een andere verklaring voor: HR 6819 zou ook een systeem zónder zwart gat kunnen zijn, bestaande uit slechts twee sterren die in veertig dagen om elkaar draaien. Dit alternatieve scenario zou vereisen dat een van de sterren ‘ontmanteld’ is, wat betekent dat hij in het recente verleden een groot deel van zijn massa aan de andere ster is kwijtgeraakt. Om het mysterie op te lossen, werkten de twee teams samen om nieuwe, scherpere gegevens van HR 6819 te verkrijgen met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) en Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Daarbij is nu vastgesteld dat er in HR 6819 geen heldere begeleider in een wijde omloopbaan te vinden is. HR 6819 bestaat simpelweg uit twee sterren, die slechts 50 miljoen kilometer van elkaar verwijderd zijn. De astronomen vermoeden dat deze compacte dubbelster het toneel is geweest van ‘stellair vampirisme’: de ene ster heeft de atmosfeer van zijn metgezel ‘weggezogen’. En terwijl de ‘donorster’ een deel van zijn materiaal kwijtraakte, is de ontvangende ster sneller gaan draaien. Om de evolutie van deze bijzondere dubbelster nader te onderzoeken, wil het gezamenlijke onderzoeksteam hem nog eens nauwkeurig onder de loep nemen met de VLTI. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
17 februari 2022
Een groep astronomen onder leiding van Khyati Malhan van het Max-Planck-Institut für Astronomie heeft een atlas gemaakt van de diverse samensmeltingen met kleinere sterrenstelsels die ons Melkwegstelsel heeft ondergaan. Daarbij zijn in totaal zes van deze ‘fusies’ geïdentificeerd, waarvan er één nog onbekend was (Astrophysical Journal, 17 februari). In artist’s impressions ziet ons Melkwegstelsel eruit als een heldere schijf van sterren, waarvan sommige opvallende spiraalarmen vormen. Minder opvallend, maar niet minder interessant, is de halo van ons sterrenstelsel: een groot bolvormig complex van voornamelijk zeer oude sterren die de complete schijf omhult. Deze halo is een soort archief van de interacties die ons Melkwegstelsel met zijn omgeving is aangegaan. Zo nu en dan komt een kleiner sterrenstelsel zo dicht bij, dat het door de zwaartekracht van het Melkwegstelsel wordt ingevangen. Het ingevangen stelsel wordt daarbij uit elkaar getrokken tot een langs sliert van sterren en gas die een ‘sterrenstroom’ wordt genoemd. Deze sterrenstroom blijft binnen de halo zijn rondjes om het Melkwegcentrum draaien, waarbij zijn sterren zich in de loop van de miljarden jaren steeds verder verspreiden. Ook andere componenten van de kleinere stelsels kunnen in de halo van het Melkwegstelsel bewaard blijven. Sterrenstelsels bevatten zogeheten bolvormige sterrenhopen: compacte clusters van doorgaans oudere sterren die door hun eigen onderlinge zwaartekracht bijeen blijven. Ook verkeren sterrenstelsels vaak in het gezelschap van kleine satellietstelsels. Bij een fusie met ons Melkwegstelsel belanden waarschijnlijk ook deze componenten in de halo. Bij hun nieuwe onderzoek hebben Malhan en zijn collega’s al dit soort ‘brokstukken’ in de Melkwegstelsel in kaart gebracht. Dat heeft geresulteerd in een ‘fusie-atlas’ die laat zien welke van deze objecten bij specifieke fusies hebben gehoord. De analyse is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die uiterst nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van sterren. Door middel van een systematische analyse van 257 sterrenstromen, bolvormige sterrenhopen en satellietstelsels, hebben de astronomen kunnen vaststellen welke objecten in de Melkweghalo oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van een en hetzelfde (opgeslokte) sterrenstelsel, en dus van hetzelfde fusieproces. Uiteindelijk konden zo 62 van de objecten aan zes verschillende fusies worden toegeschreven. Vijf daarvan – aangeduid als Sagittarius, Cetus, Gaia-Enceladus, LMS-1/Wukong en Arjuna/Sequoia/I’itoi – waren al bekend. Maar er zaten ook restanten bij van een nog onbekende fusie, die nu de naam Pontus heeft gekregen. De analyse leverde tevens nieuwe gegevens op over de LMS-1/Wukong-fusie. Gebleken is dat drie al eerder bekende sterrenstromen deel uitmaken van deze fusie. Interessant is dat dit de meest ‘metaalarme’ stromen zijn in de Melkweghalo. In astronomische context worden alle elementen zwaarder dan waterstof en helium ‘metalen’ genoemd. Als een opgeslokt sterrenstelsel weinig van deze zwaardere elementen bevatte, wijst dat erop dat het heel vroeg in de kosmische geschiedenis is ontstaan. Over de overige 195 objecten die bij het onderzoek zijn opgespoord is nog weinig concreets bekend, maar het zouden overblijfselen kunnen zijn van zeer kleine opgeslokte sterrenstelsels. Ook staat nog niet vast in welke volgorde de diverse fusies hebben plaatsgevonden. Dat hopen de astronomen te kunnen uitpuzzelen met behulp van computersimulaties. (EE)
→ Astronomers map the Milky Way's intergalactic encounters, one merger at a time
9 februari 2022
Astronomen denken voor het eerst een zwart gat te hebben opgespoord dat in zijn eentje door ons Melkwegstelsel ronddwaalt. Zwarte gaten worden doorgaans alleen opgemerkt wanneer ze in het gezelschap zijn van een ander object, zoals een begeleidende ster. Zwarte gaten hebben zoveel massa dat zelfs licht niet aan hun zwaartekracht kan ontsnappen. Daarom zijn ze van nature onzichtbaar. Zichtbaar worden ze pas als ze materie van een begeleidende ster aantrekken. Ook kunnen zwarte gaten hun bestaan verraden via de zwaartekrachtgolven die ze bij botsingen met soortgenoten opwekken. Vermoed wordt echter dat veel zwarte gaten in volledige afzondering verkeren. Ze ontstaan wanneer een ster van meer dan twintig zonsmassa’s aan het einde van zijn bestaan onder zijn eigen ‘gewicht’ bezwijkt. Theoretisch zouden er in ons heelal vele miljoenen van deze solitaire zwarte gaten moeten zijn, maar ze laten zich maar heel moeilijk opsporen. Het nu ontdekte zwarte gat is ‘betrapt’ door een team onder leiding van Kailash Sahu, astronoom aan het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS). Bij hun jacht op solitaire zwarte gaten maken Sahu en zijn medewerkers gebruik van een techniek die ‘microlensing’ wordt genoemd. Bij deze techniek wordt gezocht naar verre sterren die plotseling helderder worden wanneer een nabijer onzichtbaar object voor hen langs schuift. Het licht van de ster wordt dan afgebogen en versterkt door de zwaartekracht van het onzichtbare object op de voorgrond, dat dus als een soort lens fungeert. Zeer massarijke objecten, zoals zwarte gaten, beïnvloeden een groter gebied in de ruimte en laten de ster dus langer oplichten. Maar ook lichtzwakke, kleinere objecten kunnen het licht van een achtergrondster langdurig versterken. Daarom selecteerde het team acht kandidaat-objecten die zelf geen licht uitzenden, maar wel een achtergrondster gedurende minstens 200 dagen deden oplichten, voor verdere waarnemingen. Daarbij hebben ze nu genoeg gegevens verzameld om te kunnen stellen dat één ervan een zwart gat is. Verspreid over zes jaar hebben Sahu en collega’s met de Hubble-ruimtetelescoop gemeten hoe het passerende object de positie van een ster aan de hemel een heel klein beetje leek af te buigen. Uit de mate van afbuiging leiden ze af dat het onzichtbare object ongeveer zeven keer zoveel massa heeft als onze zon. Dat is zwaar genoeg om er bijna zeker van te zijn dat het een zwart gat is. In combinatie met waarnemingen vanuit sterrenwachten op aarde konden de astronomen tevens vaststellen dat het object iets meer dan 5000 lichtjaar van ons verwijderd is. Vooralsnog gaat het om slechts één waarneming van één (vermoedelijk) zwart gat, maar het team heeft nog drie andere veelbelovende kandidaten op het oog. Door meer zwarte gaten met behulp van microlensing op te sporen, hopen astronomen erachter te kunnen komen hoeveel van deze objecten in ons Melkwegstelsel ronddolen. (EE)
→ First glimpse of lone black hole delights astronomers (Nature news)
11 februari 2022
De 117 lichtjaar verre witte dwergster WD1054-226 is omgeven door een ring van tientallen afzonderlijke wolken van planetair puin, elk ongeveer zo groot als onze maan. Het bestaan van deze merkwaardige structuur wijst erop dat er op een afstand van ongeveer 2,5 miljoen kilometer een planeet om de ster cirkelt. De vermeende planeet zou zich dan binnen de ‘leefbare zone’ van WD1054-226 bevinden, en water op zijn oppervlak kunnen hebben (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 11 februari). De verbrokkelde ring van planetair puin is ontdekt met behulp van een camera van de 3,5-meter New Technology Telescope (NTT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Daarmee zijn regelmatig optredende dipjes in de helderheid van de witte dwergster ontdekt, die worden toegeschreven aan 65 gelijkmatig verdeelde wolken van planetair puin die achtereenvolgens in ongeveer 25 uur voor de ster langs schuiven. De meest plausibele verklaring is dat deze ring in stand wordt gehouden door een naburige planeet. Zonder de zwaartekrachtsinvloed van zo’n planeet zouden puinwolken door wrijving en onderlinge botsingen namelijk snel uit elkaar vallen, waardoor de waargenomen regelmaat zou verdwijnen. Op vergelijkbare wijze helpen manen van Neptunus en Saturnus sommige ringstructuren rond deze planeten in stand te houden. De planeet, die niet rechtstreeks waarneembaar is, zou ongeveer net zo groot en zwaar moeten zijn als de aarde. En zowel hij als de naburige puinring moet relatief recent zijn gevormd. Een witte dwerg is namelijk het overblijfsel van een uitgeputte ster die aan het einde van zijn bestaan sterk opzwol – zó sterk dat hij alles in zijn naaste omgeving opslokte. (EE)
→ Planetary bodies observed in habitable zone of dead star
3 februari 2022
Op een nieuw mozaïek van het turbulente centrum van ons Melkwegstelsel zijn bijna duizend geheimzinnige slierten te zien, die op onverklaarbare wijze in de ruimte ‘bungelen’. Deze eendimensionale ‘filamenten’, die tot 150 lichtjaar lang kunnen zijn, vormen paren en clusters, vaak op gelijke onderlinge afstanden – ongeveer zoals de snaren van een harp. Hun bestaan is al bijna veertig jaar bekend, maar hoe ze zijn ontstaan is nog steeds niet duidelijk. Het nieuwe mozaïek biedt mogelijke aanknopingspunten (The Astrophysical Journal Letters, 3 februari). Op de nieuwe afbeelding zijn tien keer meer filamenten te zien dan eerder waren ontdekt. Dat gaf Farhad Yusef-Zadeh van Northwestern University de mogelijkheid om de populatie van filamenten aan een statistische analyse te onderwerpen. Yusef-Zadeh is degene die de filamenten begin jaren tachtig als eerste opmerkte. Hij en zijn team hebben de hemel de afgelopen drie jaar in kaart gebracht met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. Dat heeft een mozaïek opgeleverd van twintig hemelgebieden in de richting van het Melkwegcentrum, dat 25.000 lichtjaar van ons verwijderd is. Het complete resultaat zal binnenkort in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Behalve de filamenten zijn op de opnamen ook de radio-emissies van talrijke andere verschijnselen zoals steruitbarstingen, stellaire kraamkamers en nieuwe supernovaresten te zien. In hun recente publicatie hebben de astronomen specifiek gekeken naar de magnetische velden van de filamenten en de rol die kosmische straling speelt bij het oplichten ervan. Daarbij is vastgesteld dat de variaties in de radiostraling die door de filamenten wordt uitgezonden sterk verschillen van die van een recent ontdekt supernovarestant. Dat suggereert dat er geen relatie bestaat tussen deze verschijnselen. Volgens de onderzoekers is het waarschijnlijker dat de filamenten verband houden met vroegere activiteit van het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Een andere mogelijkheid is dat de filamenten te maken hebben met de enorme radiostraling-uitzendende bellen die Yusef-Zadeh en medewerkers in 2019 hebben ontdekt. Momenteel zijn de onderzoekers van Northwestern University bezig om de eigenschappen van de afzonderlijke filamenten in kaart te brengen. Een van de vragen die de astronomen willen beantwoorden is waarom de filamenten in de clusters zich op gelijke onderlinge afstanden van ongeveer 150 miljoen kilometer bevinden. Ook is nog onduidelijk of de filamenten bewegen en hoe het kan dat ze elektronen versnellen tot bijna de snelheid van het licht. (EE)
→ Nearly 1,000 mysterious strands revealed in Milky Way’s center
26 januari 2022
De sterrenkunde is weer een mysterie rijker. Bij waarnemingen op radiogolflengten hebben astronomen een bijzonder object ontdekt dat drie keer per uur een enorme uitbarsting van energie produceert. Wat het precies is, is nog onduidelijk, maar voorlopig wordt gedacht aan een neutronenster of een witte dwerg – de ineengestorte kernen van sterren – met een extreem sterk magnetisch veld. De ontdekking is gedaan door een team onder leiding van Natasha Hurley-Walker van Curtin University in West-Australië (Nature, 26 januari). Het vreemde, ronddraaiende object, dat slechts 4000 lichtjaar van ons verwijderd is, zendt een bundel straling uit die met onderbrekingen onze kant op wijst. ‘GLEAM-X J162759.5’ was in de periode januari-maart 2018 gedurende enkele uren waarneembaar met de Murchison Widefield Array, een radiotelescoop in de woestijn van West-Australië. Daarna is het niet meer gezien. Kosmische objecten die ‘aan en uit’ gaan zijn bijna dagelijkse kost voor astronomen. ‘Transients’ worden ze genoemd, de Engelse benaming voor vluchtige verschijnselen. Vaak houdt zo’n transient verband met de dood van een zware ster of met de overblijfselen die zo’n ster achterlaat. Trage transients, zoals supernova’s, duiken in de loop van een paar dagen op en verdwijnen pas na een paar maanden weer. Snelle transients, zoals een rondtollende neutronenster of pulsar, gaan binnen enkele milliseconden of seconden aan en uit. Maar een object dat een minuut lang ‘aan’ blijft staan, zoals GLEAM-X J162759.5, is nieuw. Volgens de onderzoekers was GLEAM-X J162759.5 in vergelijking met andere transients ongelooflijk helder. Vast staat dat het object kleiner is dan onze zon en dat de radiogolven die het uitzond sterk gepolariseerd zijn. Dat laatste wijst erop dat het object een extreem magnetisch veld had. De waarnemingen komen overeen met een soort object waarvan het bestaan al theoretisch was voorspeld: een zeer langzaam draaiende neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Maar dat zo’n ‘trage magnetar’ zo helder zou kunnen zijn als GLEAM-X J162759.5 komt als een verrassing. Het wachten is nu op het moment dat het object weer aangaat – áls dat al gebeurt, want het kan ook een eenmalig verschijnsel zijn geweest. Maar zodra GLEAM-X J162759.5 weer oplicht, zullen behalve de Murchison Widefield Array ook andere telescopen – op het zuidelijk halfrond en in de ruimte – op het voorlopig nog unieke object worden gericht. (EE)
→ Mysterious object unlike anything astronomers have seen before
14 januari 2022
Een team van astronomen, onder leiding van studente Emma Softich van Arizona State University, heeft een zeldzaam paar bruine dwergen ontdekt. De twee vormen de wijdste dubbelster in hun soort. Bruine dwergen zijn hemellichamen die kleiner zijn dan een normale ster. Ze hebben niet voldoende massa om kernfusie in stand te houden, maar zijn wel heet genoeg om energie uit te stralen. Veel bruine dwergen zijn, via het project Backyard Worlds: Planet 9, ontdekt op opnamen van NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Bij dit project wordt de hulp van vrijwillige ‘burgerwetenschappers’ ingeroepen om de WISE-opnamen af te speuren naar bruine dwergen en gewone sterren met een lage massa. Bij dit nieuwe onderzoek hebben Softich en haar team ongeveer drieduizend opnamen bekeken van ontdekkingen van ‘Backyards Worlds’, waarop begeleiders van bruine dwergen over het hoofd kunnen zijn gezien. Daarbij ontdekten ze een zeldzaam dubbelstersysteem van bruine dwergen: CWISE J014611.20 050850.0AB. Aan de hand van vervolgwaarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï hebben de astronomen vervolgens vastgesteld dat de twee bruine dwergen iets meer dan 120 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn, en dat hun onderlinge afstand 129 astronomische eenheden bedraagt, oftewel 129 keer de afstand tussen de zon en de aarde. Daarmee is CWISE J014611.20 050850.0AB de wijdste van alle ‘bruine dubbelsterren’ die tot nu toe zijn ontdekt. Vanwege hun geringe afmetingen en massa’s zijn paren van bruine dwergen doorgaans heel compact. De aantrekkingskracht tussen twee van deze ‘mislukte’ sterretjes is nu eenmaal geringer dan die tussen twee volwaardige sterren op dezelfde onderlinge afstand. Wijde dubbelsterren die uit bruine dwergen bestaan lopen daardoor een grotere kans om verstoord te worden. Dat maakt de nieuwe ontdekking dus heel bijzonder. (EE)
→ Team of astronomers finds widest separation of brown dwarf pair to date
13 januari 2022
Astronomen die gebruik maken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Very Large Array (VLA) hebben ontdekt dat de dubbelster Z Canis Majoris (Z CMa) waarschijnlijk bezoek heeft gehad van een andere ster. De ‘indringer’ is langs de dubbelster gescheerd, waardoor zich chaotische, langgerekte stromen van stof en gas in de hem omringende schijf hebben gevormd. Dat zulke ‘flyby’s’ met enige regelmaat plaatsvinden was al voorspeld door computersimulaties, maar tot nu toe was er nog nooit een overtuigende waarneming van gedaan (Nature Astronomy, 13 januari). Verstoringen zoals die nu bij Z CMa zijn waargenomen, worden doorgaans niet veroorzaakt door stellaire indringers, maar eerder door naburige ‘zustersterren’. Sterren ontstaan immers vaak in groepjes, waarin de afzonderlijke sterren elkaar gravitationeel beïnvloeden en elkaar dicht kunnen naderen. Bij zo’n gebeurtenis kan wat materiaal uit de protoplanetaire schijven rond de sterren ontsnappen, waardoor zich langgerekte gasstromen vormen. In het geval van Z CMa vertonen de gasstromen in de protoplanetaire schijf kenmerken die afwijken van het gebruikelijke patroon. Door de verstoring van de schijf heel nauwkeurig te onderzoeken, en diens omgeving af te speuren, is een team onder leiding van Ruobing Don van de Universiteit van Victoria (Canada) tot de conclusie gekomen dat de waarschijnlijke veroorzaker een jonge ster-in-wording is die recent langs de dubbelster is gescheerd. Daarbij is een opvallende ‘staart’ van gas en stof ontstaan die in de richting van de indringer wijst. Volgens de astronomen kunnen de interacties die bij dit soort ontmoetingen optreden grote gevolgen hebben voor de schijven van gas en stof rond de betrokken sterren en de ‘babyplaneten’ die zich daarin aan het vormen zijn. Ze onttrekken niet alleen gas aan de protoplanetaire schijven, maar kunnen ook van invloed zijn op de thermische evolutie van de diverse moedersterren. (EE)
→ ALMA catches ‘intruder’ redhanded in rarely detected stellar flyby event
13 januari 2022
Met behulp van de 4,1-meter SOAR-telescoop in Chili hebben astronomen het eerste voorbeeld ontdekt van een dubbelstersysteem waarin een ster die bezig is om in een witte dwerg te veranderen, in een baan om een neutronenster draait die net klaar is met zijn transformatie tot een snel ronddraaiende pulsar. Dubbelstersystemen van dit type worden ook wel ‘spinnen’ worden genoemd, omdat de neutronenster/pulsar de neiging heeft om de buitenste delen van de begeleidende ster ‘op te eten’ terwijl deze in een witte dwerg verandert. Bij de opsporing van de bijzondere dubbelster heeft ook de Fermi-ruimtetelescoop een belangrijke rol gespeeld. Deze ruimtetelescoop heeft sinds zijn lancering in 2008 hemelobjecten geïnventariseerd die opvallend veel gammastraling – de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling – uitzenden. Eén van deze objecten, met de aanduiding 4FGL J1120.0-2204, bleek de op één na helderste gammabron aan de hemel te zijn, maar tot nu toe was niet duidelijk om wat voor soort object het gaat. Een team van astronomen uit de VS en Canada, onder leiding van Samuel Swihart van het US Naval Research Laboratory in Washington D.C., is nu met behulp van een spectrograaf meer te weten gekomen over 4FGL J1120.0-2204. Het blijkt een dubbelstersysteem te zijn dat bestaat uit een ‘millisecondepulsar’, die honderden keren per seconde om zijn as draait, en de voorloper van een witte dwerg met een extreem lage massa. Het tweetal bevindt zich op een afstand van 2600 lichtjaar. Het optische spectrum van het dubbelstersysteem laat zien dat het licht van de toekomstige witte dwerg afwisselend naar het rood en het blauw verschuift. Daaruit hebben de astronomen kunnen afleiden dat hij met een periode van vijftien uur om de veel zwaardere pulsar draait. Tot nu toe hadden astronomen al ongeveer tachtig witte dwergen met een extreem lage massa ontdekt, maar de witte dwerg in 4FGL J1120.0-2204 is de eerste van dit type die om een neutronenster draait. De witte dwerg is nu nog zeer heet (8200 °C) en ongeveer vijf keer groot als normale witte dwergen, maar zal door afkoeling geleidelijk tot normale afmetingen krimpen. (EE)
→ Cosmic 'Spider' Found to Be Source of Powerful Gamma-Rays
12 januari 2022
In een artikel dat vandaag (12 januari) in Nature is verschenen, hebben astronomen van het Center | Harvard & Smithsonian (CfA) en het Space Telescope Science Institute (STScI) een reconstructie gemaakt van de evolutionaire geschiedenis van ons deel van de Melkweg. Daarin tonen ze aan hoe een reeks gebeurtenissen die 14 miljoen jaar geleden op gang kwam, heeft geleid tot het ontstaan van een enorme holte. Deze zogeheten Lokale Bel is verantwoordelijk voor de vorming van alle nabije jonge sterren. Aan de hand van een nieuwe 3D-computeranimatie tonen de astronomen aan dat alle jonge sterren en stervormingsgebieden tot op 500 lichtjaar van de aarde zich op het oppervlak van de Lokale Bel bevinden. Astronomen weten al tientallen jaren van het bestaan van deze holte, maar nu hebben ze ook zichtbaar gemaakt hoe deze is ontstaan en wat de invloed ervan is op het gas eromheen. De animatie laat zien hoe een reeks van ongeveer vijftien supernova-explosies, waarvan de eerste 14 miljoen jaar geleden plaatsvond, het interstellaire gas naar buiten duwde, waardoor een vreemd gevormde zeepbelachtige structuur ontstond met een oppervlak waar zich sterren konden vormen. Inmiddels zijn aan de randen van deze structuur zeven bekende stervormingsgebieden te vinden. De Lokale Bel neemt nog steeds in omvang toe, al is de vaart er inmiddels wel een beetje uit: zijn uitdijingssnelheid bedraagt nog maar ongeveer 6,5 kilometer per seconde. Deze snelheid en de vroegere en huidige banen van de jonge sterren die zich langs zijn oppervlak vormen, zijn afgeleid uit gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. Ons zonnestelsel heeft zich overigens niet altijd binnen de Lokale Bel bevonden. Pas ongeveer vijf miljoen jaar geleden kruiste onze zon met haar gevolg van planeten en kleiner grut het pad van deze holte. En inmiddels bevinden we ons bij toeval bijna precies in het centrum ervan. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn vanmiddag gepresenteerd tijdens een persconferentie van de American Astronomical Society (AAS). Samen met de bijbehorende interactieve illustraties en video’s zijn ze via een speciale website voor iedereen toegankelijk. (EE)
→ 1,000-light-year wide bubble surrounding Earth is source of all nearby, young stars
12 januari 2022
Het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg flikkert niet alleen van dag tot dag onregelmatig, maar ook op de lange termijn. Dat blijkt uit een analyse van vijftien jaar aan gegevens door een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Alexis Andres uit El Salvador. Andres startte zijn onderzoek in 2019 als zomerstudent aan de Universiteit van Amsterdam en beet zich in de jaren daarna erin vast. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Sterrenkundigen weten al decennia lang dat Sagittarius A*, het zwarte gat in onze Melkweg, iedere dag flikkert en soms tien tot honderd keer zo helder wordt als normaal. Om meer te weten te komen over het geflikker of de flares van Sagittarius A* zocht een internationaal team van astronomen naar patronen in vijftien jaar aan gegevens. Die lange meetreeks is beschikbaar omdat de Swift-satelliet van NASA sinds 2006 elke drie dagen een blik werpt op het centrale zwarte gat.Het blijkt dat de omgeving van het zwarte gat van 2006 tot 2008 behoorlijk flikkerde. Maar tussen 2008 en 2012 was het vrij stil. En na 2012 nam het flikkeren weer toe.De onderzoekers konden niet echt een patroon ontwaren. ‘Hoe de flares precies ontstaan, blijft dus onduidelijk,’ zegt medeauteur Jakob van den Eijnden (nu University of Oxford, voorheen Universiteit van Amsterdam). ‘Eerder werd gedacht dat er meer flikkeringen volgen nadat er gaswolken of sterren langs het zwarte gat trekken, maar daar is nog geen bewijs voor. En het vermoeden dat de magnetische eigenschappen van het omringende gas een rol spelen, kunnen we ook nog niet hard maken.’De komende jaren denken de sterrenkundigen genoeg gegevens te kunnen verzamelen om wel uit te sluiten of de variaties in het geflikker bij Sagittarius A* door voorbijtrekkende gaswolken of sterren worden veroorzaakt, of dat er iets anders aan de hand is.
→ Volledig persbericht
5 januari 2022
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Else Starkenburg van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft de overblijfselen ontdekt van een sterrenhoop met sterren die uitzonderlijk weinig zware elementen bevatten. Het is voor het eerst dat een sterrenhoop met zo’n laag metaalgehalte is ontdekt. Volgens sommige theorieën zouden zulke sterrenhopen helemaal niet kunnen zijn gevormd, volgens andere zouden ze allemaal al verdwenen moeten zijn (Nature, 6 januari). Opeenvolgende generaties sterren verrijken hun omgeving met zware elementen (in de sterrenkunde ook wel ‘metalen’ genoemd). De nu ontdekte sterrenhoop is waarschijnlijk in het zeer vroege heelal gevormd uit sterren van een heel oude generatie. De sterrenhoop is daarmee een opmerkelijk reliek uit de tijd dat de allereerste sterstructuren zich hebben gevormd. Om die vroegste structuren in het heelal te bestuderen, kunnen astronomen naar de verste sterrenstelsels kijken. Maar sterrenkundigen kijken ook naar de oudste structuren in de buitenste delen van onze eigen Melkweg, die daar vanuit kleinere sterrenstelsels zijn terechtgekomen. Ook de nieuw ontdekte sterrenhoop is op die manier binnengekomen, maar heeft zijn sterren langzaam verloren tijdens zijn reis door de Melkweg, waardoor alleen een sterrenstroom aan de hemel is achtergebleven. Het onderzoeksteam heeft onder meer gebruik gemaakt van de ongekend gedetailleerde kaart van de posities en bewegingen van sterren, die is gebaseerd op data van de Europese Gaia-satelliet. Met behulp van een nieuw algoritme om groepen sterren op te sporen die gezamenlijk door de Melkweg bewegen, hebben de astronomen een nieuwe kandidaat-sterrenstroom ontdekt, die de aanduiding ‘C-19’ heeft gekregen.Aanvullende informatie kwam vanuit de Pristine-survey, geïnitieerd door Starkenburg en uitgevoerd met de Canada-France-Hawaii-telescoop op Hawaï. Pristine brengt de hemel in kaart om systematisch de relatieve hoeveelheid zware elementen in miljoenen sterren te meten. De combinatie van deze twee onderzoeken bracht het verrassende nieuws dat C-19 uitsluitend sterren bevat met een extreem lage fractie zware elementen.Vervolgwaarnemingen met de Gemini-North-telescoop op Hawaï en de Gran Telescopio Canarias op La Palma onthulden een nog gedetailleerder beeld van de zware elementen in deze sterren. Ze bevestigden de classificatie van de (uit elkaar getrokken) sterrenhoop, en leverden de bevestiging op dat fractie aan zware elementen in zijn sterren uitzonderlijk laag is: slechts 0,04% van het metaalgehalte van onze zon – veel minder dan alle andere groepen sterren in het heelal.
→ Oorspronkelijk persbericht
20 december 2021
Een groep astronomen, onder leiding van promovendus Jonas Syed van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft een ongekend lange structuur in de Melkweg ontdekt. Hij is ongeveer 3900 lichtjaar lang, 130 lichtjaar breed en bestaat bijna volledig uit atomair waterstofgas. Uit analyse van de metingen blijkt dat het filament plaatselijk samenkomt om moleculaire waterstof te vormen – de grondstof waaruit uiteindelijk sterren kunnen ontstaan (Astronomy & Astrophysics, 20 december). Waterstof is het meestvoorkomende element in het heelal en het belangrijkste ingrediënt voor de vorming van sterren. Jammer genoeg is het opsporen van afzonderlijke wolken van waterstofgas een veeleisende taak, wat het onderzoek naar de vroegste levensfasen van sterren tot een uitdaging maakt. Daarom is de ontdekking van een uitgestrekt filament van atomair waterstofgas een opvallende gebeurtenis. Het filament strekt zich tot ongeveer 1600 lichtjaar onder het Melkwegvlak uit, waardoor de (radio)straling van het waterstof, die op een golflengte van 21 centimeter wordt uitgezonden, duidelijk afsteekt tegen de achtergrond. Hij is opgespoord in het kader van de THOR-survey, die met radiotelescopen in de VS is uitgevoerd. De structuur bevindt zich op een afstand van 55.000 lichtjaar aan de andere kant van de Melkweg. Maar waar het gas vandaan is gekomen, is onduidelijk. Vast staat wel dat het filament een samenhangend geheel is, vele malen groter dan alle bekende wolken van moleculair gas. Deze laatste hebben zijn niet groter dan 800 lichtjaar. Waterstof komt in het heelal in verschillende vormen voor: als afzonderlijke atomen of als moleculen, waarin twee atomen met elkaar verbonden zijn. Alleen moleculair waterstofgas condenseert tot relatief compacte wolken waarin uiteindelijk nieuwe sterren kunnen ontstaan. Maar hoe de overgang van atomair naar moleculair waterstof precies verloopt, is nog grotendeels onbekend. Dat maakt het onderzoek van dit buitengewoon lange filament des te interessanter. Bij nadere inspectie zagen de astronomen dat het gas op sommige plekken langs het filament samenkomt. Zij concluderen daaruit dat het waterstofgas zich daar ophoopt en tot grote wolken condenseert. Volgens de onderzoekers zouden dat weleens de plekken kunnen zijn waar atomair waterstofgas geleidelijk tot moleculair waterstofgas wordt getransformeerd. Mogelijk hebben we hier dus te maken met een gebied in de Melkweg waar de grondstof voor nieuwe sterren wordt aangemaakt. (EE)
→ A gigantic lane made of raw material for new stars
17 december 2021
Met behulp van de reusachtige radiotelescoop ALMA in Chili heeft een team van astronomen, onder leiding van Theo Khouri van de Chalmers University of Technology in Göteborg (Zweden), vijftien ongewone sterren in ons Melkwegstelsel onderzocht, op afstanden tot 5000 lichtjaar. Uit hun metingen blijkt dat het in alle gevallen om dubbelsterren gaat, en dat ze onlangs een bijzondere ontwikkeling hebben doorgemaakt (Nature Astronomy, 17 december). Door de antennes van ALMA op elke ster te richten en het licht van verschillende moleculen in de buurt van elke ster te meten, hoopten de onderzoekers aanwijzingen te vinden voor hun achtergrondverhaal. De sterren hebben de bijnaam ‘waterfonteinen’ gekregen, omdat ze een intense bron van straling zijn die karakteristiek is voor watermoleculen. ALMA is gevoelig voor straling met golflengten van ongeveer één millimeter – onzichtbaar voor het menselijk oog, maar ideaal om door de stofrijke interstellaire wolken van de Melkweg heen te kijken naar sterren die in stof zijn gehuld. De wetenschappers gebruikten de telescoop om de signaturen van koolstofmonoxidemoleculen, CO, in het licht van de sterren te meten en hebben de signalen van verschillende isotopen (‘soorten’) koolstof en zuurstof met elkaar vergeleken. In tegenstelling tot haar zustermolecuul kooldioxide, CO2, is koolmonoxide relatief gemakkelijk op te sporen in de ruimte. De waarnemingen hebben bevestigd dat de sterren allemaal bezig zijn om hun buitenste lagen weg te blazen. Maar de verhouding van de verschillende zuurstofatomen in de moleculen wees erop dat de sterren veel kleiner waren dan ze hadden geleken. Ze zijn hun leven begonnen met dezelfde massa als de zon, of slechts een paar keer meer. Maar uit de nieuwe metingen blijkt dat zij alleen al in de laatste paar honderd jaar tot wel vijftig procent van hun totale massa hebben uitgestoten. Waarom deze kleine sterren zo snel zoveel massa zijn kwijtgeraakt? Volgens de astronomen kan daar maar één verklaring voor zijn: ze hebben allemaal net een fase achter de rug waarin de twee om elkaar draaiende sterren één en dezelfde atmosfeer deelden. Deze bijzondere fase duurt slechts een paar honderd jaar - in astronomische termen een oogwenk. Omdat de vijftien sterren zo snel lijken te evolueren, is het team van plan ze te blijven volgen met ALMA en met andere radiotelescopen. Daarbij hopen ze nog meer van deze bijzondere ‘waterfonteinen’ te kunnen opsporen. (EE)
→ Stars’ secret embraces revealed by ALMA
17 december 2021
Een groep astronomen heeft aanwijzingen gevonden dat zich een in een donkere wolk nabij het Melkwegcentrum een jonge sterrenhoop verschuilt. Deze compacte wolk van stof en gas, die de Brick (het Blok) wordt genoemd, leek tot nu toe ongewoon rustig als het om stervorming gaat. Maar nu is een boogvormige structuur in de Brick ontdekt die de eigenschappen van een uitdijende schil vertoont. De astronomen vermoeden dat dit een bel van heet gas is, die door een jonge, zware ster is uitgestoten. En waarschijnlijk is het niet de enige jonge ster ter plaatse (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 17 december). Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Doorgaans geldt dat wanneer de dichtheid van zo’n wolk maar hoog genoeg is, er uiteindelijk stervorming zal optreden. Maar deze vuistregel lijkt voor het gebied rond het Melkwegcentrum niet helemaal op te gaan. De Centrale Moleculaire Zone, een gascomplex met een diameter van 1000 tot 2000 lichtjaar rond het Melkwegcentrum, bevat enkele van de dichtste en zwaarste gaswolken in ons Melkwegstelsel. Maar afgezien van enkele buitengewoon massarijke sterrenhopen vertonen veel van deze wolken verrassend weinig stervormingsactiviteit. Om deze schijnbare tegenstrijdigheid te onderzoeken heeft een groep astronomen onder leiding van Jonathan Henshaw van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland, een van deze raadselachtige wolken – de Brick dus – onderzocht. De Brick staat bekend om zijn hoge dichtheid en massa, maar veel sterren zijn daar tot nu toe niet aangetroffen. De meest opvallende ontdekking die Henshaw en zijn medewerkers hebben gedaan is een structuur die aan een sikkelvormige boog doet denken. Zulke bogen zijn wel vaker te zien in massarijke stervormingsgebieden, en vermoed wordt dat ze ontstaan doordat materiaal bijeen wordt geveegd door een uitdijende gasschil. Volgens de astronomen is de boog in de Brick mogelijk veroorzaakt door de sterrenwind van een jonge ster met ongeveer twintig keer zoveel massa als onze zon. Omdat zware sterren als deze maar zelden in hun eentje ontstaan, kan de ontdekking erop wijzen dat er in de Brick een complete jonge sterrenhoop schuilgaat, bestaande uit misschien wel honderden sterren van uiteenlopende massa’s. De mysterieuze gaswolk zou dus wel eens minder sereen kunnen zijn dan tot nu toe werd gedacht. (EE)
→ A bubble in the Brick
14 december 2021
De Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft de ‘diepste’ en scherpste beelden tot nu toe gemaakt van de omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Daarbij is een tot nog toe onbekende ster opgespoord en hebben astronomen een nieuwe nauwkeurige meting kunnen doen van de massa van het centrale zwarte gat (Astronomy & Astrophysics, 14 december). Bij de waarnemingen heeft een team van astronomen, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, Duitsland, gebruik gemaakt van GRAVITY – een uniek instrument dat speciaal voor de VLTI in Chili is ontwikkeld. GRAVITY combineert het licht van alle vier de 8,2-meter telescopen van ESO’s Very Large Telescope (VLT) met behulp van een techniek die interferometrie wordt genoemd. Deze complexe techniek levert beelden op die twintig keer scherper zijn dan die van de afzonderlijke VLT-telescopen. Met GRAVITY zijn tussen maart en juli 2021 de sterren rond het Melkwegcentrum onder de loep genomen, op het moment dat ze het daar aanwezige zwarte gat, Sagittarius A* geheten, naderden. Hiertoe behoorde ook de recordhouder S29, die eind mei 2021 zijn kleinste afstand tot het zwarte gat bereikte. De ster passeerde Sagittarius A* op een afstand van slechts 13 miljard kilometer – ongeveer negentig keer de afstand zon-aarde – met een verbluffende snelheid van 8740 kilometer per seconde. Nooit eerder werd een ster waargenomen die zo dicht bij het zwarte gat komt, of er zo snel omheen beweegt. In combinatie met gegevens die eerder door het onderzoeksteam waren verzameld, bevestigen de nieuwe waarnemingen dat de sterren precies de paden volgen zoals de algemene relativiteitstheorie die voorspelt voor objecten die om een zwart gat van 4,30 miljoen zonsmassa’s wentelen. Dit is de meest nauwkeurige schatting van de massa van het centrale zwarte gat van ons Melkwegstelsel tot nu toe. De onderzoekers zijn er ook in geslaagd om de afstand van Sagittarius A* nauwkeuriger te bepalen: deze bedraagt 27.000 lichtjaar. Bij het maken van de nieuwe opnamen hebben de astronomen gebruik gemaakt van een machine-learningtechniek, die Information Field Theory heet. Ze maakten een model van hoe de echte bronnen eruit zouden kunnen zien, simuleerden hoe GRAVITY deze zou waarnemen, en vergeleken de uitkomsten van deze simulatie met GRAVITY-waarnemingen. Zo konden zij sterren rond Sagittarius A* met een ongeëvenaarde nauwkeurigheid opsporen en volgen. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij een nog niet eerder waargenomen ster, die de aanduiding S300 heeft gekregen. GRAVITY zal later dit decennium worden geüpdatet tot GRAVITY+, dat ook op ESO’s VLTI zal worden geïnstalleerd en de gevoeligheid verder zal opvoeren, om nog zwakkere sterren dichter bij het zwarte gat te kunnen opsporen. Het team wil uiteindelijk sterren vinden die er zo dichtbij staan dat hun banen de zwaartekrachtseffecten van de rotatie van het zwarte gat ondervinden. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
14 december 2021
Onder leiding van onderzoeker Chervin Laporte van de Universiteit van Barcelona is een nieuwe kaart gemaakt van het buitenste deel van de schijf van ons Melkwegstelsel. Daarbij zijn mogelijke ‘fossiele overblijfselen’ gevonden van vroegere spiraalarmen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 18 oktober). Laporte en zijn team hebben gebruikgemaakt van gegevens van de Europese astrometrische satelliet, die sinds december 2020 beschikbaar zijn. Dat heeft geresulteerd in een kaart waarop tal van voorheen onbekende draderige structuren aan de rand van de Melkwegschijf te zien zijn. Computersimulaties hadden het bestaan van zulke filamenten, die het gevolg zijn van interacties met kleine satellietstelsels, al voorspeld, maar niet in zulke grote aantallen. Een mogelijke verklaring is dat de filamenten overblijfselen van getijdenstaarten – in feite uitgerekte spiraalarmen – die op verschillende momenten bij zwaartekrachtsinteracties met verschillende satellietstelsels zijn ontstaan. Om ons Melkwegstelsel zwermen momenteel een stuk of vijftig van deze satellieten, maar in het verleden zijn ook diverse kleine sterrenstelsels door de Melkweg verzwolgen. Een andere mogelijkheid is dat niet alle filamenten fossiele spiraalarmen zijn, maar de ‘kammen’ van grootschalige verticale vervormingen van de Melkwegschijf. Zulke vervormingen ontstaan wanneer satellietstelsels in botsing komen met de Melkwegschijf. Dat resulteert in verticale golven die zich voortplanten als de rimpelingen op een vijver waarin een steen is gegooid. Om te kunnen nagaan welke van de twee verklaringen de juiste is, hebben de astronomen vervolgonderzoek ingepland met de William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma, om de eigenschappen van de stellaire populaties van elk filament in kaart te kunnen brengen. (EE)
→ Gaia finds fossil spiral arms in Milky Way
14 december 2021
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Michael Kramer van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland, heeft de resultaten gepresenteerd van een 16 jaar durend experiment dat Einsteins relativiteitstheorie op de proef stelt. Hun waarnemingen van twee om elkaar wentelende pulsars op 2400 lichtjaar van de aarde zijn de nauwkeurigste ooit, maar Einsteins theorie geeft nog steeds geen krimp (Physical Review X, 13 december). Pulsars zijn rondtollende neutronensterren – compacte restanten van supernova-explosies die onder meer bundels radiostraling uitzenden. Deze straling wordt op de aarde waargenomen in de vorm van snelle, uiterst regelmatige pulsen. Daardoor kunnen ze gebruikt worden als astronomische ‘klokken, en dat maakt het weer mogelijk om hun baanbewegingen heel nauwkeurig te meten. De ‘dubbele pulsar’ die Kramer en zijn team hebben onderzocht bestaat uit twee radiopulsars die met snelheden van ongeveer 1 miljoen kilometer per uur in iets minder dan twee uur om elkaar wentelen. De ene pulsar draait ongeveer 44 keer per seconde om zijn as, de andere heeft een rotatietijd van bijna drie seconden. De beide pulsars hebben ongeveer dertig procent meer massa dan onze zon, maar zijn slechts circa 24 kilometer groot. Met behulp van zeven radiotelescopen, waaronder de Westerbork Synthese Radio Telescoop, hebben de astronomen nauwkeuriger dan ooit kunnen meten hoeveel energie de om elkaar draaiende pulsars kwijtraken doordat ze zogeheten zwaartekrachtgolven uitzenden. Dat effect was eerder al bij een andere dubbele pulsar gemeten, maar lang zo nauwkeurig niet. De meetresultaten zijn niet alleen volledig in overeenstemming met de algemene relativiteitstheorie, maar laten ook voorspelde effecten zien die niet eerder bij een pulsarsysteem waren waargenomen: de ’Shapiro-vertraging’ en de afbuiging van licht onder invloed van een sterk zwaartekrachtsveld. Ook hebben de astronomen – met een nauwkeurigheid van 1 op een miljoen – kunnen meten hoe de oriëntatie van de baan van de snelst draaiende pulsar verandert. Deze ‘precessie’ is ook waarneembaar bij Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel, maar dan 140.000 keer zwakker. De bereikte meetnauwkeurigheid was dermate groot dat rekening moest worden gehouden met de invloed van de rondtollende pulsar op de omringende ruimtetijd, die als het ware wordt meegesleurd: de zogeheten Lense-Thirring-precessie. (EE)
→ Einstein wins again
9 december 2021
Het centrale zwarte gat van onze Melkweg ‘lekt’. Nabij dit superzware zwarte object zijn nog steeds sporen te zien van een uitstroom van materie die enkele duizenden jaren geleden op gang kwam. Op opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA is deze ‘spookstraal’ weliswaar niet rechtstreeks te zien, maar is wel indirect bewijs gevonden voor zijn bestaan: hij botst zwakjes tegen een enorme wolk waterstofgas aan en spat daar uiteen, zoals de waterstraal van een tuinslang die op een zandhoop is gericht. De ontdekking bevestigt dat Sagittarius A*, zoals het 4,1 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat in het Melkwegcentrum officieel heet, geen slapend monster is, maar nog af en toe opleeft (Astrophysical Journal, 9 december). Een deel van de materie die door een zwart gat wordt aangetrokken, hoopt zich op in een kolkende accretieschijf, van waaruit een deel van de materie onder invloed van krachtige magnetische velden terug de ruimte in wordt geblazen. De aldus ontstane zoeklichtachtige ‘jets’ gaan gepaard met een vloedgolf van dodelijke ioniserende straling. Al in 2013 werd aan de zuidkant van Sagittarius A* een jet ontdekt met de röntgen-ruimtetelescoop Chandra en de Very Large Array-radiotelescoop. Ook deze jet spat uiteen op gas in de buurt van het zwarte gat. Astronoom Gerald Cecil van de Universiteit van North Carolina (VS) was benieuwd of er ook een noordelijke tegenhanger van deze straal zou zijn. Daartoe hebben hij en zijn team archiefgegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili onder de loep genomen. Bij dit onderzoek zijn aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een 15 lichtjaar lang spoor van moleculair gas ontdekt, dat uit de richting van het zwarte gat lijkt te komen. Nog eens 20 lichtjaar verderop is op infrarode Hubble-beelden een bel van heet gas te zien, die in het verlengde van de jet ligt. De onderzoekers vermoeden dat de jet van het zwarte gat door dit gas heen is geploegd en het heeft ‘opgeblazen’. Samen met Alex Wagner van de Tsukuba-universiteit in Japan heeft Cecil vervolgens computermodellen van jets gemaakt die de waarnemingen konden nabootsen. Daaruit concluderen ze onder meer dat het zwarte gat in het Melkwegcentrum de afgelopen miljoen jaar minstens een miljoen keer zo helder is geworden. Eerdere waarnemingen met Hubble en andere telescopen hadden al bewijs opgeleverd dat het zwarte gat van de Melkweg zo’n twee tot vier miljoen jaar geleden ook een grote uitbarsting heeft geproduceerd. Die uitbarsting was krachtig genoeg om twee enorme bellen van hete materie te vormen die boven en onder de Melkwegschijf uittorenen: de zogeheten Fermi-bellen. Het is denkbaar dat de nu ontdekte mini-jets in de verre toekomst de Fermi-bellen zullen bereiken. (EE)
→ Mini-Jet Found Near Milky Way's Supermassive Black Hole
9 december 2021
Bij waarnemingen van de ster EK Draconis is een enorme uitbarsting van energie en geladen deeltjes waargenomen: een zogeheten coronale massa-ejectie. Ook onze zon produceert dit soort uitbarstingen, ook wel ‘zonnestormen’ genoemd, maar die zijn (gelukkig) vele malen minder extreem (Nature Astronomy, 9 december). Coronale massa-ejecties bestaan uit wolken van extreem energierijke geladen deeltjes die met snelheden van miljoenen kilometers per uur de ruimte in schieten. Ze kunnen ernstige gevolgen hebben voor eventuele planeten in de naaste omgeving van de ster die de uitbarsting produceert. De uitbarsting van EK Draconis – een jonge versie van onze zon – is waargenomen door een team onder leiding van Kosuke Namekata van het National Astronomical Observatory of Japan. In de winter en lente van 2020 bekeken de astronomen de ster 32 nachten lang met behulp van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de SEIMEI-telescoop van de Universiteit van Kyoto. Op 5 april was het raak: toen produceerde de ster kort na elkaar een zeer sterke ’supervlam’, een hevige explosie op het oppervlak van een ster, en een ongekend krachtige coronale massa-ejectie waarbij enkele miljarden kilogrammen geladen aan deeltjes werden uitgestoten. Niet eerder werd een coronale massa-ejectie van dit kaliber bij een zonachtige ster waargenomen. Volgens Notsu zou ook onze zon zo’n grote uitstoot van massa kunnen produceren, maar niet zo vaak: zo eens in de paar duizend jaar. Maar waarschijnlijk heeft onze ster in haar jeugd veel meer van deze enorme uitbarstingen vertoond. Notsu denkt dan ook dat kolossale massa-ejecties mede bepalend zijn geweest voor hoe planeten als de aarde en Mars er nu uitzien. ‘De atmosfeer van de huidige planeet Mars is erg dun vergeleken met die van de aarde,’ aldus Notsu. ‘We denken dat Mars in het verleden een veel dikkere atmosfeer had. Coronale massa-ejecties kunnen ons helpen begrijpen wat er in de loop van de miljarden jaren met de planeet is gebeurd.’ (EE)
→ A young, sun-like star may hold warnings for life on Earth
2 december 2021
Onderzoekers van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian hebben een nieuw type dubbelster opgespoord waarvan het bestaan al was voorspeld. De ontdekking geeft uitsluitsel over het ontstaan van een zeldzaam soort sterren in het heelal (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, december 2021). Het lang gezochte type dubbelster is ontdekt door postdoc Kareem El-Badry, aan de hand van waarnemingen met de Shane-telescoop van de Lick-sterrenwacht in Californië en gegevens van onder meer de Europese astrometrische satelliet Gaia. De meeste sterren in het heelal eindigen als zogeheten witte dwergen: kleine compacte objecten die ontstaan wanneer een sterren al hun ‘brandstof’ hebben verbruikt en uiteindelijk in elkaar zakken. In uitzonderlijke gevallen verandert de ster daarbij in een witte dwerg van extreem lage massa – een object met minder dan een derde van de massa van de zon. Het bestaan van deze extreem lichte witte dwergen was nogal raadselachtig. Als de heersende theorie van de sterevolutie klopt, zouden deze stellaire onderdeurtjes meer dan 13,8 miljard jaar oud moeten zijn – dus ouder dan het heelal zelf, wat fysisch onmogelijk zou zijn. Mettertijd zijn astronomen dan ook tot de conclusie gekomen dat een extreem lichte witte dwerg alleen kan ontstaan met hulp van een stellaire begeleider. Deze ster zou relatief snel (in minder dan 13,8 miljard jaar tenminste) materie aan de witte dwerg kunnen onttrekken, totdat deze in een extreem lichte witte dwerg verandert. Tot nu toe was echter geen overtuigend voorbeeld van zo’n bijzondere dubbelster gevonden. Wel waren al tal van voorbeelden ontdekt waarbij witte dwergen materie van een begeleidende ster ontvangen en van extreem lichte witte dwergen die een normale witte dwerg als begeleider hebben. De overgangsfase – een ster die het grootste deel van zijn massa is kwijtgeraakt en bijna tot extreem lichte witte dwerg is geslonken – was nog nooit waargenomen. Met behulp van gegevens Gaia en de Zwicky Transient Facility van Caltech heeft El-Badry in eerste instantie vijftig voorbeelden weten te selecteren die kenmerken van extreem lichte witte-dwergen-in-wording leken te vertonen. Eenentwintig daarvan heeft hij aan een nader onderzoek onderworpen, en met succes: het bleken allemaal extreem lichte witte dwergen in de gezochte overgangsfase te zijn. De ontdekte objecten zijn meer opzwollen dan ‘gewone’ extreem lichte witte dwergen en bovendien ook eivormig, vanwege de zwaartekrachtsaantrekking die hun begeleidende ster uitoefent. En bij dertien ervan zijn aanwijzingen gevonden dat ze nog steeds massa aan hun begeleider verliezen. Daarmee lijkt een ontbrekend puzzelstukje in de theorie van de evolutie van dubbelsterren te zijn gevonden. (EE)
→ Astronomers Observe a New Type of Binary Star Long Predicted to Exist
25 november 2021
Gegevens van de Europese Gaia-satelliet herschrijven de geschiedenis van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Wat lang voor satellietstelsels van het Melkwegstelsel werd aangezien, blijken nu veelal relatieve nieuwkomers te zijn in onze galactische omgeving (The Astrophysical Journal, 24 november). Een dwergsterrenstelsel is een verzameling van tussen de duizend en enkele miljarden sterren. Decennialang werd algemeen aangenomen dat deze dwergstelsels al vele miljarden jaren satellieten van ons Melkwegstelsel zijn. Maar dankzij de nieuwste Gaia-gegevens heeft een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van François Hammer van het Observatoire de Paris-Université Paris Sciences et Lettres (Frankrijk) nu de bewegingen van de dwergstelsels heel precies kunnen uitrekenen, en de resultaten zijn nogal verrassend. Hammer en zijn collega’s hebben ontdekt dat de vermeende satellietstelsels veel sneller bewegen dan de reuzensterren en sterrenhopen waarvan vaststaat dat zij in banen om het Melkwegstelsel draaien. De dwergstelsels hebben zoveel snelheid dat zij nog niet per se door de Melkweg ‘ingevangen’ hoeven te zijn. Ze zijn waarschijnlijk pas een paar miljard jaar geleden in onze omgeving beland. De nieuwe bevindingen stemmen overeen met de eerdere ontdekking dat de Grote Magelhaense Wolk, een fors nabij dwergstelsel, eveneens teveel snelheid heeft om door de zwaartekracht aan de Melkweg gebonden te zijn, terwijl lang werd aangenomen dat hij als een satelliet om ons sterrenstelsel draaide. Datzelfde lijkt nu dus ook voor veel kleine ‘satellietstelsels’ te gelden. Of de nieuwkomers uiteindelijk door het Melkwegstelsel zullen worden ingevangen of ons gewoon zullen passeren, is nog onduidelijk. Sommige misschien wel, maar andere niet. Dit hangt af van de exacte massa van het Melkwegstelsel, en die is niet goed bekend: de bestaande schattingen lopen met een factor twee uiteen. De ontdekking heeft belangrijke implicaties voor de aard van de dwergsterrenstelsels. Stelsels die in banen om het Melkwegstelsel draaien staan bloot aan sterke getijdenkrachten: ze zouden op den duur dus uit elkaar getrokken moeten worden. Dat dit bij de vermeende satellieten van de Melkweg niet is gebeurd, bracht astronomen tot de conclusie dat zij veel donkere materie bevatten – materie die niet waarneembaar is, maar wel zwaartekracht uitoefent. Maar het feit dat Gaia heeft aangetoond dat de meeste dwergstelsels pas ‘sinds kort’ om het Melkwegstelsel cirkelen, betekent dat zij helemaal geen donkere materie hoeven te bevatten, en dat het nog wel even kan duren voordat ze gesloopt worden. (EE)
→ Gaia reveals that most Milky Way companion galaxies are newcomers to our corner of space
22 november 2021
Astronomen hebben een uitgeputte ster ontdekt die een begeleidend object – een planeet of een lichte ster – het leven zuur maakt. Hij bestookt hem met hitte en intense straling en trekt hem ook nog eens aan flarden. De meeste sterren, waaronder onze zon, ondergaan een complete gedaanteverandering wanneer hun brandstof opraakt. Ze zwellen op en koelen af tot een ‘rode reus’, die vervolgens zijn buitenste lagen afstoot. Wat resteert is een ‘witte dwerg’ – een compacte ster die nog miljarden jaren kan blijven nagloeien. Een team van onderzoekers heeft met behulp van de röntgensatellieten Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA) ontdekt dat drie van deze witte dwergsterren ongewoon gedrag vertonen. Witte dwergen stralen doorgaans laagenergetische röntgenstraling uit, maar dit drietal produceert ook verrassend veel röntgenstraling bij hogere energieën. Bij een van de drie, de 1300 lichtjaar verre witte dwerg KPD 0005+5106, neemt de intensiteit van de hoogenergetische röntgenstraling om de 4,7 uur toe en af. Dat wijst erop dat er een ander object – een planeet of een ster met weinig massa – in een baan om hem heen cirkelt. Het materiaal dat de witte dwerg van zijn lichte begeleider aantrekt, komt op zijn oppervlak terecht, en veroorzaakt daar een zeer heldere vlek van hoogenergetische röntgenstraling. Van ons uit gezien schuift de begeleider met regelmatige tussenpozen voor deze ‘hotspot’ langs, waardoor de röntgenhelderheid van de witte dwerg tijdelijk afneemt. De astronomen hebben vastgesteld dat de afstand tussen de witte dwerg en zijn begeleider slechts ongeveer 800.000 kilometer bedraagt. Dat betekent dat de onfortuinlijke ster of (waarschijnlijker) planeet niet alleen voortdurend met intense hitte wordt bestookt, maar ook in snel tempo materiaal kwijtraakt. Berekeningen laten zien dat hij binnen een paar honderd miljoen jaar helemaal aan flarden getrokken zal zijn. Van de beide andere witte dwergen werd eveneens gedacht dat het solitaire objecten waren, maar ook zij zenden hoogenergetische röntgenstraling uit. Dit doet vermoeden dat alle drie de onderzochte witte dwergen kleine begeleiders (vermoedelijk planeten) hebben. Onduidelijk is nog hoe planeten op zulke geringe afstanden om witte dwergsterren kunnen cirkelen. (EE)
→ Roasted and Shredded by a Stellar Sidekick
9 november 2021
Onze telescopen hebben nog nooit een zwart gat waargenomen zwaarder dan twintig zonsmassa’s. Toch weten we dat ze bestaan, getuige de tientallen detecties van zwaartekrachtgolven. Een team van astronomen onder leiding van Peter Jonker (SRON/Radboud) heeft nu ontdekt dat telescopen een handicap hebben als het om het opsporen van zware zwarte gaten gaat (The Astrophysical Journal, 9 november). In 2015 registreerde de zwaartekrachtgolvendetector LIGO voor het eerst een zwaartekrachtgolf afkomstig van twee zwarte gaten van tientallen zonsmassa’s die op elkaar knalden en het heelal deden schudden op zijn grondvesten. Vooraf hadden weinig astronomen verwacht dat zulke zware stellaire zwarte gaten überhaupt bestaan. Ze waren met conventionele telescopen namelijk nog nooit waargenomen, terwijl er wel al een stuk twintig lichtere stellaire zwarte gaten bekend waren. Inmiddels zijn er al negentig detecties van zwaartekrachtgolven gedaan, waarvan de meeste eveneens door zware stellaire zwarte gaten zijn veroorzaakt. Toch is er nog steeds niet één zwaar stellair zwart gat met telescopen opgespoord. Deze discrepantie is deels te verklaren doordat astronomen middels zwaartekrachtgolven een groter volume van het heelal kunnen afspeuren. Detectoren als LIGO kunnen de zwaardere zwarte gaten makkelijker ‘zien’, omdat ze sterkere golven produceren. Maar dan nog zou je minstens een paar zware zwarte gaten verwachten die zich binnen het bereik van onze telescopen bevinden. Telescopen kunnen zwarte gaten zien als deze een normale ster als begeleider hebben. Wanneer het zwarte gat hapjes materiaal van die ster afsnoept zendt hij namelijk elektromagnetische straling uit. De baan van de ster verraadt vervolgens de massa. Op die manier zijn, zoals gezegd, ook daadwerkelijk tientallen stellaire zwarte gaten opgespoord, maar die zijn allemaal relatief licht. Jonker en zijn collega’s denken daar nu een verklaring voor te hebben. Zware stellaire zwarte gaten ontstaan uit sterren die imploderen in plaats van exploderen. Zij blijven daardoor in het stofrijke vlak van de Melkweg zitten, waar ze onzichtbaar blijven voor onze telescopen. Lichtere zwarte gaten zijn wel uit supernova-explosies ontstaan, en krijgen daarbij een ‘recoil kick’: ze worden als het ware uit het Melkwegvlak weggeschopt – weg van al het stof. Bovendien, zo redeneren Jonker en zijn team, zijn stellaire voorlopers van zware zwarte gaten dermate groot dat een begeleidende ster per definitie ver weg staat, wat het afsnoepen van materie bemoeilijkt. Daardoor zijn ze sowieso al moeilijker waarneembaar met telescopen. Binnenkort hopen de onderzoekers hun theorie te kunnen testen met de Webb-ruimtetelescoop, die op 18 december wordt gelanceerd. Deze zal namelijk wél in staat zijn om zware zwarte gaten op te sporen, omdat hij via infrarood licht dwars door het stof in de Melkwegschijf heen kijkt. (EE)
→ Bias telescopen blijkt oorzaak ontbrekende zware zwarte gaten
28 oktober 2021
Een internationaal team, bestaande uit astrofysici uit Zuid-Afrika, het VK, Frankrijk en de VS, heeft ontdekt dat een van de dichtstbijzijnde zwarte gaten in ons Melkwegstelsel, op 9600 lichtjaar van de aarde, sterk in helderheid varieert. De wetenschappers denken dat de oorzaak ligt bij de accretieschijf rond het zwarte gat: die zou sterk gekromd zijn. Het object, MAXI J1820+070, bestaat uit een zwart gat met minstens acht keer zoveel massa als onze zon en een daaromheen draaiende lichte ster. Materiaal van deze ster stroomt spiraalsgewijs naar het zwarte gat toe, waardoor zich een schijf van hete materie rond laatstgenoemde heeft gevormd. Pas wanneer het materiaal in de schijf heet en instabiel wordt, ‘valt’ het op het zwarte gat, wat gepaard gaat met een enorme uitbarsting van licht en energierijkere vormen van straling, die maandenlang kan duren. Het is tijdens een van die uitbarstingen, in maart 2018, dat MAXI J1820+070 werd ontdekt met een Japanse röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van helderheidsmetingen die gedurende bijna een jaar zijn gedaan door amateur-astronomen van over de hele wereld. Door zijn grote helderheid, en omdat de uitbarsting zo lang duurde, kon deze door veel amateurs worden gevolgd. De aldus verkregen lichtkromme – het verloop van de helderheid in de tijd – laat iets bijzonders zien. Bijna drie maanden na het begin van de uitbarsting begon de lichtkromme sterk te moduleren. Het was alsof iemand heel langzaam, over een periode van ongeveer 17 uur, een dimschakelaar heen en weer draaide. Ondertussen bleef de röntgenhelderheid van het object gelijk. De meest gangbare verklaring, namelijk dat de vrijkomende röntgenstraling de ‘voorkant’ van de begeleidende ster aanlichtte, viel al snel af, omdat de helderheidspieken op de verkeerde momenten plaatsvonden. Volgens de onderzoekers is er maar één plausibele verklaring voor het waargenomen gedrag: de intense röntgenstraling die vrijkwam heeft de accretieschijf doen kromtrekken. En deze kromming zorgt ervoor dat een veel groter deel van de schijf bij zo’n uitbarsting wordt aangelicht, waardoor zijn helderheid enorm toeneemt. Dergelijk gedrag was eerder al waargenomen bij röntgendubbelsterren met een een veel zwaardere ‘donorster’, maar nog nooit bij de combinatie van een zwart gat en een lichte ster zoals die in MAXI J1820+070 wordt aangetroffen. (EE)
→ Amateur astronomers help discovery of a warped disc around a black hole in Milky Way
18 oktober 2021
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Paul Groot van de Radboud Universiteit, heeft voor het eerst een witte dwerg abrupt aan en uit zien gaan. Het unieke verschijnsel is waargenomen met de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een satelliet die primair bedoeld is voor het opsporen van exoplaneten (Nature Astronomy, 18 oktober). Witte dwergen zijn de restanten van sterren die alle waterstof (hun ‘brandstof’) hebben verbruikt. Ze zijn ongeveer zo groot als de aarde, maar hebben een massa die dichter bij die van de zon ligt. De witte dwerg die door de astronomen is waargenomen, maakt deel uit van de 1400 lichtjaar verre dubbelster TW Pictoris. Deze dubbelster bestaat uit een witte dwerg en een kleine normale ster die om elkaar heen wentelen. Vanuit de begeleidende ster stroomt waterstof- en heliumgas naar de witte dwerg, dat zich ophoopt in een schijf rond de witte dwerg: een zogeheten accretieschijf. Van daaruit komt de aangevoerde brandstof uiteindelijk op de dwergster terecht. Uit de helderheidsmetingen die TESS heeft gedaan blijkt dat de helderheid van de witte dwerg in TW Pictoris abrupt toe- en afneemt. Dat gebeurt op tijdschalen van een half uur – veel korter dan bij vergelijkbare dubbelsterren. Omdat de toevoer van materiaal van de begeleidende ster naar de witte dwerg relatief constant is, zou de helderheid van laatstgenoemde niet op zo’n korte tijdschaal mogen fluctueren. De astronomen denken nu dat de oorzaak ligt bij het magnetische veld van de witte dwerg. Op sommige momenten zou dit magnetische veld zo snel ronddraaien dat de brandstofaanvoer vanuit de accretieschijf niet gelijkmatig verloopt, maar zich schoksgewijs voltrekt. Dat resulteert in de quasi-regelmatige helderheidstoenames die zijn waargenomen. (EE)
→ Astronomers see white dwarf ‘switch on and off’ for first time
12 oktober 2021
Astronomen hebben ongewone signalen ontdekt die uit de richting van het centrum van de Melkweg komen. De radiogolven passen niet in het gebruikelijke patroon van veranderlijke radiobronnen en kunnen wijzen op het bestaan van een nieuwe klasse van stellaire objecten (The Astrophysical Journal, 12 oktober). Veel soorten sterren variëren op allerlei golflengten in helderheid. Bekende voorbeelden zijn pulsars, supernova’s, vlamsterren en snelle radioflitsers. In eerste instantie werd bij de ontdekking van de nu ontdekte radiobron – ASKAP J173608.2-321635 – aan een pulsar gedacht: het snel ronddraaiende, compacte restant van een ‘dode’ ster. Maar de signalen ervan komen niet overeen met hoe pulsars zich gedragen. Het vreemde object is opgespoord door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Ziteng Wang van de Universiteit van Sydney (Australië). Het werd ontdekt bij een survey met de gevoelige ASKAP-radiotelescoop in West-Australië. Kijkend naar het centrum van de Melkweg ontdekten de astronomen een bron die aanvankelijk ‘onzichtbaar’ was, maar vervolgens een factor honderd helderder werd, op onvoorspelbare momenten uitdoofde en weer opdook. Dit patroon werd in 2020 zes keer weken achtereen gezien, maar pogingen om het object ook met een optische telescoop te bekijken liepen op niets uit. Ook op röntgen- en nabij infrarode golflengten is het object onzichtbaar. Het feit dat de radiostraling van ASKAP J173608.2-321635 sterk gepolariseerd is, kan er op wijzen dat deze onderhevig is aan verstrooiing en magnetische velden, mogelijk in het interstellaire medium tussen ons en de bron in. Maar het is ook denkbaar dat het object zélf sterk magnetisch is. Al met al staan de astronomen voor een raadsel. Het gedrag van ASKAP J173608.2-321635 doet een beetje denken aan dat van de zogeheten Galactic Center Radio Transients (ook wel ‘burpers’ genoemd). Maar het probleem is dat deze kleine klasse van radiobronnen heel klein is – er zijn er pas drie bekend – en dat ook deze objecten niet goed begrepen worden. (EE)
→ Strange radio waves emerge from the direction of the galactic centre
7 september 2021
Witte dwergsterren kunnen er jonger uitzien dan ze in werkelijkheid zijn. Dat is ontdekt door onderzoek met de Hubble Space Telescope aan witte dwergen in de bolvormige sterrenhoop M13, in het sterrenbeeld Hercules.
Witte dwergen zijn de compacte, afkoelende overblijfselen van sterren zoals de zon die aan het eind van hun leven een groot deel van hun buitenlagen de ruimte in hebben geblazen (in de vorm van een zogheten planetaire nevel), en waarin geen kernfusiereacties in het inwendige meer voorkomen. Hoe ouder ze zijn, hoe koeler hun oppervlak is, en hoe minder licht ze uitstralen.
In de (oude) bolhoop M13 zijn nu echter witte dwergen ontdekt die helderder en heter zijn dan je zou verwachten op basis van hun leeftijd. Aan het oppervlak van deze sterren vinden nog steeds stabiele kernfusiereacties plaats, waarbij waterstof wordt omgezet in helium.
Hubble bestudeerde in totaal ruim 700 witte dwergen in twee bolvormige sterrenhopen: M13 en M3. In die laatste komen alleen 'gewone' witte dwergen voor. Het verschil is vermoedelijk terug te voeren op het feit dat M13 in het algemeen meer hete sterren bevat.
Hoe de 'jeugdig ogende' witte dwergen precies zijn geëvolueerd is nog niet duidelijk; toekomstig onderzoek aan andere bolhopen zal daar mogelijk uitsluitsel over kunnen geven. Wel is duidelijk dat je voor een goede leeftijdsbepaling van een witte dwerg niet eenvoudigweg kunt afgaan op de waargenomen temperatuur en lichtkracht. (GS)
→ Hubble Discovers Hydrogen-Burning White Dwarfs Enjoying Slow Ageing
2 september 2021
Met behulp van de Europese Very Large Telescope in Chili en de Hubble Space Telescope in een baan om de aarde hebben sterrenkundigen de invloed gemeten van een pasgeboren protoster in de Orionnevel op zijn omgeving.
Protosterren blazen energierijke 'jets' (straalstromen) de ruimte in, in twee tegenovergestelde richtingen. Waar zo'n jet in botsing komt met het omringende nevelgas, ontstaat een schokfront, dat (zeker op infrarode golflengten) zichtbaar is als een klein, helder gebiedje - een zogeheten Herbig-Haro-object (genoemd naar de twee ontdekkers). HH204 is zo'n Herbig-Haro-object in de Orionnevel, een van de actiefste stervormingsgebieden in de omgeving van de zon, op ca. 1350 lichtjaar afstand.
Uit de metingen blijkt onder andere dat er in HH204 tot wel 350% meer gasatomen van zware elementen zoals ijzer en nikkel voorkomen dan elders in de Orionnevel. Dat komt doordat het nevelmateriaal ter plekke sterk wordt samgendrukt en verhit door de protostellaire jet, waardoor miscroscopische vaste metaaldeeltjes verdampen.
Het onderzoek, geleid door de Spaanse astronoom José Eduardo Méndez Delgado, is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Anatomy of the impact of a protostellar jet in the Orion Nebula
17 augustus 2021
Wetenschappers hebben een nog niet eerder opgemerkt onderdeel van ons Melkwegstelsel ontdekt: een van de spiraalarmen vertoont een uitsteeksel bestaande uit een verzameling jonge sterren en sterren-vormende gaswolken. Deze 3000 lichtjaar lange structuur is de eerste waarvan de oriëntatie zo drastisch afwijkt van die van de spiraalarm. Astronomen weten zo ongeveer hoe groot ons Melkwegstelsel is en welke vormen zijn spiraalarmen hebben, maar veel is nog onbekend. We kunnen vanaf de aarde nu eenmaal niet de volledige structuur van het stelsel overzien. Om toch meer te weten te komen over ons sterrenstelsel, heeft het onderzoeksteam, onder leiding van Michael Kuhn van het California Institute of Technology, zich gericht op een nabijgelegen deel van een zijn spiraalarmen: de zogeheten Sagittariusarm. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens die zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop Spitzer, voordat deze in januari 2020 werd uitgeschakeld. Spitzer nam het heelal waar op infraroodgolflengten – een soort straling die door wolken van gas en stof heen gaat, terwijl gewoon licht wordt tegengehouden. Om een driedimensionaal beeld te krijgen het betreffende deel van de Sagittariusarm, hebben Kuhn en zijn collega’s daarnaast ook de meest recente gegevens van de Europese Gaia-satelliet gebruikt. Deze satelliet doet nauwkeurige metingen van de afstanden en snelheden van sterren. Uit de Gaia-gegevens bleek dat de lange, dunne ‘zijtak’ van de Sagittariusarm uit jonge sterren bestaat die met bijna dezelfde snelheid en in dezelfde richting door de ruimte bewegen. Normaal gesproken voegen jonge sterren en gasnevels zich keurig naar de spiraalarm waar ze deel van uitmaken. Maar daar trekt het onderzochte deel van de Sagittariusarm zich niks van aan: de structuur staat duidelijk schuin op de rest van de arm. Het uitsteeksel omvat een aantal bekende gasnevels, waaronder de Adelaarsnevel (beroemd vanwege zijn ‘Zuilen der Schepping’) en de Lagunenevel. Vergelijkbare structuren, die ook wel hanensporen of veren worden genoemd, zijn ook in de armen van andere spiraalstelsels aangetroffen. Wetenschappers vroegen zich dan ook al tientallen jaren af of de spiraalarmen van ons Melkwegstelsel ook van die uitsteeksels zouden vertonen. En dat lijkt dus inderdaad het geval te zijn. (EE)
→ Astronomers Find a ‘Break’ in One of the Milky Way’s Spiral Arms
16 augustus 2021
Nieuw onderzoek van actief stervormingsgebied in het sterrenbeeld Ophiuchus (Slangendrager) geeft meer inzicht in de omstandigheden waarin ons eigen zonnestelsel is ontstaan. Het onderzoek laat met name zien hoe ons zonnestelsel verrijkt kan zijn geraakt met kortlevende radioactieve elementen, zoals aluminium-26 (Nature Astronomy, 16 augustus). Bewijzen voor dit verrijkingsproces bestaan al sinds de jaren 70 van de vorige eeuw, toen wetenschappers bepaalde minerale insluitsels in meteorieten ontdekten, die vervalproducten van kortlevende radionucliden bevatten. Deze radioactieve elementen zouden afkomstig kunnen zijn van een relatief nabije exploderende ster (een supernova) en/of van de sterke ‘sterrenwind’ van een klasse van zware sterren die Wolf-Rayetsterren worden genoemd. Bij hun waarnemingen van het stervormingsgebied in Ophiuchus heeft een Amerikaans onderzoeksteam interacties ontdekt tussen de gaswolken waarin zich nieuwe sterren vormen en de radionucliden in een naburige jonge sterrenhoop. Het radioactieve aluminium-26 in het Ophiuchus-stervormingsgebied verraadt zijn bestaan doordat het een bron van gammastraling is – energierijke elektromagnetische straling die met ruimtetelescopen kan worden waargenomen. Het stervormingsgebied is daarnaast ook op infraroodgolflengten onderzocht. De nieuwe bevindingen wijzen erop dat supernova-explosies in de sterrenhoop de meest waarschijnlijke bron van kortlevende radionucliden in het stervormingsgebied zijn. Dat suggereert dat ook ons eigen zonnestelsel hoogstwaarschijnlijk samen met een jonge sterrenhoop in een reusachtige gaswolk is ontstaan. Dat wil overigens niet zeggen dat elk nieuw gevormd stersysteem evenveel kortlevende radionucliden bevat. Modelberekeningen laten zien dat de hoeveelheid aluminium-26 die in een nieuw stersysteem terechtkomt sterk kan variëren. En dat is van belang voor de vroege evolutie van planeten. Bij het verval van aluminium-26 komt warmte vrij, en hoe meer warmte, des te droger zullen de planeten-in wording zijn. (EE)
→ Nearby star-forming region yields clues to the formation of our solar system
10 augustus 2021
Op 8 augustus is de ster RS Ophiuchi (RS Oph) binnen korte tijd een factor 600 helderder geworden. Daardoor is hij nu (net) met het blote oog te zien. Normaal gesproken is de ster alleen waarneembaar met een telescoop. RS Oph is een zogeheten recurrente nova op 5000 lichtjaar van de aarde. Ruwweg eens in de vijftien jaar ondergaat hij een forse explosie, waardoor hij gedurende enige tijd veel helderder is dan normaal. Voor het laatst gebeurde dit in 2006. RS Oph is in feite een dubbelster. Het bestaat uit een witte dwergster en een koele rode reuzenster. Deze laatste draagt in een gestaag tempo gas over aan zijn begeleider. Zodra zich een kritieke hoeveelheid van die materie op het oppervlak van de dwergster heeft verzameld, komt het tot een thermonucleaire explosie. De ster maakt deel uit van het sterrenbeeld Ophiuchus oftewel Slangendrager. Dit sterrenbeeld is momenteel 's avonds boven de zuidelijke tot zuidwestelijke horizon te vinden (kaartje). Naar verwachting zal de ster de komende weken geleidelijk zwakker worden en uiteindelijk niet meer waarneembaar zijn met het blote oog. (EE)
→ RS Ophiuchi in a rare outburst to naked-eye visibility
12 juli 2021
Astronomen hebben twee sterren ontdekt die – uiteindelijk met catastrofale gevolgen – naar elkaar toe spiralen. De grootste van de twee sterren is al niet meer rond, maar druppelvormig. Deze vorm wordt veroorzaakt door de zware witte dwerg waarmee hij een paar vormt. De ontdekking is gedaan door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Warwick (Nature Astronomy, 12 juli). De onderzochte dubbelster, met de aanduiding HD265435, bevindt zich op een afstand van ruwweg 1500 lichtjaar en bestaat uit een hete subdwergster en een witte dwergster die in ongeveer 100 minuten om elkaar heen wentelen. Doordat de beide sterren naar elkaar toe spiralen, zal deze omlooptijd geleidelijk steeds korter worden. Over ongeveer 70 miljoen jaar eindigt deze ‘dans’ in een supernova-explosie van type Ia. Een supernova-explosie van type Ia kan op twee manieren op gang komen. In het eerste scenario onttrekt een witte dwerg genoeg massa aan een begeleidende ster om 1,4 keer zo zwaar te worden als onze zon. Bij het bereiken van deze kritieke grens komen kernfusiereacties in het inwendige van de witte dwerg op gang, die tot een catastrofale explosie leiden. HD265435 lijkt het alternatieve scenario te volgen: de witte dwerg onttrekt niet genoeg massa aan zijn begeleider, maar zal uiteindelijk wel met deze samensmelten. Omdat de gezamenlijke massa van de twee sterren boven de 1,4 zonsmassa ligt, zal ook dit in een supernova-explosie resulteren. Tot nu toe is nog maar een handjevol van dit soort ‘kritieke’ dubbelstersystemen bekend. De ontdekking is gebaseerd op waarnemingen van de NASA-satelliet TESS. Deze satelliet kan de witte dwergster niet rechtstreeks waarnemen, omdat deze wordt overstraald door het felle licht van de hete subdwerg. Maar omdat deze laatste door de aantrekkingskracht van de nabije witte dwerg is uitgerekt tot een druppel, vertoont hij karakteristieke helderheidsvariaties. Uit deze variaties kan worden afgeleid dat de ‘onzichtbare’ witte dwerg ongeveer net zoveel massa heeft als onze zon, maar iets kleiner is dan de aarde. De hete subdwerg ‘weegt’ maar ongeveer 0,6 zonsmassa. (EE)
→ Teardrop star reveals hidden supernova doom
7 juli 2021
Een enorme explosie van tot nog toe onbekende aard – tien keer zo krachtig als een supernova – zou volgens een internationaal onderzoeksteam onder leiding van David Yong van de Australian National University (ANU) de verklaring kunnen zijn voor de bijzondere samenstelling van een 13 miljard jaar oude ster in het buitengebied van ons Melkwegstelsel. Een ‘magneto-rotationele hypernova’ zou daar de oorzaak van zijn (Nature, 7 juli). De 7500 lichtjaar verre ster, die de aanduiding SMSS J200322.54-114203.3 heeft gekregen, bevat meer zink, uranium, europium en wellicht ook goud dan andere sterren van zijn leeftijd. Volgens Yong en zijn collega’s zijn samensmeltingen van neutronensterren – de meest voor de hand liggende leveranciers van deze zware elementen – ontoereikend om de samenstelling van de ster te verklaren. Voor de vorming van de genoemde elementen is een grote hoeveelheid neutronen nodig, en de astronomen hebben berekend dat alleen de gewelddadige ineenstorting van een zeer vroege ster - versterkt door een snelle rotatie en de aanwezigheid van een sterk magnetisch veld - de extra benodigde neutronen kan verklaren. De eerste sterren in het heelal bestonden bijna volledig uit waterstof en helium. Uiteindelijk zijn deze sterren geëxplodeerd en stortten hun kernen in tot neutronensterren of zwarte gaten. Bij dat proces werden zware elementen gevormd die in kleine hoeveelheden werden opgenomen in de volgende generatie van sterren – de oudste sterren die nu nog bestaan.De afgelopen jaren zijn astronomen veel te weten gekomen over de hoeveelheden zware elementen die bij deze vroege sterexplosies kunnen zijn vrijgekomen. En de samenstelling van SMSS J200322.54-114203.3 past gewoon niet in dat plaatje. Omdat de zware elementen in de ster toch ergens vandaan moeten zijn gekomen, denken Yong en zijn collega’s dat de ster het eerste ‘tastbare’ bewijs is voor een extreem soort supernova-explosie, die alle stabiele elementen van het periodiek systeem tegelijk produceerde: een ‘kerncollaps-hypernova’ van een snel draaiende, sterk gemagnetiseerde zware ster. Hypernovae zijn al bekend sinds het einde van de jaren negentig. Het is echter voor het eerst dat een aanwijzing is gevonden voor een hypernova-explosie van een zware ster met zowel een snelle rotatie als een sterk magnetisch veld. (EE)
→ New type of massive explosion explains mystery star
5 juli 2021
De bolvormige sterrenhoop Palomar 5 bevat ruwweg drie keer zoveel zwarte gaten als op grond van het aantal sterren in de sterrenhoop werd verwacht. Dat betekent dat meer dan twintig procent van de massa van Palomar 5 uit zwarte gaten bestaat. En deze objecten hebben elk ongeveer twintig keer zoveel massa als onze zon. Tot die conclusie komt een onderzoeksteam onder leiding van de Nederlandse astronoom Mark Gieles van de Universiteit van Barcelona (Nature Astronomy, 5 juli). Palomar 5 is een bolvormige sterrenhoop in het sterrenbeeld Slang, op ongeveer 80.000 lichtjaar afstand. Hij is een van de ruwweg 150 bolvormige sterrenhopen die om ons Melkwegstelsel draaien. Net als de meeste van zijn soortgenoten is Palomar ongeveer 10 miljard jaar oud, wat betekent dat hij tijdens de vroege ontstaansfase van de Melkweg is gevormd. Hij heeft ongeveer tien keer minder massa en is vijf keer zo groot als de gemiddelde bolvormige sterrenhoop en is bezig om uit elkaar te vallen. Sterrenhopen als Palomar 5 worden in verband gebracht met de zogeheten sterrenstromen die de afgelopen jaren in het buitengebied van ons Melkwegstelsel zijn ontdekt. Het vermoeden bestaat dat deze lange linten van sterren de overblijfselen zijn van sterrenhopen die uiteen zijn gevallen. Palomar 5 is tot nu toe de enige sterrenhoop die rechtstreeks aan zo’n sterrenstroom kan worden gelinkt. Aan de hand van computersimulaties hebben Gieles en zijn medewerkers de banen en de evolutie van elke ster van Palomar 5 nagebootst. Ze varieerden de initiële eigenschappen van de sterrenhoop totdat een duidelijke overeenkomst werd gevonden met de waarnemingen van de sterrenhoop en de bijbehorende sterrenstroom. De zwarte gaten in Palomar 5 zijn ontstaan bij supernova-explosies van zware sterren. Aanvankelijk was hun aandeel kleiner dan nu, maar doordat sterren gemakkelijker uit de sterrenhoop konden ontsnappen, is het relatieve aantal zwarte gaten mettertijd toegenomen. De computersimulaties laten zien dat de sterrenhoop kort voordat hij over ruwweg een miljard jaar helemaal uit elkaar valt volledig uit zwarte gaten zal bestaan. (EE)
→ Astronomers discover an oversized black hole population in the star cluster Palomar 5
30 juni 2021
Astronomen hebben de kleinste en zwaarste witte dwergster ontdekt die ooit is waargenomen. De smeulende sintel, die ontstaan is door het samensmelten van twee lichtere witte dwergen, heeft meer massa dan onze zon, maar is niet veel groter dan onze maan (Nature, 1 juli). Het klinkt paradoxaal, maar kleine witte dwergen hebben meer massa dan grote. Dat komt doordat in witte dwergen geen kernfusie meer plaatsvindt. Bij normale sterren biedt de daarbij gegeneerde energie tegenwicht aan de eigen zwaartekracht. Witte dwergen zijn de ineengestorte restanten van sterren die ooit maximaal acht keer zo zwaar waren als onze zon. Ook de zon zal over ongeveer vijf miljard jaar haar buitenste lagen afstoten en samentrekken tot een witte dwerg. Ongeveer 97 procent van alle sterren ondergaan dit lot. Anders dan onze zon hebben veel sterren een andere ster als begeleider. En wanneer deze sterren elk lichter zijn dan acht zonsmassa’s, eindigen ze beide als witte dwergen die geleidelijk naar elkaar toe spiralen en met elkaar versmelten. Als ze samen genoeg massa hebben, resulteert dat in een supernova-explosie. Zo niet, dan ontstaat simpelweg een nieuwe, zwaardere witte dwerg die snel om zijn as tolt en een sterk magnetisch veld ontwikkelt. Dat laatste lijkt met de nu ontdekte kleine witte dwergster ZTF J1901+1458 te zijn gebeurd. Het object heeft bijna anderhalf keer zoveel massa als onze zon en een magnetisch veld dat bijna een miljard keer sterker is. Het heeft een rotatietijd van slechts zeven minuten. Volgens zijn ontdekkers heeft de witte dwerg zoveel massa dat hij nog verder ineen kan storten. In dat geval zou hij veranderen in een zogeheten neutronenster. Uit het feit dat een object als dit op de relatief kleine afstand van 130 lichtjaar is aangetroffen, leiden de astronomen af dat er in ons Melkwegstelsel veel van dit soort kleine, zware witte dwergsterren te vinden moeten zijn. En dat zou weer kunnen betekenen dat veel neutronensterren uit samensmeltende witte dwergen zijn voortgekomen. (EE)
→ Astronomers Have Identified A White Dwarf So Massive That It Might Collapse
28 juni 2021
Een wereldwijd onderzoeksteam, onder leiding van astronomen van de Universiteit van Californië te Santa Barbara (UCSB), heeft het eerste overtuigende bewijs gevonden voor een type supernova-explosie dat al veertig jaar geleden op theoretische gronden is voorspeld: een ‘elektronenvangst-supernova’. Supernova’s van dit type worden in verband gebracht met zogeheten SAGB-sterrren, een zeldzame klasse van zware sterren. De ontdekking geeft meer inzicht in de supernova die in het jaar 1054 drie weken lang bij daglicht te zien was (Nature Astronomy, 28 juni). De nieuwe klasse van een supernova-explosies is een lichtere variant van de explosies die sterren van meer dan tien zonsmassa’s ondergaan. Deze sterren zetten door middel van kernfusie in hoog tempo lichte elementen om in zwaardere, totdat hun kernen geheel uit ijzer bestaan en vervolgens ineenstorten tot een zwart gat of een neutronenster. In sterren die net iets lichter zijn dan tien zonsmassa’s hebben niet genoeg massa om een ijzerkern te vormen. Bij hen stoppen de fusiereacties al zodra hun kernen uit zuurstof, neon en magnesium bestaan. Wanneer dat gebeurt, wordt een deel van de elektronen in kern van de ster ‘ingevangen’ door hun atoomkernen. Door het verdwijnen van de elektronen bezwijkt de kern van de ster onder zijn eigen gewicht en volgt er een relatief zwakke supernova-explosie. Het bestaan van dit soort supernova’s werd in 1980 voorspeld door de Japanse astronoom Ken'ichi Nomoto en anderen. Mettertijd zijn ook voorspellingen gedaan van hoe de SAGB-sterren die uiteindelijk zo’n supernova-explosie ondergaan eruit zouden moeten zien. Deze zware sterren zouden al vóór de explosie veel massa moeten verliezen en een ongewone chemische samenstelling moeten vertonen. En de uiteindelijke supernova-explosie zou relatief weinig radioactief ‘puin’ moeten achterlaten. Dit laatste is daadwerkelijk waargenomen bij een supernova die in 2018 te zien was in het 31 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 2146. En Daichi Hiramatsu van de UCSB en zijn collega’s hebben op oude opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop nu ook de waarschijnlijke voorganger van de toenmalige supernova-explosie opgespoord: een ster die sterke overeenkomsten vertoont met een SAGB-ster. Het nieuwe onderzoek versterkt het al bestaande vermoeden dat ook de supernova-explosie van 1054 – waarvan het restant bekendstaat als de Krabnevel – een elektronenvangst-supernova was. Het verklaart ook waarom deze supernova wat helderder was dan de theoretische modellen voorspelden: zijn helderheid werd vermoedelijk versterkt doordat het puin van de supernova in botsing kwam met materiaal dat voordien al door de oorspronkelijke ster was uitgestoten, net zoals dat bij de supernova van 2018 lijkt te zijn gebeurd. (EE)
→ The discovery of a new type of supernova illuminates a medieval mystery
23 juni 2021
Onderzoekers van de Universiteit van Maryland hebben de eerste afbeelding met hoge resolutie gemaakt van een uitdijende bel van heet plasma en geïoniseerd gas waarin sterren worden geboren. Eerdere afbeeldingen lieten de bel en het uitdijende karakter ervan niet duidelijk zien. Bij hun analyse maakten de onderzoekers gebruik van gegevens van een van de helderste en grootste stervormingsgebieden in het Melkwegstelsel, die met de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)-telescoop zijn verkregen. Daaruit blijkt dat de sterrenhoop Westerlund 2 is omgeven door één enkele uitdijende gasbel, terwijl eerdere onderzoeken erop leken te wijzen dat er twee bellen rond Westerlund 2 zouden kunnen zijn. De onderzoekers hebben ook de bron van de bel geïdentificeerd, evenals de energie die de expansie aandrijft (The Astrophysical Journal, 23 juni). Wanneer zware sterren worden geboren, produceren ze een veel sterkere uitstoot van protonen, elektronen en atomen dan onze zon. Deze uitstoot wordt ‘sterrenwind’ genoemd, en extreme sterrenwinden zijn in staat bellen te blazen in de omringende wolken van koud, dicht gas. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gekeken naar de expanderende bel rond Westerlund 2. Daarbij hebben ze zijn straal, massa en uitdijingssnelheid kunnen meten. De oppervlakken van zulke uitzettende bellen bestaan uit een dicht gas van geïoniseerde koolstof en vormen een soort buitenschil rond de bellen. Aangenomen wordt dat er binnenin deze schillen nieuwe sterren worden gevormd. Maar net als bij kokende soep in pan, overlappen de bellen die deze sterrenhopen omsluiten elkaar en zijn ze vermengd met wolken van omringend gas. Daardoor is het lastig om de oppervlakken van afzonderlijke bellen te onderscheiden. Postdoc Maitraiyee Tiwari en haar collega’s hebben een duidelijker beeld van de bubbel rond Westerlund 2 verkregen door de straling te meten die de sterrenhoop verspreid over het hele elektromagnetische spectrum uitzendt. Eerdere onderzoeken beperkten zich tot radio- en submillimetergolflengten en leverden daardoor veel minder detailrijke beelden op. Een van de belangrijkste metingen werd gedaan op ver-infrarode golflengten, waarop specifieke koolstofionen in de schil straling uitzenden. Door aan de hand van het dopplereffect te bepalen hoe snel deze ionen bewegen, en in welke richting, hebben Tiwari en haar medeonderzoekers een driedimensionale reconstructie van de uitdijende bel van sterrenwind rond Westerlund 2 kunnen maken. Daarbij ontdekten ze niet alleen dat zich rond Westerlund 2 maar één uitdijende bubbel bevindt, maar ook dat deze ongeveer een miljoen jaar geleden aan één kant is opgebroken, waardoor er heet gas kon ontsnappen en de uitdijing van de schil vertraagde. De uitdijing kwam ongeveer 250.0000 jaar geleden weer op gang, toen een andere zware, heldere ster in Westerlund 2 een sterke sterrenwind begon te produceren. Daarbij leefde het stervormingsproces in de schil weer op. Vermoedelijk zal dit proces nog wel even doorgaan, al zal het mettertijd steeds minder zware sterren opleveren. (EE)
→ First clear view of a boiling cauldron where stars are born
16 juni 2021
De relatie tussen sterren en de hen omringende planeten lijkt nog complexer te zijn dan al werd vermoed. Dat is de conclusie van een nieuw onderzoek van tienduizenden sterren met behulp van NASA’s röntgensatelliet Chandra. Bij het onderzoek is gekeken naar de impact die krachtige uitbarstingen van jonge sterren kunnen hebben op de planeten die om hen heen cirkelen. Ook onze aarde is, miljarden jaren geleden, door zulke uitbarstingen (van de toen nog jonge zon) geteisterd. Bij het onderzoek, onder leiding van Kostantin Getman van Pennsylvania State University (VS), hebben astronomen Chandra-gegevens geanalyseerd van meer dan 24.000 sterren, verspreid over veertig verschillende stervormingsgebieden. Daarbij hebben ze meer dan duizend sterren opgespoord die zogeheten supervlammen of zelfs megavlammen produceren. Dat zijn uitbarstingen die respectievelijk honderdduizend tot tien miljoen keer zo krachtig zijn als de krachtigste zonnevlam die onze zon in het recente verleden heeft geproduceerd. De krachtige opvlammingen zijn in alle onderzochte stervormingsgebieden en bij sterren van uiteenlopende massa’s waargenomen. Uit de Chandra-gegevens blijkt dat elke jonge ster meerdere supervlammen per week produceert en ongeveer twee megavlammen per jaar. De onderzochte sterren zijn allemaal jonger dan vijf miljoen jaar. Ter vergelijking: onze zon bestaat al 4,5 miljard jaar. Astronomen vermoeden dat de krachtige uitbarstingen gunstig kunnen zijn voor het planeetvormingsproces. Ze verdrijven het gas en stof uit de omgeving van de ster en stimuleren daarmee het ontstaan van rotsachtig materiaal dat cruciaal is voor de vorming van planeten. Anderzijds kunnen de super- en megavlammen reeds gevormde planeten met zo veel krachtige straling bestoken, dat ze hun eventuele atmosferen kwijtraken. (EE)
→ The Give and Take of Mega-Flares From Stars
16 juni 2021
Een internationaal team van onderzoekers met daarbij Alex de Koter (Universiteit van Amsterdam en KU Leuven) heeft het mysterie opgelost rond de plotseling zwakker schijnende ster Betelgeuze. Deze grote ster in het sterrenbeeld Orion werd eind 2019 opeens donkerder en lichtte in maart 2020 weer op. De oorzaak blijkt een enorme stofsluier die de ster overschaduwde en dus niet een ophanden zijnde supernova. De onderzoekers publiceren hun bevindingen donderdag in het vakblad Nature. Betelgeuze is een rode superreus die bijna 20 keer zo zwaar is als de zon en een bijna 1200 keer grotere straal heeft. De meeste rode superreuzen exploderen op enig moment als supernova. Voorafgaand aan zo’n explosie kan de ster minder fel gaan schijnen. Mede-onderzoeker en expert op het gebied van zeer grote sterren Alex de Koter: ‘Dus toen Betelgeuze zoveel lichtzwakker werd, hielden we ons hart vast.’ De onderzoekers gebruikten de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili en maakten opnamen in december 2019, januari 2020 en maart 2020. ‘Voor deze ene keer zagen we het uiterlijk van een ster eens op een tijdschaal van enkele weken veranderen’, zegt onderzoeksleider Miguel Montargès (Observatoire de Paris en KU Leuven). Op basis van de telescoopbeelden en de bestaande kennis over Betelgeuze gaan de onderzoekers ervan uit dat de ster eerst een grote gasbel uitstootte. Daarna koelde een deel van het steroppervlak af. Dat zorgde ervoor dat de gasbel condenseerde tot een wolk met vaste silicaatdeeltjes. En die stofwolk overschaduwde de ster vervolgens als een soort stofsluier. De Koter: ‘Zo'n stofwolk ontstaat waarschijnlijk eens in de 5 à 10 jaar, maar dat er een precies voor de ster zit, gebeurt hoogstens eens per eeuw. Zeldzaam dus, maar het is geen vooraankondiging van het einde van de ster. Natuurlijk blijven we Betelgeuze en andere rode superreuzen nauwgezet volgen, want je weet maar nooit.’
→ Oorspronkelijk persbericht
15 juni 2021
De draaiing van de centrale balk van ons Melkwegstelsel, die uit miljarden opeengehoopte sterren bestaat, is sinds zijn ontstaan met ongeveer een kwart vertraagd. Deze afremming werd al dertig jaar geleden voorspeld, en is nu voor het eerst ook gemeten. De meting, verricht door een team van Britse onderzoekers, is gebaseerd op gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. Bij hun onderzoek hebben de astronomen de Gaia-gegevens geanalyseerd van de zogeheten Hercules-stroom – een grote opeenhoping van sterren die in hetzelfde tempo om het Melkwegcentrum draait als de centrale balk. Deze sterren zijn in de greep van de zwaartekracht van de draaiende balk. Als de draaiing van de balk afneemt, zouden de sterren zich naar verwachting verder naar buiten verplaatsen, zodat hun omlooptijden synchroon blijven lopen met de rotatietijd van de balk. De Britse astronomen hebben ontdekt dat de sterren in de Hercules-stroom een specifieke chemische vingerafdruk vertonen. Ze bevatten relatief veel elementen zwaarder dan helium, wat bewijst dat ze zich oorspronkelijk dichter bij het Melkwegcentrum hebben bevonden, waar de sterren tien keer zoveel zware elementen bevatten als die elders in het Melkwegstelsel. Uit dit gegeven leiden astronomen af dat de balk, die biljoenen zonsmassa’s aan materie bevat, sinds zijn ontstaan minstens 24 procent langzamer is gaan draaien. De oorzaak zou volgens hen liggen bij afremmende werking van de donkere materie in de halo (het buitenste omhulsel) van ons Melkwegstelsel. (EE)
→ Dark matter is slowing the spin of the Milky Way’s galactic bar
14 juni 2021
De materie in het binnenste van neutronensterren is minder goed samen te drukken dan eerder werd gedacht. Een mondiaal samenwerkingsverband, geleid door onder anderen Anna Watts van de Universiteit van Amsterdam, komt tot die conclusie nadat ze met NASA’s Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de grootte en massa hebben bepaald van de zwaarst bekende neutronenster: PSR J0740+6620. NICER is een röntgentelescoop aan boord van het Internationale Ruimtestation ISS. Het resultaat is geaccepteerd voor publicatie in het vaktijdschrift Astrophysical Journal Letters. Aan het eind van hun leven raakt de brandstof in de kern van zware sterren op, en klappen ze onder hun eigen gewicht in elkaar, voordat ze ontploffen als supernova. De allerzwaarste sterren blijven achter als zwarte gaten, de andere worden neutronensterren. Neutronensterren zijn extreme objecten: ze hebben meer massa dan de zon bij een doorsnee van enkele tientallen kilometers. Maar welke vorm neemt de materie aan in de binnenkern, waar de dichtheid extreem hoog is? In traditionele modellen van een doorsnee neutronenster, met ongeveer 1,4 maal de massa van de zon, verwachten natuurkundigen dat de binnenkern grotendeels gevuld is met neutronen. De lagere dichtheid zorgt ervoor dat de neutronen ver genoeg uit elkaar blijven om intact te blijven, en deze innerlijke stijfheid resulteert in een grotere neutronenster. In zwaardere neutronensterren zoals J0740 is de dichtheid van de binnenkern veel hoger, waardoor de neutronen dichter op elkaar worden gedrukt. Het is onduidelijk of neutronen onder deze omstandigheden intact kunnen blijven of dat ze in plaats daarvan in quarks uiteenvallen. Op basis van de metingen met NICER schatten de onderzoekers dat J0740 een diameter van 25 tot 27 kilometer heeft. Daarmee is hij ongeveer even groot als de eerder onderzochte neutronenster J0030, terwijl deze laatste ongeveer een derde minder zwaar is. Dat sluit uit dat het inwendige van J0740 is samengedrukt tot een ‘zee’ van quarks.
→ Volledig persbericht
11 juni 2021
Britse astronomen hebben een reuzenster op 25.000 lichtjaar van de aarde ontdekt waarvan de helderheid met een factor 30 afnam. Daarna werd de ster, met de aanduiding VVV-WIT-08 – weer helderder (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 11 juni). Hoewel veel sterren helderheidsvariaties vertonen – bijvoorbeeld omdat ze pulseren of door een andere ster bedekt worden – is het heel uitzonderlijk dat een ster in de loop van enkele maanden steeds zwakker wordt om vervolgens weer in helderheid toe te nemen. De ontdekkers denken dat de ster, die honderd keer zo groot is als onze zon, een nog onbekende begeleider heeft die, vanaf de aarde gezien, eens in de paar decennia voor hem langs schuift. Het zou gaan om een zwakke ster of een planeet die omgeven is door een ondoorzichtige stofschijf. Er waren al twee andere sterren bekend die een vergelijkbaar gedrag vertonen. De ene is de reuzenster Epsilon Aurigae, die eens in de de 27 jaar deels achter een enorme stofschijf verdwijnt en ongeveer de helft zwakker wordt. Het tweede voorbeeld is de recent ontdekte ster TYC 2505-672-1 die eens in de 69 jaar een bedekking ondergaat. VV-WIT-08 is ontdekt in het kader van de VISTA Variables in the Via Lactea survey (VVV), een project waarbij de helderheden van een miljard sterren worden gemonitord met de VISTA-telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in het noorden van Chili. Naast VV-WIT-08 heeft het Britse team nog twee andere reuzensterren ontdekt die merkwaardig helderheidsgedrag vertonen. Hoe dit soort wijde stersystemen zijn ontstaan, is nog onduidelijk. (EE)
→ Astronomers spot a ‘blinking giant’ near the centre of the Galaxy
8 juni 2021
Een team onder leiding van Lucy Ziurys van de Universiteit van Arizona heeft ongekend gedetailleerde waarnemingen gedaan van zogeheten planetaire nevels. Met behulp van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) registreerden Ziurys en haar team in vijf van deze gasnevels radio-emissies van waterstofcyanide (HCN), formylion (HCO+) en koolmonoxide (CO). Planetaire nevels zijn heldere gasnevels die ontstaan wanneer relatief lichte sterren het einde van hun bestaan naderen. Naar verwachting zullen de meeste sterren in ons Melkwegstelsel, waaronder ook de zon, hun bestaan afsluiten met het uitstoten van een planetaire nevel. Nadat de stervende ster grote hoeveelheden gas heeft weggeblazen en in een witte dwerg is veranderd, zendt hij gewoonlijk intense ultraviolette straling uit. Lang is gedacht dat deze straling de uitgestoten moleculen tot atomen zou afbreken. De afgelopen jaren zijn echter allerlei organische moleculen in planetaire nevels aangetoond, wat erop wijst dat het wel meevalt met de ‘sloop’ van deze moleculen. De nieuwe waarneemresultaten die vandaag zijn gepresenteerd tijdens de 238ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society ondersteunen het idee dat planetaire nevels belangrijke bronnen van moleculair materiaal zijn – materiaal dat weer als grondstof dient voor de vorming van nieuwe sterren en planeten. Tot voor kort gingen astronomen ervan uit dat wolken van moleculair gas – ook wel ‘stellaire kraamkamers’ genoemd – helemaal opnieuw zouden moeten beginnen met het samenvoegen van atomen tot moleculen. Maar het lijkt er nu dus op dat ze van meet af aan al van moleculen zijn voorzien. Als dat inderdaad zo is, zou dat de chemische evolutie van pas gevormden stersystemen sterk versnellen. Volgens Ziurys zijn veel planetaire nevels enigszins een raadsel, omdat ze allerlei vreemde vormen vertonen terwijl ze door bolvormige sterren zijn uitgestoten. Volgens haar wordt de complexe geometrie van de nevels veroorzaakt door bepaalde processen die samenhangen met de nucleosynthese – de vorming van nieuwe elementen – in de ster. Een mogelijk verklaring zouden de zogeheten heliumflitsen in de ster kunnen zijn – de uiterst korte, maar zeer explosieve kernreacties die zich buiten de kern van de stervende ster afspelen. Bij zo’n heliumflits kan stermaterie via de polen van de ster worden weggeblazen en door magnetische velden worden weggeleid. En dit zal gevolgen hebben voor de vorm van de nevel die zich om de ster vormt. In een tweede presentatie doet Lilia Koelemay, een promovendus in de onderzoeksgroep van Ziurys, verslag van de ontdekking van organische moleculen in de buitenwijken van ons Melkwegstelsel, ver buiten de zogeheten galactische leefbare zone. Deze zone, waarbinnen ook ons zonnestelsel zich bevindt, wordt beschouwd als een gebied waar de omstandigheden gunstig zijn voor het ontstaan van leven. Aangenomen wordt dat dit gebied zich uitstrekt tot ongeveer 32.600 lichtjaar van het centrum van het Melkwegstelsel. Met behulp van de ARO-telescoop van de Universiteit van Arizona hebben Koelemay en haar team nu echter de signatuur van methanol ontdekt in zeer koude moleculaire wolken op meer dan tweemaal zo grote afstand van het Melkwegcentrum. De aanwezigheid daar van dit eenvoudige organische molecuul doet vermoeden dat de leefbare zone van het Melkwegstelsel veel omvangrijker is dan tot nog toe werd aangenomen. (EE)
→ Organic molecules reveal clues about dying stars and outskirts of Milky Way
3 juni 2021
Witte dwergen, de gloeiende kernen van dode sterren, zijn vaak omgeven door stoffig puin. Deze puinschijven verschijnen echter pas 10 tot 20 miljoen jaar nadat de oorspronkelijke ster tot ‘rode reus’ opzwol en zijn gasmantel afstootte. Nieuw onderzoek door Jordan Steckloff van het Planetary Science Institute in Tucson, Arizona (VS) heeft een verklaring voor deze vertraging opgeleverd (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Wanneer een zonachtige ster geen nucleaire brandstof meer heeft, zwelt hij op en verliest hij een groot deel van zijn massa. Het resterende deel stort ineen tot een witte dwerg – een bal van koolstof en zuurstof ter grootte van de aarde met ongeveer de helft van de massa van de zon. Tijdens dit proces worden de omloopbanen van planeten en planetoïden die om de ster draaien verstoort. Als gevolg daarvan kunnen sommige planetoïden hun moederster (de witte dwerg) zo dicht naderen, dat ze door getijdenkrachten tot stof worden verpulverd. De verwachting was dan ook dat jonge witte dwergen omgeven moeten zijn door planetair puin. Waarnemingen laten echter zien dat zulke puinschijven pas een hele tijd later worden gevormd. Steckloff en zijn team hebben met behulp van modelberekeningen aangetoond dat deze vertraging het gevolg is van het feit dat jonge witte dwergen extreem heet zijn. Zó heet dat het stof van verpulverde planetoïden snel verdampt en verdwijnt. Het stof stopt pas met verdampen wanneer het oppervlak van de witte dwerg is afgekoeld tot een temperatuur van ongeveer 27.000 graden. Het resultaat in overeenstemming met waarnemingen van deze witte dwergsystemen: alle stoffige puinschijven zijn aangetroffen bij witte dwergen die koeler zijn dan deze kritische temperatuur. (EE)
→ White Dwarf Stars’ Debris Disk Formation Delayed
26 mei 2021
Onderzoek door wetenschappers van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) zetten vraagtekens bij de schommelbeweging die de vervormde schijf van ons Melkwegstelsel zou vertonen (zie video). Het lijkt erop dat deze schommelbeweging of precessie niet bestaat of op z’n minst veel trager is dan werd aangenomen. Al sinds eind jaren 50 weten astronomen dat de schijf van ons Melkwegstelsel, waar het leeuwendeel van zijn honderden miljarden sterren verblijft, niet plat is, maar aan de ene kant wat omhoog, en aan de andere kant wat omlaag is gekromd. Hierdoor bevinden de sterren, het gas en het stof in het buitengebied van het Melkwegstelsel zich niet in hetzelfde vlak als de centrale schijf. Op basis van een analyse van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, kwamen onderzoekers in 2020 tot de conclusie dat de vervorming van de Melkwegschijf niet statisch is, maar met een periode van ongeveer 600 miljoen jaar van oriëntatie verandert, net als een schommelende draaitol. Bij hun nieuwe onderzoek hebben Žofia Chrobáková en Martín López Corredoira van het IAC vastgesteld dat de vermeende schommelbeweging bijna verdwijnt als er – anders dan bij het onderzoek uit 2020 – naar de omvangrijke populatie van miljarden jaren oude sterren wordt gekeken. De verdeling van deze populatie blijkt een veel geringere vervorming te vertonen dan die van de slechts enkele tientallen miljoenen jaren oude sterren die bij het eerdere onderzoek waren gebruikt. Volgens Chrobáková en Corredoira hoeft dat niet per se te betekenen dat de vervorming van de Melkwegschijf géén schommelbeweging maakt, maar die beweging is in elk geval veel trager dan verondersteld. (EE)
→ Does the Milky Way move like a spinning top?
17 mei 2021
Astronomen zijn erin geslaagd om de leeftijden bepalen van enkele van de oudste sterren in ons Melkwegstelsel. Door gegevens van ‘stertrillingen’ en informatie over de chemische samenstelling van de sterren met elkaar te combineren is daarbij een ongekende precisie bereikt (Nature Astronomy, 17 mei). Het onderzoeksteam, onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Birmingham, onderzocht ongeveer honderd rode reuzensterren en heeft daarbij ontdekt dat sommige daarvan oorspronkelijk hebben behoord tot het kleine sterrenstelsel Gaia-Enceladus, dat 8 tot 11 miljard jaar geleden door het Melkwegstelsel is ‘opgeslokt’. De resultaten laten zien dat de groep onderzochte sterren allemaal een vergelijkbare leeftijd hebben, of iets jonger zijn dan de meerderheid van de sterren waarvan bekend is dat ze hun leven in de Melkweg zijn begonnen. Dit bevestigt bestaande theorieën die suggereren dat het Melkwegstelsel al grote aantallen sterren had gevormd vóórdat de fusie met Gaia-Enceladus plaatsvond. De meeste van deze sterren bevinden zich nu duizenden lichtjaren boven en onder het Melkwegvlak. Bij hun berekeningen hebben de astronomen gebruik gemaakt van asteroseismologische gegevens van de Kepler-satelliet, en deze gecombineerd met gegevens van de Europese Gaia-ruimtetelescoop en de spectroscopisch APOGEE-survey. Alledrie leveren informatie op over de eigenschappen van sterren in ons Melkwegstelsel. Asteroseismologie is een relatief nieuwe techniek waarbij de relatieve frequenties en amplitudes van de natuurlijke trillingen van sterren worden gemeten. Op die manier kunnen astronomen informatie verzamelen over de grootte en de inwendige structuur van een ster. En aan de hand daarvan kan een nauwkeurige schatting worden gemaakt van diens leeftijd. (EE)
→ Dating the stars – Scientist provide most accurate picture yet
4 mei 2021
Een team van astronomen, onder leiding van Igor Soszyński van de Universiteit van Warschau (Polen), heeft ontdekt waarom veel zogeheten rode reuzensterren trage, regelmatige helderheidsvariaties vertonen. Uit infraroodwaarnemingen met de NEOWISE-satelliet blijkt dat de oorzaak ervan niet bij de sterren zelf ligt. Zonachtige sterren zwellen tegen het einde van hun bestaan sterk op en koelen daarbij af. Ze veranderen daardoor in ‘rode reuzen’. Nog wat later vertonen ze sterke helderheidsvariaties die verschillende oorzaken kunnen hebben: pulsaties van de sterren zelf, opstijgende convectiecellen in hun atmosfeer en zelfs wolken van stof rond de ster. De veranderlijkheid van de rode reuzensterren wordt redelijk goed begrepen, op één aspect na: dat van de zogeheten lange secundaire perioden. Sommige rode reuzen vertonen naast de eerder genoemde variaties namelijk ook veel tragere helderheidsdips die zich afspelen op tijdschalen van maanden tot jaren. Onduidelijk was of ook deze trage helderheidsvariaties door iets in de ster zelf worden veroorzaakt. Uit infraroodwaarnemingen van zevenhonderd van dit soort sterren blijkt nu dat de helft daarvan in het infrarood een tweede helderheidsdip vertonen die volledig uit fase loopt met de ‘hoofddip’. Volgens Soszyński en collega’s bewijst dit dat de langperiodieke variabiliteit van deze rode reuzensterren wordt veroorzaakt door een kleiner object dat om de ster heen draait. Dat object zou volgens de astronomen een om de ster cirkelende planeet kunnen zijn, die stof uit de opgezwollen atmosfeer van de ster opveegt. Daardoor zou de planeet fors in omvang toenemen, opwarmen en een komeetachtige stofstaart ontwikkelen. Steeds als deze begeleider van ons uit gezien voor zijn ster langs schuift, zien we een diepe helderheidsdip op zowel visuele als infrarode golflengten. De tweede dip ontstaat wanneer de planeet – die geen licht uitzendt, maar wél infraroodstraling – achter zijn ster langs trekt. (EE)
→ Solving the Mystery of Varying Red Giants
3 mei 2021
Een team van astronomen onder Nederlandse leiding heeft ontdekt dat zware sterren anders ontstaan dan hun kleine broertjes en zusjes. Waar kleine sterren vaak een geordende schijf van stof en materie om zich heen hebben, is de materiaalaanvoer bij grote sterren een chaotische puinhoop. Dat blijkt uit waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarvan de resultaten onlangs in het The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd. Van jonge, kleine sterren is goed bekend hoe ze ontstaan. Ze onttrekken op een relatief georganiseerde manier materie aan een schijf van gas en stof. Astronomen hebben al veel van deze stofschijven gezien, maar nog nooit bij jonge, zware sterren. De vraag was dan ook of grote sterren wel op dezelfde manier ontstaan als kleine sterren. ‘Onze waarnemingen hebben nu overtuigend bewijs opgeleverd dat het antwoord nee is’, zegt Ciriaco Goddi, verbonden aan de Radboud Universiteit Nijmegen en het ALMA-expertisecentrum Allegro aan de Universiteit Leiden. Goddi voerde een team aan dat drie zeer jonge, zware sterren bestudeerde in stervormingsgebied W51 op ongeveer 17.000 lichtjaar van de aarde. De onderzoekers zochten speciaal naar grote, stabiele schijven met naar buiten bewegende straalstromen van materiaal, loodrecht op het vlak van de schijf. Met het grote oplossend vermogen van de ALMA-telescopen zouden zulke schijven te zien moeten zijn. Maar in plaats van stabiele schijven toonden de waarnemingen gasslierten die vanuit allerlei richtingen op de jonge, zware sterren af komen. Daarnaast zagen de onderzoekers zogeheten jets die erop duiden dat er mogelijk kleine, voor de telescoop onzichtbare, schijven zijn. Verder lijkt het erop dat de schijf van een van de drie onderzochte sterren zo’n honderd jaar geleden is omgedraaid. Kortom: chaos. De astronomen komen tot de conclusie dat deze zware jonge sterren, in elk geval in hun jonge jaren, worden gevoed met materiaal dat met onregelmatige snelheden uit allerlei richtingen toestroomt – anders dus dan bij kleine sterren, waarbij een stabiele instroom van materiaal plaatsvindt. Ze vermoeden dat dit waarschijnlijk de reden is dat er geen grote, stabiele schijven kunnen ontstaan.
→ Oorspronkelijk persbericht
1 mei 2021
Astronomen vermoeden dat de enorm krachtige magnetische velden van witte dwergsterren op ongeveer dezelfde manier ontstaan als het magnetische veld van de aarde: door middel van een dynamo-mechanisme (Nature Astronomy, 29 april). Witte dwergen zijn de compacte overblijfselen van sterren die aan het einde van hun bestaan hun buitenlagen hebben afgestoten. Ze zijn ruwweg zo groot als de aarde, maar hebben ongeveer net zoveel massa als onze zon. Sommige van deze objecten vertonen een magnetisch veld dat een miljoen keer sterker is dan dat van de aarde, maar tot nu toe was onduidelijk hoe deze ontstaan. Een team onder leiding van Matthias Schreiber van de Universidad Santa María in Chili denkt nu een oplossing te hebben gevonden voor dit raadsel. De wetenschappers hebben aangetoond dat in witte dwergen een dynamo-mechanisme kan optreden, dat vergelijkbaar is met dat van de aarde, maar veel sterkere magnetische velden genereert. In een (fiets)dynamo wekt een ronddraaiende magneet elektrische stromen op in een stroomdraad. In planeten, en blijkbaar ook in sommige witte dwergen, werkt het precies omgekeerd: bewegingen van elektrisch geladen deeltjes wekken een magnetisch veld op. In het geval van de aarde gebeurt dit in de mantel van vloeibaar ijzer die de vaste ijzerkern van onze planeet omgeeft. Een soortgelijke situatie kan optreden in een witte dwergster, mits deze voldoende is afgekoeld. Wanneer een ster zijn gaslagen heeft afgestoten, blijft een zeer hete kern achter (de witte dwerg) die uit vloeibare koolstof en zuurstof bestaat. Zodra deze voldoende is afgekoeld, begint hij van binnenuit te kristalliseren en ontstaat er een vaste kern, die omgeven is door een laag van elektrisch geleidende vloeistof. Dat hoeft niet per se in een krachtig magnetisch veld te resulteren. Maar witte dwergen die materie van een begeleidende normale ster ontvangen, gaan heel snel draaien. Daardoor lopen de snelheden in de vloeistof sterk op en wordt het magnetische veld vele malen sterker. (EE)
→ Discovered: The mechanism that generates huge white dwarf magnetic fields
22 april 2021
Sterren zoals de zon worden draaiend geboren. Maar naarmate ze ouder worden leidt de interactie tussen hun magnetische velden en de uitstoot van geladen deeltjes (‘sterrenwind’) ertoe dat hun rotatie wordt afgeremd. Nieuw onderzoek onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Birmingham (VK) bevestigt dat deze ‘magnetische afremming’ minder effectief is dan verwacht (Nature Astronomy, 22 april). In 2016 vonden astronomen voor het eerst aanwijzingen dat de magnetische afremming bij oudere sterren niet altijd even goed werkt. Dat bleek uit waarnemingen van sterren in dezelfde levensfase als de zon, die sneller leken te draaien dan theoretisch was voorspeld. De ontdekking was gebaseerd op een methode waarbij astronomen donkere vlekken op het oppervlak van een ster lokaliseren, en deze volgen terwijl ze meebewegen met de draaiing van de ster. Bij jonge sterren, die veel ‘stervlekken’ vertonen, werkt deze methode goed, maar oudere sterren vertonen minder stervlekken, waardoor de ‘magnetische afremming’ zich moeilijker laat vaststellen. Bij het nu gepubliceerde onderzoek hebben astronomen niet naar stervlekken gekeken, maar gebruik gemaakt van ‘asteroseismologie’ – een vrij nieuwe techniek waarbij de oscillaties van het steroppervlak worden gemeten die door geluidsgolven in het inwendige van een ster worden veroorzaakt. Door de frequenties van deze oscillaties te meten, kan voor zowel oude als jonge sterren de rotatiesnelheid worden berekend. De nieuwe waarnemingen bevestigen de eerdere resultaten: de magnetische afremming is zwakker dan lang is aangenomen. De exacte oorzaak staat nog niet vast, maar een mogelijke factor kan zijn dat de magnetische velden van sterren mettertijd veranderen. (EE)
→ The Science of Spin – Asteroseismologists Confirm Older Stars Rotate Faster Than Expected
22 april 2021
Astronomen hebben op 1 mei 2019 een grote uitbarsting waargenomen bij Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster na de zon. Het was de grootste ‘flare’ (vlam) van deze ster die ooit in ultraviolet licht is waargenomen. Proxima is een rode dwergster op slechts vier lichtjaar van de aarde. Rond de ster cirkelen minstens twee planeten, waarvan de binnenste ongeveer even groot is als onze eigen planeet. Proxima is zeven keer zo klein als de zon en heeft acht keer zo weinig massa. Ondanks hun geringe omvang staan rode dwergsterren bekend om hun wispelturige gedrag: ze barsten veel vaker en heviger uit dan onze (nogal tamme) zon. Om te onderzoeken of deze uitbarstingen dezelfde oorzaak hebben als die van de zon, heeft een onderzoeksteam onder leiding van Evgenya Shkolnik en Parke Loyd van Arizona State University Proxima veertig uur lang waargenomen met negen telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili en de Hubble-ruimtetelescoop. Het was tijdens deze waarnemingsactie dat Proxima een uitzonderlijk hevige vlam produceerde. Binnen enkele seconden nam de helderheid van de ster in het ultraviolet met een factor 14.000 toe. De sterrenvlam, die slechts zeven seconden duurde, was ook waarneembaar op radiogolflengten. Alles bij elkaar was de vlam honderd keer krachtiger dan de uitbarstingen die onze zon produceert. Het was bovendien niet de enige vlam die Proxima in die veertig uur produceerde. Vermoed wordt dat dit onstuimige gedrag funest kan zijn voor de leefbaarheid van de planeten die om de ster cirkelen. Anderzijds kan de vrijkomende straling ook chemische reacties in gang zetten waarbij moleculen worden gevormd die nodig zijn voor het ontstaan van organisch leven. Sterrenvlammen ontstaan wanneer de magnetische velden nabij het oppervlak van een ster zodanig verstrengeld raken, dat ze knappen. Daarbij komt dermate veel energie vrij dat enorme aantallen geladen deeltjes met bijna de snelheid van het licht de ruimte in worden geschoten. (EE)
→ Humongous flare from sun’s nearest neighbor breaks records
9 april 2021
De Nederlandse sterrenkundige Ewine van Dishoeck (Universiteit Leiden) heeft met een internationaal team van collega's een overzichtsartikel geschreven over alles wat we dankzij ruimtetelescoop Herschel weten over water in de interstellaire ruimte. Het artikel in het vakblad Astronomy & Astrophysics zet bestaande kennis op een rij en bevat ook nieuwe informatie over waar het water op nieuwe, mogelijk leefbare werelden vandaan komt. Hoe en waar water wordt gevormd in de ruimte tussen de sterren en hoe dit water uiteindelijk op een planeet als de aarde terechtkomt, was tot tien jaar geleden niet overtuigend vastgesteld. Dat kwam onder andere doordat waarnemingen met telescopen vanaf de aarde verstoord worden door onze eigen waterrijke atmosfeer. In 2009 lanceerde ESA de ver-infrarode ruimtetelescoop Herschel die onderzoek aan water als een van zijn speerpunten had. Dat gebeurde vooral met het onder Nederlandse leiding gebouwde HIFI-instrument, ook wel de ‘moleculenjager’ genoemd. De telescoop deed tot 2013 dienst. In de afgelopen jaren verschenen er tientallen wetenschappelijke artikelen met losse Herschel-resultaten over water. Nu zijn deze resultaten op een rij gezet, gecombineerd en uitgebreid met nieuwe inzichten. De nieuwe studie beschrijft de levensloop van water van de eerste tot de laatste fase van het stervormingsproces, inclusief de tussenliggende stadia die tot nu toe onderbelicht waren gebleven. Het artikel toont aan dat het merendeel van het water wordt gevormd als ijs op piepkleine stofdeeltjes in de koude en ijle interstellaire wolken. Als die wolk ineenstort tot nieuwe sterren en planeten, blijkt het water vrijwel onaangetast te blijven. Daarna wordt het gros van het water snel verankerd in stofdeeltjes zo groot als kiezelstenen. In de roterende schijf rond de jonge ster vormen die kiezelstenen dan de bouwstenen voor nieuwe planeten. Verder hebben de onderzoekers uitgerekend dat vrijwel alle nieuwe zonnestelsels worden geboren met voldoende water om een paar duizend oceanen te vullen. Ewine van Dishoeck: ‘Het is fascinerend om je te realiseren dat als je een glas water drinkt, het merendeel van die moleculen al meer dan 4,5 miljard jaar geleden zijn gemaakt in de wolk waaruit onze zon en de planeten ontstonden.’ In de toekomst hopen de onderzoekers meer water in het heelal te bestuderen en dan met name in zich vormende planeetstelsels. Maar dat kan nog wel even duren. Een met Herschel vergelijkbare ruimtetelescoop staat namelijk op z'n vroegst rond 2040 gepland. Wel gaat eind 2021 de James Webb ruimtetelescoop de lucht in. Daarop zit het mede in Nederland gebouwde MIRI-instrument dat juist een onderdeel van de waterkaart kan ophelderen dat tot nu toe buiten bereik bleef. MIRI kan namelijk de warme waterdamp zien in de binnenste zones van stofschijven.
→ Volledig persbericht
8 april 2021
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Japanse fysicus Teruaki Enoto, heeft ontdekt dat de ‘gigantische radiopulsen’ van de zogeheten Krabpulsar samenvallen met een toename van de röntgenstraling die deze uitzendt. De ontdekking suggereert dat de pulsen van deze en andere snel ronddraaiende neutronensterren honderden keren energierijker zijn dan tot nu toe werd aangenomen (Science, 9 april). De Krabpulsar is het compacte overblijfsel van een supernova-explosie die in het jaar 1054 door Chinese en Japanse geleerden is waargenomen. Bij deze gebeurtenis is een ster ontploft die ongeveer tien keer zoveel massa had als onze zon. Daarbij werden de buitenlagen van de ster de ruimte in geblazen en stortte zijn kern ineen tot een ongeveer dertig kilometer grote ‘bal’ van neutronen. Van een tiental pulsars in onze Melkweg is bekend dat ze gigantische radiopulsen kunnen produceren – extreem korte pulsen van radiostraling die slechts een milliseconde duren. Het vermoeden bestaat dat deze uitschieters ook de oorsprong kunnen zijn van de zogeheten snelle radioflitsen – korte stoten radiostraling die van bronnen ver buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn. Ook de snelle radioflitsen worden in verband gebracht met (jonge) pulsars. Om dit mogelijke verband nader te onderzoeken, hebben Enoto en zijn collega’s het gedrag van de Krabpulsar onder de loep genomen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens die verspreid over drie jaar zijn verzameld door ruimtetelescopen, radiotelescopen op aarde en NICER, een meetinstrument aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Uiteindelijk is het gelukt om daarbij voor het eerst een duidelijk verband aan te tonen tussen de uitbarstingen op röntgen- en radiogolflengten. (EE)
→ Giant radio pulses from pulsars are hundreds of times more energetic than previously believed
8 april 2021
Aan de hand van gegevens van NASA-ruimtetelescoop Spitzer en twee telescopen op aarde hebben wetenschappers de drie snelst ronddraaiende bruine dwergen ontdekt die ooit zijn waargenomen. Bruine dwergen zijn objecten die qua massa tussen een zware planeet en een lichte ster in zitten. Ze zijn niet in staat om door middel van kernfusie energie op te wekken en stralen daardoor veel minder fel dan ‘echte’ sterren. Het drietal heeft ongeveer dezelfde afmetingen als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel, maar hebben veertig tot zeventig keer zoveel massa. Ze draaien ongeveer in een uur om hun as – tien keer zo snel als Jupiter dat doet. Net als sterren of planeten draaien bruine dwergen al vanaf hun ontstaan om hun as. Doordat ze afkoelen en samentrekken, gaan ze vervolgens sneller draaien – net als een kunstschaatser die zijn armen intrekt. Tot nu toe hebben astronomen de rotatietijden van een stuk of tachtig bruine dwergen gemeten, en die lopen uiteen van minder dan twee uur tot tientallen uren. Vanwege deze grote spreiding in draaisnelheid verraste het de onderzoekers dat de nu ontdekte exemplaren allemaal in ongeveer een uur om hun as wentelen, terwijl er aanwijzingen zijn dat ze zeer uiteenlopende leeftijden hebben. Volgens de astronomen kan dat haast geen toeval zijn: blijkbaar is dit zo’n beetje de hoogst mogelijke draaisnelheid. Onduidelijk is of er ook bruine dwergen bestaan die daadwerkelijk bezig zijn om zichzelf aan flarden te ‘centrifugeren’. Tot nu toe zijn die niet gevonden, en dat zou erop kunnen wijzen dat bruine dwergen van een ingebouwd ‘remmechanisme’ zijn voorzien. (EE)
→ Trio of Fast-Spinning Brown Dwarfs May Reveal a Rotational Speed Limit
30 maart 2021
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een aantal ‘babysterren’ ontdekt in het centrum van ons Melkwegstelsel. Dat is verrassend omdat eerdere onderzoeken erop leken te wijzen dat deze omgeving niet geschikt is voor de vorming van nieuwe sterren. Sterren ontstaan uit wolken van gas en stof die onder invloed van hun eigen zwaartekracht samentrekken. Als deze samentrekking door invloeden van buitenaf wordt verstoord, kan het stervormingsproces verstoord raken. Rond het Melkwegcentrum zijn allerlei mogelijke storingsbronnen aanwezig. Sterke turbulenties kunnen de gaswolken in beroering brengen en hun samentrekking verhinderen, en sterke magnetische velden kunnen het gas bijstaan tegen zijn strijd tegen de zwaartekracht. Om meer inzicht te krijgen in de effecten die de stervorming verstoren, heeft een team onder leiding van Xing LU, een astronoom van de Nationale Sterrenwacht van Japan, met ALMA naar gebieden rond het Melkwegcentrum gekeken waar ruimschoots voldoende gas aanwezig is, maar voor zover bekend geen stervorming plaatsvindt. Tot hun verrassing ontdekten de astronomen daarbij meer dan achthonderd compacte concentraties van gas en stof. Aanvankelijk was niet duidelijk of in deze concentraties daadwerkelijk sterren worden gevormd. Daarom hebben Lu en zijn collega’s (weer met ALMA) gezocht naar de energetische uitstromen van gas die kenmerkend zijn voor sterren-in-wording. Daarbij ontdekten ze 43 kleine, zwakke ‘gasjets’. En dat bewijst dat zich ook nabij het Melkwegcentrum babysterren kunnen vormen. (EE)
→ Stellar Eggs near Galactic Center Hatching into Baby Stars
25 maart 2021
Gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia suggereren dat de meest nabije sterrenhoop, de 153 lichtjaar verre Hyaden, uiteenvalt onder invloed van de zwaartekracht van een omvangrijke, maar niet waarneembare structuur in ons Melkwegstelsel. Als dat klopt, zou dat een aanwijzing kunnen zijn voor het bestaan van een populatie van ‘subhalo’s’ van donkere materie – onzichtbare wolken van deeltjes die overblijfselen zijn van de vorming van de Melkweg. De subhalo’s zouden zich inmiddels over het hele Melkwegstelsel hebben verspreid en een onzichtbare substructuur hebben gevormd. De zwaartekracht van zo’n substructuur zou een waarneembare invloed uitoefenen op alles wat te dicht in zijn buurt komt. De ontdekking van de (vermeende) substructuur is gebaseerd op waarnemingen van het gedrag van sterren die zich hebben losgemaakt van de Hyaden. Net als bij andere sterrenhopen leiden de onderlinge wisselwerkingen tussen de sterren van de Hyaden tot ontsnappingen. Hierdoor valt de sterrenhoop geleidelijk uit elkaar. Bekend was al dat een stuk of honderd Hyaden zich inmiddels hebben verspreid over een gebied met een middellijn van zestig lichtjaar. De nieuwste meetgegevens van Gaia wijzen er echter op dat er nog veel meer ontsnappingen hebben plaatsgevonden. Een onderzoeksteam onder leiding van ESA-astronoom Tereza Jerabkova heeft met behulp van een computermodel duizenden sterren opgespoord die ooit tot de Hyaden hebben behoord. De ontsnapte sterren vormen nu twee duizenden lichtjaren lange linten: zogeheten getijdenstaarten. De ene ‘staart’ beweegt voor de Hyaden uit, de andere sukkelt erachteraan. En daarbij valt op dat laatstgenoemde minder sterren bevat dan het computermodel vooraf voorspelde. Met behulp van aanvullende computersimulaties heeft Jerabkova nu aangetoond dat het waargenomen tekort aan sterren verklaarbaar is als de betreffende getijdenstaart in botsing is gekomen met een wolk van materie van ongeveer 10 miljoen zonsmassa’s. In de omgeving van de getijdenstaart is echter geen massarijke gaswolk of sterrenhoop te bekennen. Jerabkova suggereert daarom dat de verstoring door een subhalo van donkere materie kan zijn veroorzaakt, maar helemaal zeker is dat nog niet. Het is denkbaar dat bij toekomstig gericht onderzoek alsnog normale massarijke structuren in de buurt van de getijdenstaart worden opgespoord. Maar ondertussen willen zij en haar team ook andere sterrenhopen op raadselachtige verstoringen gaan onderzoeken. (EE)
→ Is the nearest star cluster to the Sun being destroyed?
19 maart 2021
Astronomen weten dat sterren ontstaan door het samentrekken van enorme wolken van waterstofgas. Daarbij belandt uiteindelijk slechts ongeveer dertig procent van het gas in de sterren die zich vormen. Aangenomen werd dat de overige zeventig procent tijdens het vormingsproces door de sterren worden weggeblazen. Maar nieuw onderzoek lijkt deze veronderstelling te ondergraven. Tijdens de geboortefase van een ster, die slechts ongeveer 500.000 jaar duurt, neemt zijn massa snel toe. Maar tijdens die groei, ontwikkelt een ster een hevige ‘sterrenwind’ en twee jets die gas de omgeving in blazen. Door deze uitstroom van gas ontstaat een holte in de omringende gaswolk. De meest gangbare theorieën voorspellen dat zo’n holte mettertijd gestaag groter word, tot aan het moment dat de gaswolk rond de ster volledig is opgeruimd. Op dat moment stokt de groei van de ster, omdat hij geen gas meer aangevoerd krijgt. Om dit proces nader te onderzoeken heeft een team van astronomen bestaande gegevens over ruim driehonderd protosterren – ‘sterren-in -wording’ – geanalyseerd die tussen 2008 en 2017 door de ruimtetelescopen Hubble, Spitzer en Herschel zijn verzameld. De jonge protosterren maken alle deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. De resultaten wijzen erop dat de hoeveelheid gas die deze jonge objecten uitstoten lang niet zo groot is als tot nu toe werd aangenomen. Tegen het einde van hun vormingsproces hebben sommige sterren namelijk tamelijk kleine holtes gevormd. Het idee dat het de hevige uitstoot van gas is die bepaalt hoeveel een ster uiteindelijk verzamelt, gaat dus niet op. Waardoor de toevoer van gas naar de ster-in-wording dan wél wordt afgesneden, is nog onduidelijk. (EE)
→ Hubble Shows Torrential Outflows From Infant Stars May Not Stop Them From Growing
18 maart 2021
Astronomen hebben een omvangrijk, voorheen onbekend reservoir van polycyclische aromatische koolwaterstoffen (paks) ontdekt in een donkere, koude wolk van moleculen. Tot nu toe namen astronomen aan dat organische verbindingen van dit type voornamelijk werden geproduceerd in de atmosferen van stervende sterren. Maar ze blijken dus ook voor te komen in koude, donkere wolken waarin nog geen stervorming optreedt. Geschat wordt dat paks tot wel een kwart van alle koolstof in het heelal bevatten. Bij hun speurtocht naar paks hebben de astronomen gebruik gemaakt van de Green Bank Telescope, de grootste ‘stuurbare’ radiotelescoop ter wereld, in Virginia (VS). Dit instrument werd gericht op de Taurus Molecular Cloud (TMC-1) – een grote wolk van stof en gas op ruwweg 450 lichtjaar van de aarde, die ooit zal samentrekken en nieuwe sterren zal gaan vormen. Dat er in zulke wolken paks te vinden zouden zijn, werd al vermoed sinds de jaren 80, maar de aangetroffen hoeveelheden zijn vele malen groter dan gedacht. Ook blijkt het om verrassend veel soorten te gaan: meer dan tien zijn er geïdentificeerd. Vermoed wordt dat deze moleculen uiteindelijk zullen samenklonteren tot interstellaire stofdeeltjes, die uiteindelijk in planetoïden, kometen en planeten belanden. (EE)
→ Scientists uncover warehouse-full of complex molecules never before seen in space
11 maart 2021
Al tientallen jaren gaan wetenschappers ervan uit dat de kosmische (deeltjes)straling waarmee de aarde wordt gebombardeerd afkomstig is van supernova-explosies. Bij zulke explosies schieten inderdaad deeltjes met bijna de lichtsnelheid de ruimte in. Maar nieuw onderzoek wijst erop dat zelfs supernova’s niet krachtig genoeg zijn om deeltjes met een bewegingsenergie van ruwweg duizend biljoen elektronvolt (afgekort: PeV) te produceren (Nature Astronomy, 11 maart). En toch wordt kosmische straling van deze energie waargenomen. Een onderzoeksteam onder leiding van Petra Hüntemeyer van de Michigan Technological University suggereert nu dat de PeV-deeltjes in de kosmische straling niet afkomstig zijn van supernova’s, maar van actieve stervormingsgebieden zoals de 5000 lichtjaar verre Cygnus Cocoon. In zulke ‘stellaire kraamkamers’ ontstaan naast ‘gewone’ zonachtige sterren ook honderden zeer hete massarijke sterren. Deze sterren produceren hevige sterrenwinden in de vorm van een continue uitstroom van met name protonen. Wanneer de winden van verschillende sterren met elkaar in botsing komen, ontstaan schokgolven waarbij de deeltjes worden versneld. Bij de heftige interacties tussen protonen komt gammastraling vrij, en het is deze straling die Hüntemeyer en haar collega’s hebben waargenomen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van het High-Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC) op de flank van een (dode) vulkaan in het zuiden van Mexico, die speciaal is ontworpen voor de detectie van energierijke gammastraling die de aardatmosfeer binnendringt. Met HAWC kan niet alleen worden gemeten welke energie deze straling heeft, maar ook uit welke richting hij kwam. Zo kon een verband worden gelegd tussen de meest energierijke gammastraling en de Cygnus Cocoon. (EE)
→ Not so fast, supernova: highest-energy cosmic rays detected in star clusters
4 maart 2021
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de kolossale ster VY Canis Majoris, die deel uitmaakt van het sterrenbeeld Grote Hond, net zulke helderheidsveranderingen vertoont als de ster Betelgeuze van het sterrenbeeld Orion, maar dan op veel grotere schaal. Vorig jaar straalde Betelgeuze gedurende enkele weken beduidend minder fel dan anders, om zich vervolgens weer te herstellen. Dat verschijnsel wordt toegeschreven aan een wolk van stof die is ontstaan door de uitstoot van materie door de ster zelf. Betelgeuze is een grote, koele ster, die tot de rode superreuzen wordt gerekend. VY Canis Majoris is nog eens honderd keer zo groot: het is een rode hyperreus met een middellijn van honderden miljoenen kilometers die 300.000 keer zo fel straalt als onze zon. Maar net als bij Betelgeuze neemt zijn helderheid soms flink af. Het duurt vervolgens jaren voordat hij weer op volle kracht straalt. Nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, onder leiding van Roberta Humphreys van de Universiteit van Minnesota in Minneapolis (VS), wijzen erop dat ook VY Canis Majoris wordt ‘gedimd’ door wolken van stof dat is ontstaan uit gasachtig materiaal dat door de ster zelf is uitgestoten. Door een reeks van grote uitbarstingen hebben zich grote bogen van plasma (heet geïoniseerd gas) rond de ster gevormd die zich over honderden miljarden kilometers uitstrekken. Uit eerder onderzoek was al gebleken dat deze plasmabogen in de loop van de afgelopen eeuwen door de ster zelf zijn uitgestoten. Met de Hubble-ruimtetelescoop hebben Humphreys en haar collega’s nu ook dichter bij VY Canis Majoris opeenhopingen van heet gas ontdekt, die mogelijk nog geen eeuw oud zijn. Uit de snelheid waarmee dit gas beweegt leiden de astronomen af dat ze waarschijnlijk verband houden met enkele ‘verduisteringen’ van de ster die in de vorige eeuw zijn waargenomen. Anders dan Betelgeuze is de hyperreus inmiddels niet meer met het blote oog te zien. Hij stoot honderd keer zoveel massa uit als zijn kleinere soortgenoot, soms in porties van twee Jupitermassa’s. Alles bij elkaar is hij daardoor mogelijk al ongeveer de helft van zijn oorspronkelijke massa kwijtgeraakt. Hoe het uiteindelijk met VY Canis Majoris zal aflopen, staat nog niet vast. Het is denkbaar dat de ‘monsterster’, net als Betelgeuze, zijn bestaan zal afsluiten met een supernova-explosie. Maar het is ook denkbaar dat hij simpelweg instort en in een zwart gat verandert. (EE)
→ Hubble Solves Mystery of Monster Star’s Dimming
3 maart 2021
Bij de eerste complete hemelsurvey met de röntgentelescoop eROSITA aan boord van de Russisch-Duitse Spektr-RG-missie hebben astronomen van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik een eerder onbekende supernovarest ontdekt. Het object, dat Hoinga wordt genoemd, bevindt zich verrassend genoeg ver van het vlak van de Melkweg, waar het overgrote deel van de sterren te vinden is. Zware sterren sluiten hun bestaan af met een enorme explosie die ‘supernova’ wordt genoemd. Geschat wordt dat er gemiddeld eens in de dertig tot vijftig jaar ergens in de Melkweg een supernova-explosie plaatsvindt. Het eigenlijke verschijnsel is maar gedurende enkele maanden waarneembaar, en gaat bovendien vaak schuil achter verduisterende wolken van stof. Het is dan ook ruim 400 jaar geleden dat astronomen getuige zijn geweest van een supernova in de Melkweg. Een supernova mag dan kort duren, het nagloeiende restant ervan kan nog 100.000 jaar waarneembaar blijven. Zo’n restant bestaat uit materiaal dat met grote snelheid door de ontploffende ster is weggeblazen en zich een weg baant door het interstellaire medium. Ongeveer driehonderd van zulke supernovaresten zijn tot nu toe opgespoord – veel minder dan de naar schatting 1200 die in onze Melkweg te vinden zouden moeten zijn. Dat kan betekenen dat er veel minder supernova-explosies plaatsvinden dan gedacht of dat er veel supernovaresten over het hoofd zijn gezien. Vandaar dat astronomen op allerlei golflengten naar supernova-resten aan het speuren zijn – in dit geval dus met een röntgentelescoop. Het ‘puin’ van een supernova-explosie heeft temperaturen van miljoenen graden en is daardoor een krachtige bron van energierijke röntgenstraling. Supernovarest Hoinga liet zich verrassend makkelijk opsporen. Met een middellijn van 4,4 graden – ongeveer negentig keer de schijnbare diameter van de vollemaan – is hij de grootste supernovarest die ooit op röntgengolflengten is ontdekt. Maar het is vooral zijn ligging ver van het Melkwegvlak die opzien baart. Alles bij elkaar zal eROSITA de komende jaren acht complete hemelsurveys gaan doen. Dat daarbij nieuwe supernovaresten zouden worden ontdekt, werd al verwacht. Maar dat de eerste al zo vroeg zou worden opgemerkt, is verrassend. Het zou inderdaad weleens kunnen betekenen dat de gebruikelijke zoekstrategie – het Melkwegvlak afspeuren – tekortschiet. (EE)
→ Hoinga: The largest supernova remnant ever discovered with X-rays
1 maart 2021
Japanse astronomen hebben een nauwkeurige methode ontwikkeld om de oppervlaktetemperaturen van rode superreuzen te bepalen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 1 maart). Rode superreuzen zijn een klasse van massarijke sterren die hun (relatief) korte bestaan eindigen met een supernova-explosie. Sterren bestaan in allerlei soorten en maten. Onze zon is een vrij klein exemplaar, zeker in vergelijking met een rode superreus als Betelgeuze, een heldere ster in het sterrenbeeld Orion. Rode superreuzen hebben meer dan negen keer zoveel massa als onze zon. Ondanks het feit dat rode superreuzen extreem helder en dus van grote afstand waarneembaar zijn, laten hun temperaturen zich maar moeilijk vaststellen. Dat komt door de gecompliceerde structuur van het buitenste deel van hun atmosfeer. Om de temperatuur van een rode superreus te kunnen meten, hebben astronomen spectrale informatie nodig die niet door de hoge atmosfeer van de ster wordt beïnvloed. In het ideale geval zou dat een enkelvoudige absorptielijn van een bepaald chemisch element zijn, maar die zijn bijvoorbeeld bij Betelgeuze niet aangetroffen. In plaats daarvan hebben de Japanse astronomen echter ontdekt dat de verhouding tussen twee absorptielijnen van het element ijzer samenhangt met de temperatuur. Anders gezegd: door de dieptes van deze beide absorptielijnen te meten, en op elkaar te delen, kan de temperatuur van de ster tot op ongeveer 50 graden nauwkeurig worden vastgesteld. Voor Betelgeuze vinden de onderzoekers een temperatuur van 3618 kelvin oftewel 3345 graden Celsius, wat goed in overeenstemming is met eerdere schattingen. Ter vergelijking: de oppervlaktetemperatuur van onze zon bedraagt 5500 graden Celsius. (EE)
→ Sensing suns
25 februari 2021
Met behulp van gegevens van de Europese Gaia-satelliet heeft een team onder leiding van doctoraalstudent Kareem El-Badry van de Universiteit van Californië te Berkeley een omvangrijke catalogus van dubbelsterren samengesteld. De catalogus omvat 1,3 miljoen dubbelsterren op afstanden tot 3000 lichtjaar. De Gaia-satelliet doet nauwkeurige metingen van de afstanden en bewegingen van honderden miljoenen sterren. El-Badry en zijn collega’s hebben deze meetresultaten gebruikt om sterren te selecteren die vlak naast elkaar staan, even ver verwijderd zijn van de aarde en min of meer in dezelfde richting bewegen. De nieuwe oogst aan dubbelsterren bestaat grotendeels uit hoofdreekssterren: sterren die – net als onze zon – bezig zijn om waterstof tot helium te fuseren. Maar er zitten ook 1400 dubbelsterren tussen die uit twee witte dwergen bestaan (afkoelende sterren die een groot deel van hun gas hebben afgestoten) of uit een witte dwerg en een normale ster. De catalogus kan worden gebruikt om de sterparen aan een ‘demografisch’ onderzoek te onderwerpen. Dat moet bijvoorbeeld inzicht geven in de massaverhoudingen tussen de sterren die een dubbelster vormen, hun onderlinge afstanden en hun leeftijden. Een van de resultaten van het onderzoek is dat de sterren die een dubbelster vormen vaak bijna dezelfde massa hebben. Het lijken als het ware ‘identieke tweelingen’ te zijn. Dat is vreemd, omdat de sterren veelal tientallen miljarden kilometers van elkaar verwijderd zijn. Volgens gangbare stervormingstheorieën zouden ze daarom willekeurige massa’s moeten hebben. El-Badry en medewerkers vermoeden dan ook dat de sterparen veel dichterbij elkaar zijn ontstaan tijdens een proces dat in de vorming van twee sterren van vergelijkbare massa resulteert, die door interacties met andere nabije sterren uit elkaar zijn gedreven. (EE)
→ Binary stars are all around us
22 februari 2021
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Nederlandse leiding heeft een jonge ster in beeld gebracht waarbij de omringende stofschijf nog steeds gevoed wordt vanuit de omgeving. De foto is uitgeroepen tot foto van de week van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Het bijbehorende onderzoek verschijnt in Astrophysical Journal Letters. SU Aur of voluit SU Aurigae is een ster die veel jonger en zwaarder is dan onze zon. Hij is ongeveer 4 miljoen jaar oud en staat op ongeveer 500 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Voerman (Auriga). De ster is niet te zien met het blote oog. Een internationaal team van onderzoekers bracht met behulp van het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope de ster en zijn omgeving in detail in kaart. Daarna combineerden ze hun gegevens met eerdere waarnemingen van de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) en de ruimtetelescoop Hubble. De stofstaarten in de nieuwe afbeelding komen uit de omringende nevel die waarschijnlijk gevormd is nadat de ster botste met een enorme wolk van gas en stof. Door de verschillende waarnemingen met elkaar te combineren, konden de sterrenkundigen afleiden dat er nog steeds materiaal vanuit de nevel en de staarten naar de stofschijf valt. Ook zagen de onderzoekers dat de ster en de stofschijf waarin mogelijk planeten gaan ontstaan, niet netjes op een lijn draaien. Ze vermoeden dat de materiaalaanvoer de verkeerde uitlijning veroorzaakt.
→ Volledig persbericht
18 februari 2021
Het bekende stellaire zwarte gat Cygnus X-1 is niet 15, maar 21 zonsmassa’s zwaar. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen van sterrenkundigen van onder meer de Universiteit van Amsterdam. De waarnemingen zijn goed nieuws voor astronomen, want daarmee wordt de kloof kleiner tussen lichte, stellaire zwarte gaten en middelzware zwarte gaten (Science, 19 februari). Een internationaal team van astronomen onder leiding van James Miller-Jones (voorheen UvA, nu Curtin University, Australië) keek zes dagen lang met de Very Long Baseline Array naar het zwarte gat en zijn omgeving. De Very Long Baseline Array is een radiotelescoop met tien schotels, verspreid over de VS, die samen één grote gecombineerde telescoop vormen. Doordat de astronomen het zwarte gat meerdere dagen volgden, zagen ze hoe snel het zwarte gat zich verplaatste ten opzichte van sterren die heel ver weg staan. Daardoor konden ze heel precies de afstand bepalen tussen het zwarte gat en de aarde. Die bleek veel groter te zijn dan toe nu toe gedacht. De wetenschappers konden vervolgens de massa berekenen met behulp van de afstand en de omlooptijd van het zwarte gat om zijn begeleidende ster. Die massa blijkt dus niet 15 zonsmassa’s, maar 21. En de begeleidende ster is ook een stuk zwaarder dan onderzoekers lang dachten. Coauteur Phil Uttley (UvA): ‘Dat is interessant, want zulke zware stellaire zwarte gaten en begeleidende sterren kunnen uiteindelijk samensmelten tot een middelgroot zwart gat. We hebben van botsende middelgrote zwarte gaten al zwaartekrachtsgolven opgevangen, maar we konden ze nog niet goed verklaren met waarnemingen.’ Cygnus X-1 werd in 1964 ontdekt toen geigertellers aan boord van een sub-orbitale raket op hol sloegen. Ze bleken een grote hoeveelheid röntgenstraling op te vangen uit het heelal. Lange tijd was de wetenschap er niet van overtuigd dat het om een zwart gat ging. De bekende natuurkundige Stephen Hawking bijvoorbeeld, wedde in 1974 dat Cygnus X-1 geen zwart gat was. In 1990 gaf hij zich gewonnen. Het zwarte gat Cygnus X-1 begon zijn leven waarschijnlijk als een ster met een massa van ongeveer zestig keer die van de zon. Tienduizenden jaren geleden stortte de ster in en werd het een zwart gat. Nu draait het zwarte gat in vijf en halve dag rond een grote begeleidende ster.
→ Volledig persbericht
12 februari 2021
Bij onderzoek van het hart van de bolvormige sterrenhoop NGC 6397 is een onverwachte ontdekking gedaan. In plaats van één massarijk zwart gat lijkt zich daar een opeenhoping van lichtere zwarte gaten te bevinden (Astronomy & Astrophysics, 11 februari). Bolvormige sterrenhopen, ook wel bolhopen genoemd, zijn stersystemen waarin honderdduizenden sterren dicht opeengepakt zitten. Deze systemen zijn doorgaans erg oud: het onderzochte exemplaar, NGC 6397, is bijna zo oud als het heelal zelf. De bolhoop, die wordt gekenmerkt door een zeer compacte kern, bevindt zich op een afstand van 7800 lichtjaar en is daarmee een van de meest nabije. Aanvankelijk dachten astronomen dat zich in de kern van NGC 6397 één middelzwaar zwart gat had verschanst. Objecten van dit type houden het midden tussen de superzware zwarte gaten (vele miljoenen keren zoveel massa als de zon) die in de kernen van sterrenstelsels te vinden zijn, en ‘normale’ zwarte gaten (maximaal enkele tientallen zonsmassa’s). Tot nu toe zijn nog niet veel van die middelzware zwarte gaten ontdekt. Astronomen Eduardo Vitral en Gary Mamon van het Parijse Instituut voor Astrofysica (IAP) hoopten dat middelzware zwarte gat in de dichte kern van NGC 6397 te kunnen opsporen. Daarbij ontdekten ze inderdaad een onzichtbare massaconcentratie, maar tot hun verrassing was die niet ‘puntvormig’, zoals je van een enkelvoudig zwart gat zou verwachten. De massaconcentratie strekt zich uit over een paar procent van de grootte van de bolhoop. Om de moeilijk vindbare verborgen massa op te sporen, hebben Vitral en Mamon gekeken naar de snelheden waarmee de sterren van NGC 6397 om het centrum draaien. Hoe meer massa zich in de kern van de bolhoop bevindt, des te sneller bewegen de sterren daaromheen. Hun analyse geeft aan dat de banen die de sterren in de hele bolhoop tamelijk willekeurige banen volgen, in plaats van systematische cirkel- of langgerekte ellipsbanen. Dat brengt de astronomen tot de conclusie dat de onzichtbare massacomponent in het hart van NGC 6397 uit de talrijke restanten van zware sterren – witte dwergen, neutronensterren en vooral zwarte gaten – moet bestaan. Mettertijd zijn deze sterrestanten door interacties met nabije minder zware sterren naar het centrum van de bolhoop ‘gezonken’ – een proces dat ‘dynamische wrijving’ wordt genoemd. Door datzelfde proces verzamelen de lichtere sterren zich aan de buitenkant van de bolhoop. Volgens Vitral en Mamon kan de vermeende opeenhoping van zwarte gaten ertoe leiden dat het in de kernen van bolhopen als deze tot samensmeltingen van zwarte gaten komt. Deze botsingen zouden een belangrijke bron van zwaartekrachtgolven kunnen zijn, die met speciale detectors zoals LIGO en Virgo kunnen worden geregistreerd. (EE)
→ Hubble Uncovers Concentration of Small Black Holes
9 februari 2021
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam, heeft aanwijzingen gevonden voor een bijzonder soort supernova-explosie nabij het centrum van ons Melkwegstelsel. Deze zijn het resultaat van langdurige waarnemingen met de Chandra-ruimtetelescoop, waarbij een bijzondere cocktail van zware elementen in het restant van de explosie zijn aangetroffen (The Astrophysical Journal, 10 februari). Het supernova-restant, dat Sagittarius A Oost of kortweg Sgr A Oost wordt genoemd, is lang aangezien als het overblijfsel van een zware ster die zijn relatief korte bestaan afsloot met een verwoestende explosie. Dat lijkt nu echter toch niet zo te zijn. Op basis van de nieuwe Chandra-gegevens denken astronomen dat Sgr A Oost een overblijfsel is van een ander type supernova-explosie, waarbij een witte dwerg – het compacte restant van een uitgeputte zonachtige ster – centraal stond. Wanneer een witte dwerg te veel materiaal aan een begeleidende ster onttrekt of met een soortgenoot fuseert, resulteert dat eveneens in een supernova-explosie, die type Ia wordt genoemd. De Chandra-gegevens laten echter zien dat het hierbij niet om een ‘normale’ supernova van type Ia gaat. De samenstelling van het achtergebleven materiaal wijst erop dat het een zeldzame supernova van type Iax is geweest. Over deze supernova’s is nog weinig bekend, maar volgens de meest gangbare theorie verplaatsen de thermonucleaire kettingreacties die tot de verwoesting van de witte dwerg kunnen leiden zich bij dit type explosie veel langzamer door de ster dan bij type Ia. Dit resulteert in een zwakkere explosie, waarbij afwijkende hoeveelheden zware elementen worden gevormd. Het is zelfs mogelijk dat een deel van de witte dwergster achterblijft. Uit waarnemingen van supernova-explosies in andere sterrenstelsels leiden astronomen af dat supernova’s van type Iax drie keer zo schaars zijn als die van type Ia. In ons Melkwegstelsel zijn slechts drie supernova-restanten van type Ia bekend, en nu dus mogelijk ook eentje van type Iax. (EE)
→ Rare Blast’s Remains Discovered in Milky Way Center
5 februari 2021
Astronomen hebben voor het eerst verre sterrenstelsels gebruikt om een klein deel van de ‘ontbrekende’ materie in de Melkweg op te sporen. Het gaat om een wolk van koud gas, die niet rechtstreeks waarneembaar is. De meeste massa in het heelal bestaat uit de mysterieuze donkere materie, waarvan nog onbekend is waaruit deze is opgebouwd. Normale materie, zoals we die in sterren, planeten, pindakaas en vlinders aantreffen, vertegenwoordigt maar ongeveer vijf procent van het totaal. Dit is de zogeheten baryonische materie. Ergerlijk genoeg is ook nog lang niet alle baryonische materie in kaart gebracht: ongeveer de helft ervan lijkt zoek. Aangenomen wordt dat veel ervan voor rekening komt voor wolken van koud gas. Yuanming Wang, doctoraalstudent aan de Universiteit van Sydney, heeft een ingenieuze methode bedacht om deze ontbrekende materie op te sporen. Daarmee heeft ze een tot nog toe onbekende stroom van koud gas in de Melkweg opgespoord, op slechts tien lichtjaar van de aarde. De wolk is ongeveer een biljoen kilometer lang en 10 miljard kilometer breed, maar heeft niet veel meer massa dan onze maan. Zulk koud gas zendt van zichzelf geen licht uit en laat zich zelfs niet rechtstreeks opsporen met radiotelescopen. Maar de gaswolken verstoren wel de radiogolven afkomstig van objecten die van ons uit gezien ver daarachter staan. Hierdoor lijken de verre objecten te ‘fonkelen’, net zoals de aardatmosfeer sterren aan het fonkelen brengt. Wang en haar medewerkers hebben, met behulp van de ASKAP-radiotelescoop in West Australië, vijf fonkelende radiobronnen ontdekt die op één lijn aan de hemel staan. En hun analyse laat zien dat hun licht door de dezelfde wolk van koud gas moet zijn gegaan – vermoedelijk een langgerekte wolk waterstofgas met een temperatuur van –260 graden Celsius. Bij deze lage temperatuur bevriest waterstof tot een moeilijk detecteerbare ’sneeuw’. (EE)
→ Student astronomer finds galactic missing matter
20 januari 2021
Een team van sterrenkundigen, met onder anderen de UvA-astronomen Frank Backs en Hanneke Poorta, heeft ontdekt dat zware sterren die samen rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien in wijde banen worden geboren, maar al binnen een miljoen jaar snel naar elkaar toe bewegen. Het resultaat van het onderzoek onder leiding van María Claudia Ramírez-Tannus van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (Duitsland), verschijnt vandaag in Astronomy & Astrophysics. Sterren worden geboren in groepen (clusters) binnen gas- en stofwolken. Een relatief klein aantal heeft een massa van meer dan acht keer die van de zon, en valt binnen de categorie ‘zwaar’. Ze vormen vaak sterparen waarbij de onderlinge afstand tussen de sterren klein is. Het is tot nu toe onbegrepen hoe dit precies tot stand komt. De vorming van een nabije partner zou moeten gebeuren in de snel roterende binnenste delen van een gasschijf rond de zwaardere hoofdster. Echter, het gas in die gebieden heeft niet de neiging in te storten en een partner te vormen. De afgelopen jaren hebben de astronomen verscheidene jonge stervormingsgebieden bestudeerd. Met behulp van spectrografen op ESO’s Very Large Telescope in het noorden van Chili hebben ze van individuele zware sterren de radiële snelheid kunnen afleiden (de snelheid langs de gezichtslijn). Door de data te combineren kwamen ze tot de snelheidsdispersie van de zware sterren: de statistische spreiding in de radiële snelheid die het gevolg is van het hebben van een (vaak niet waargenomen) partner. De belangrijkste component van de radiële snelheid van de sterren is hun baansnelheid. Dat is de snelheid waarmee de sterren om elkaar heen draaien. Deze snelheid wordt hoger wanneer de sterren dichter bij elkaar staan. De astronomen vonden een correlatie tussen de snelheidsdispersie van zware sterren in clusters en hun leeftijd: de dispersie neemt binnen een miljoen jaar aanzienlijk toe. Ze concluderen dat de baansnelheden van de dubbelsterren toenemen, en de banen dus kleiner worden. Partners worden dus in de buitendelen van de gasschijven gevormd, waar gas wel kan samenklonteren tot een ster, en pas daarna naderen ze elkaar voor een innige dans.
→ Volledig persbericht
20 januari 2021
Er is een nieuwe ontwikkeling rondom KIC 8462852, beter bekend als Tabby’s ster. Deze ster kwam in 2015 in de schijnwerpers te staan doordat haar helderheid op onvoorspelbare momenten tijdelijk flink vermindert. Voor dat merkwaardige gedrag werden verschillende verklaringen bedacht, waaronder zelfs de mogelijkheid dat er een kolossaal bouwsel om de ster wentelt. Maar de meest waarschijnlijke verklaring is dat de ster omgeven is door stof of grover puin, afkomstig van uit elkaar vallende kometen of botsende planetoïden. Er is een nieuw puzzelstukje gevonden die deze verklaring nog wat versterkt. Tabby’s ster lijkt namelijk een andere ster als begeleider te hebben. Dat blijkt uit waarnemingen door een team van astronomen onder leiding van Logan Pearce van de Universiteit van Arizona. Pearce en collega’s houden sinds 2016 een zwak sterretje in de gaten dat vanaf de aarde gezien vlak naast Tabby’s ster staat. Op website arXiv hebben ze nu een preprint geplaatst van de resultaten van deze waarnemingen, die later ook in het vakblad The Astrophysical Journal zullen worden gepubliceerd. Metingen met de Keck-telescoop op Hawaï en gegevens van de Europese satelliet Gaia brengen de astronomen tot de conclusie dat de beide sterren vrijwel zeker een vast koppel vormen. Tabby’s ster – nu aangeduid als KIC 8462852 A – is de grootste van de twee: ze is ongeveer anderhalf keer zo groot als de zon. Haar begeleider, KIC 8462852 B, is een rode dwergster die ongeveer half zo groot is als de zon. De afstand tussen beide sterren is op dit moment 132 miljard kilometer (880 keer de afstand zon-aarde). Dat betekent dat KIC 8462852 B geen directe invloed kan hebben op de helderheid van Tabby’s ster. Maar computersimulaties van wijde dubbelsterren hebben laten zien dat deze systemen erg gevoelig kunnen zijn voor (zwaartekrachts)invloeden van buitenaf. Dat kan ertoe leiden dat de banen van eventuele planeten of kleinere objecten zoals kometen of planetoïden zodanig worden verstoord dat het tot botsingen komt. En dat zou het rijkelijk aanwezige stof en puin rond Tabby’s ster kunnen verklaren. (EE)
→ The Mysterious 'Alien Megastructure' Star Is Not Alone, Astronomers Discover
15 januari 2021
Al zestig jaar weten astronomen dat de schijf van de Melkweg, waar het leeuwendeel van zijn honderden miljarden sterren verblijft, niet vlak is, maar aan de ene kant wat omhoog, en aan de andere kant omlaag is gekromd. Gegevens van de Sloan Digital Sky Survey bevestigen dit, en laten bovendien zien dat deze golving eens in de ongeveer 440 miljoen jaar om het Melkwegcentrum draait. Ongeveer vijftig tot zeventig procent van alle spiraalstelsels – de categorie van sterrenstelsels waartoe onze Melkweg behoort – vertoont een kromming. De Melkweg zelf ook, maar dat laat zich niet zo gemakkelijk vaststellen, omdat we ons zo ongeveer in het schijfvlak bevinden. Om meer te weten te komen over de vorm van de Melkweg, moeten astronomen de posities en bewegingen van grote aantallen sterren verspreid over de hele Melkweg onderzoeken. Dat is ook precies wat een team onder leiding van Xinlun Cheng van de Universiteit van Virginia (VS) aan de hand van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, de Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) en de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia heeft gedaan. Aan de hand van gegevens van honderdduizenden sterren hebben Cheng en zijn collega’s vastgesteld dat de kromming van de Melkweg in feite een golf is die om het Melkwegcentrum draait. Het effect is vergelijkbaar met de Mexicaanse golf in een voetbalstadion, die ontstaat wanneer groepen mensen beurtelings opstaan en weer gaan zitten: de sterren gaan op en neer, op het ritme van de golf. De driedimensionale sterrenkaart die de astronomen aan de hand van APOGEE- en Gaia-gegevens hebben samengesteld, strekt zich tot op grotere afstand van het Melkwegcentrum uit dan eerdere kaarten. Hierdoor kon nu een nauwkeuriger beeld verkregen van de omvang van de stellaire golf en de snelheid waarmee deze zich verplaatst. De meest waarschijnlijke oorzaak van de golf is een relatief recente interactie tussen de Melkweg en een van zijn satellietstelsels. Modelberekeningen van Chang zijn team geven aan dat de betreffende ontmoeting ongeveer drie miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. (EE)
→ The Milky Way Does The Wave
12 januari 2021
Tijdens de virtuele bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week plaatsvindt, hebben wetenschappers van de Apache Point Observatory Galactic Evolution Explorer (APOGEE)-survey resultaten gepresenteerd die erop wijzen dat een recent ontdekte ‘sterrenstroom’ in de Melkweg een andere oorsprong heeft dan werd aangenomen. Ons Melkwegstelsel heeft in de loop van zijn bestaan tientallen botsingen met kleinere sterrenstelsels meegemaakt. Terwijl deze stelsels door de Melkweg worden ‘opgeslokt’, worden ze verscheurd door getijdenkrachten. Door dit proces is in de halo – het ijle buitenste omhulsel van de Melkweg – een ingewikkeld netwerk van sterrenstromen ontstaan. Sommige van de stromen binnen dit netwerk lijken met elkaar verbonden te zijn, en vinden hun oorsprong wellicht bij één en hetzelfde opgeslokte stelsel. Maar de ‘spaghetti’ van sterrenstromen is nog lang niet ontward. Een van de meest recent ontdekte stromen is de Jhelum-stroom. De oorsprong ervan was tot nu toe onduidelijk, maar er leek een verband te bestaan met ‘Gaia-Enceladus’, een fors dwergstelsel dat ongeveer tien miljard jaar geleden door de Melkweg is opgeslokt. Restanten van deze ‘fusie’ zijn verspreid over ons hele sterrenstelsel terug te vinden, ook op plek waar de Jhelum-stroom is aangetroffen. In het kader van de APOGEE-survey is nu het spectrum vastgelegd van de helderste rode reuzenster van de Jhelum-stroom. Het spectrum van een ster bevat informatie over diens chemische samenstelling en beweging binnen de Melkweg. In combinatie met nauwkeurige positiebepalingen van de Europese Gaia-satelliet heeft dit geleid tot de ontdekking dat de rode reus een heel andere koers volgt dan de overige restanten van de Gaia-Enceladus-fusie. Hieruit leiden de astronomen af dat de Jhelum-stroom waarschijnlijk het restant is van een ander klein sterrenstelsel of misschien zelfs van een bolvormige sterrenhoop die aan de getijdenkrachten van de Melkweg is bezweken. (EE)
→ Untangling the streamers in the Milky Way
12 januari 2021
Ons Melkwegstelsel bevat mogelijk iets minder donkere materie dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit metingen van hoe pulsars – snel rondtollende ster-restanten die bundels van straling uitzenden – in banen om het Melkwegcentrum bewegen. Alle objecten in ons Melkwegstelsel ondervinden een versnelling die het gevolg is van de gezamenlijke aantrekkingskracht van donkere materie en de stellaire dichtheid. Een onderzoeksteam onder leiding van Sukanya Chakrabarti van het Institute for Advanced Study (VS) heeft deze aantrekkingskracht nu voor het eerst rechtstreeks gemeten. Daartoe zijn heel nauwkeurige metingen gedaan van de radiopulsen van pulsars die zich in en boven de Melkwegschijf bevinden. Met name sterren die zich in de ijle halo van de Melkweg bevinden – een ruwweg bolvormig gebied dat tot op ongeveer 300.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum reikt – zijn gevoelig voor de aantrekkingskracht van de donkere materie in de Melkwegschijf. Deze laatste werd bij eerdere schattingen van de hoeveelheid donkere materie voorgesteld als een schijf in ‘evenwichtstoestand’. In werkelijkheid vertoont de Melkwegschijf echter allerlei golfbewegingen ten gevolge van vroegere ‘aanvaringen’ met kleinere sterrenstelsels en door de aantrekkingskracht van naburige dwergstelsels zoals de beide Magelhaense Wolken. Als gevolg daarvan volgen sterren geen vlakke banen om het Melkwegcentrum, maar golven ze een beetje op en neer. Bij het nieuwe onderzoek is geen gebruik gemaakt van deze vereenvoudigde voorstelling van zaken, maar zijn rechtstreekse metingen gedaan van de versnellingen die pulsars ondervinden ten gevolge van de materie in de Melkwegschijf. Op basis van deze metingen en de bekende hoeveelheid zichtbare materie in de Melkweg, hebben onder onderzoekers berekend hoeveel donkere materie ons Melkwegstelsel bevat. De uitkomst ligt dicht bij die van eerdere bepalingen, maar lijkt een tikkie lager uit te vallen. De foutmarge in de nieuwe bepaling is nog wel heel groot. (EE)
→ Measurements of Pulsar Acceleration Reveal Milky Way’s Dark Side
8 januari 2021
Een onderzoeksteam onder leiding van Dániel Apai van de Universiteit van Arizona heeft een bandenpatroon ontdekt in de atmosfeer van Luhman 16B, een bruine dwerg op iets meer dan zes lichtjaar afstand. De structuur wordt toegeschreven aan stromingen in de atmosfeer van dit ‘mislukte’ sterretje (The Astrophysical Journal, 7 januari). Bruine dwergen zijn hemelobjecten die het midden houden tussen een ster en een planeet. Ze zijn ongeveer net zo groot als de planeet Jupiter, maar hebben veelal tientallen keren zoveel massa. Omdat ze minder massa hebben dan de allerkleinste sterren, is de druk in hun kern niet hoog genoeg om atomen te fuseren zoals sterren dat doen. Daardoor koelen bruine dwergen, die kort na hun ‘geboorte’ nog relatief heet zijn, mettertijd af. Om te onderzoeken of de atmosfeer van zo’n bruine dwerg overeenkomsten vertoont met die van een zware gasplaneet als Jupiter, hebben Apai en zijn collega’s helderheidsgegevens van Luhman 16 AB geanalyseerd. Deze data zijn afkomstig van TESS – een satelliet die de helderheden van stellaire objecten meet om zo eventuele exoplaneten te kunnen opsporen. Luhman 16 AB bestaat uit twee om elkaar wentelende bruine dwergen. De TESS-data laten zien dat met name Luhman B kleine periodieke helderheidsfluctuaties vertoont – geen afzonderlijke pieken, maar regelmatig optredende clusters van korte piekjes. Een gedetailleerde analyse aan de hand van computersimulaties laat zien dat de fluctuaties verklaarbaar zijn als deze bruine dwerg net zo’n bandenstructuur vertoont als Jupiter. De banden zelf zijn van zo’n grote afstand niet te zien, maar door de draaiing van de bruine dwerg kijken we – of beter gezegd: TESS – afwisselend tegen lichtere en donkerdere delen van het bandenpatroon aan. De banden in de atmosferen van gasplaneten en bruine dwergen zijn vergelijkbaar met de straalstromen in de aardatmosfeer. Ze worden veroorzaakt door winden op grote hoogte die min of meer evenwijdig aan de evenaar lopen. (EE)
→ Striped or Spotted? Winds and Jet Streams Found on the Closest Brown Dwarf
29 december 2020
Een onderzoeksteam onder leiding van astronomen van de National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) heeft aan de hand van data van de LAMOST-telescoop en de Gaia-satelliet 591 zogeheten hogesnelheidssterren ontdekt. Enkele tientallen van deze sterren hebben zoveel snelheid dat ze uit ons Melkwegstelsel kunnen ontsnappen. Hogesnelheidssterren bevinden zich ver van het vlak van de Melkweg en doorlopen langgerekte banen om het Melkwegcentrum. Sinds de ontdekking van de eerste hogesnelheidsster in 2005 hadden astronomen al meer dan 550 van deze objecten ontdekt. Met de nieuwe ontdekkingen komt het totaal dus ruim boven de duizend. Uit de bewegingen van de 591 nieuwe hogesnelheidssterren leiden de onderzoekers af dat ze deel uitmaken van het binnenste deel van de halo van de Melkweg. De halo is een min of meer bolvormig gebied rond de Melkwegschijf waar zich maar weinig sterren bevinden. Het gros van de 591 opgespoorde sterren is arm aan elementen zwaarder dan helium. Volgens de astronomen wijst dit erop dat de stellaire halo van de Melkweg voor een belangrijk deel bestaat uit sterren die deel hebben uitgemaakt van kleine sterrenstelsels die op enige moment door het Melkwegstelsel zijn opgeslokt en aan flarden zijn getrokken. (EE)
→ Chinese astronomers discover 591 high-velocity stars with LAMOST and Gaia
16 december 2020
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Clémence Fontanive van de Universiteit van Bern, heeft een bijzonder dubbelsysteem ontdekt. Het bestaat uit een ‘mislukte’ ster en een fors uitgevallen planeet die op grote afstand om elkaar draaien. Het stervormingsproces leidt soms tot de vorming van ondermaatse sterretjes die bruine dwergen worden genoemd. Een bruine dwerg is kleiner en koeler dan een ster, en lijkt qua massa en temperatuur soms meer op een groot uitgevallen planeet. Maar net als ‘echte’ sterren kunnen ze paren vormen die tezamen hun rondjes om het centrum van het Melkwegstelsel draaien. Fontanive en haar collega’s hebben een nieuw voorbeeld van zo’n ‘sterloos dubbelsysteem’ ontdekt: Oph 98. Het bestaat uit twee lichte objecten op 450 lichtjaar van de aarde, die op een onderlinge afstand van 30 miljard kilometer (200 keer de afstand zon-aarde) om elkaar cirkelen. De zwaarste van de twee, Oph 98A, is een jonge bruine dwerg die ongeveer vijftien keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. Het andere object heeft twee keer zo weinig massa en moet daarom tot de planeten worden gerekend. Heel erg scherp is de scheidslijn tussen een bruine dwerg en een planeet overigens niet. Objecten die een dubbelsysteem vormen worden door hun onderlinge zwaartekrachtsaantrekking bij elkaar gehouden. Die band is zwakker naarmate de objecten minder massa en/of een grotere onderlinge afstand hebben. Oph 98 is het zwakst gebonden dubbelsysteem dat tot nu toe is ontdekt. De begeleider van Oph 98A is ontdekt op beelden van de Hubble-ruimtetelescoop. Door middel van vervolgwaarnemingen met de Canada-France-Hawaii Telescope op Hawaï hebben de astronomen kunnen aantonen dat de beide objecten door de zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn. (EE)
→ A pair of lonely planet-like objects born like stars
10 december 2020
Bij de eerste complete hemelsurvey met de röntgentelescoop eROSITA aan boord van de Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG)-satelliet is een grote zandlopervormige structuur in de Melkweg ontdekt. Deze ‘eROSITA-bubbels’ lijken veel op de Fermi-bubbels die tien jaar geleden bij nog hogere energieën zijn ontdekt (Nature, 9 december). De meest waarschijnlijke verklaring voor de structuur is een zeer energierijke uitbarsting die lang geleden in het centrum van het Melkwegstelsel heeft plaatsgevonden. De schokgolven van dit verschijnsel banen zich nu een weg door het ijle omhulsel van heet gas rond de Melkweg. Het bestaan van de noordelijke bubbel, die boven de schijf van de Melkweg uittorent, was al een hele tijd bekend. Hij werd aangezien voor het restant van een supernova-explosie die lang geleden zou hebben plaatsgevonden. Maar nu ook ónder de Melkwegschijf zo’n bubbel is ontdekt, zoeken astronomen de oorzaak in het centrum van ons Melkwegstelsel. De eROSITA-bubbels hebben afmetingen van misschien wel 50.000 lichtjaar en zijn tezamen ongeveer net zo groot als de complete Melkweg. Ze zijn ook groter dan de bekende Fermi-bubbels en hun ontstaan heeft ook meer energie gekost – het equivalent van 100.000 supernova-explosies. Er zijn twee verklaringen mogelijk voor hun ontstaan. De ene is een hevige geboortegolf van sterren, gevolgd door een reeks supernova-explosies. De andere mogelijkheid is dat er een grote uitbarsting heeft plaatsgevonden in de nabijheid van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum – bijvoorbeeld toen deze een ster opslokte. (EE)
→ eROSITA finds large-scale bubbles in the halo of the Milky Way
9 december 2020
Onder leiding van Andrew Zic van de Universiteit van Sydney (Australië) heeft een team van astronomen ontdekt dat er bij Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster na de zon, een direct verband bestaat tussen het optreden van zonnevlammen en uitbarstingen van radiostraling. Het is voor het eerst dat deze samenhang bij een andere ster dan de zon is waargenomen (Astrophysical Journal, 9 december). Proxima is slechts 4,2 lichtjaar van ons verwijderd. Vrij onlangs hebben astronomen twee planeten bij deze ster ontdekt: Proxima b op slechts 7,5 miljoen kilometer afstand, en Proxima c op ruim 200 miljoen kilometer. Proxima c is met een temperatuur van vermoedelijk meer dan –200 °C hoe dan ook te koud voor leven, maar voor Proxima b zag het er gunstiger uit: op een groot deel van zijn oppervlak zouden de temperaturen boven nul kunnen liggen. Bekend was ook dat rode dwergen als Proxima vaak krachtige radio-uitbarstingen vertonen. Maar de hoop bestond dat deze bij rode dwergen een andere oorzaak zouden hebben dan bij onze zon. Bij deze laatste gaan radio-uitbarstingen gepaard met zonnevlammen en de uitstoot van plasma – energierijke deeltjesstraling. Op aarde hebben we daar – vanwege de grote afstand van de zon en het beschermende aardmagnetische veld – maar zelden last van. Proxima heeft dat voordeel niet. De nieuwe waarnemingen, gedaan met de radiotelescoop ASKAP en de optische Zadko-telescoop in West-Australië, wijzen er sterk op dat de radio-uitbarstingen van rode dwergen wel degelijk samenhangen met ‘zonnevlammen’ en de uitstoot van plasma. En dat betekent dat Proxima b geregeld blootstaat aan allerlei soorten schadelijke straling, die niet alleen funest zijn voor zijn leefbaarheid, maar ook de eventuele atmosfeer van de planeet aantasten. (EE)
→ Space weather discovery puts ‘habitable planets’ at risk
3 december 2020
Archiefbeelden van de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de jonge planetaire nevel Hen 3-1357, ook wel de Pijlstaartrognevel genoemd, in twintig jaar tijd duidelijk is vervaagd. Een planetaire nevel is een uitdijende gaswolk die bestaat uit gas dat door een stervende ster is uitgestoten. Op beelden die de ruimtetelescoop in 1996 heeft gemaakt vertoonde het centrum van Hen 3-1357 nog heldere blauwe gasschillen. Maar daar was in 2016 al bijna niets meer van over, en ook blijkt de nevel duidelijk van vorm te zijn veranderd. Zo’n snelle verandering in het uiterlijk van een planetaire nevel wordt maar heel zelden waargenomen. Vermoed wordt dat de oorzaak van de snelle verandering bij de centrale ster ligt. Uit eerder onderzoek van Hen 3-1357, waarbij ook Hubble-gegevens zijn gebruikt, was al opgemerkt dat die ster bijzonder gedrag vertoont. In de periode 1971-2002 is zijn temperatuur opgelopen tot bijna tienmaal de temperatuur van het zonneoppervlak (5500 °C). Astronomen denken dat de temperatuursprong is veroorzaakt door een korte periode van heliumfusie die buiten de kern van de ster optrad. Na deze ‘heliumflits’ begon de ster, en daarmee ook de gasnevel, weer af te koelen. (EE)
→ Hubble Captures Fading of the Stingray Nebula
3 december 2020
De nieuwste sterrendatabase van ruimtetelescoop Gaia toont onder andere het samenkomen en uiteengaan van de Magelhaense Wolken en de versnelling van onze zon in haar beweging door de Melkweg. Verder zijn nu van alle 330.000 sterren die zich binnen 325 lichtjaar van de aarde bevinden veel meer gegevens bekend en kunnen sterrenkundigen voor het eerst goed vanaf de aarde naar de buitenkant van de Melkweg kijken. Dat maakte een internationaal team van onderzoekers vanochtend om 10.00 uur bekend. De onderzoekers, onder wie een aantal Nederlanders, mochten als eerste de gegevens analyseren omdat ze meewerkten aan het geschikt maken van de informatie voor de sterrenkunde-gemeenschap. Amina Helmi (Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen) was onder andere betrokken bij het onderzoek naar de dansende Magelhaense wolken, twee kleine buursterrenstelsels van onze Melkweg: ‘We kunnen nu de snelheden en de positie van de sterren in de Kleine en Grote Magelhaense wolk nauwkeurig bepalen. Daardoor kunnen we afleiden dat ze eerst naar elkaar zijn bewogen en daarna weer van elkaar zijn verwijderd. Tijdens deze dans pikten ze sterren van elkaar.’ Met de nieuwste gegevens kan beter vanuit onze positie in de Melkweg naar buiten worden gekeken. Het mooie van het kijken naar het zogeheten galactische anti-centrum is dat de beweging van de sterren aan de hemel direct aangeeft hoe sterren door de ruimte bewegen. Eduardo Balbinot (Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen) vult aan: ‘Met de nieuwe gegevens kunnen we laten zien dat de schijf van de Melkweg zo’n 10 miljard jaar geleden veel kleiner was dan nu. We hadden al wel het vermoeden, maar nu kunnen we het hardmaken.’ De Europese ruimtesatelliet Gaia mat inmiddels van 1,8 miljard sterren in onze Melkweg en onze buursterrenstelsels de snelheid en de positie. Daarmee kan onder andere een 3D-kaart van onze Melkweg worden gemaakt. Ook leveren de gegevens informatie op over de samenstelling, de vorming en de evolutie van ons sterrenstelsel en onze naaste buren. Gaia werd in 2013 gelanceerd. De eerste portie gegevens kwam in 2016 vrij. De tweede verzameling volgde in 2018. Het eerste deel van de derde partij is vandaag uitgekomen. De publicatie van het complete derde data-archief staat gepland voor 2022. Volgens Anthony Brown, Universiteit Leiden en hoofd van de Europese Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC), het consortium dat de gegevens klaarmaakt voor de database, was het oorspronkelijk de bedoeling om alle informatie van data release 3 in één keer in 2022 naar buiten te brengen. ‘We hebben echter besloten om het eerste deel met gegevens al eerder beschikbaar te maken, want het is zonde om de sterrenkundigen te laten wachten op deze schat aan informatie’, aldus Brown.
→ Oorspronkelijk persbericht
1 december 2020
De aarde bevindt zich dichter bij het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg dan tot nu toe werd aangenomen. Nare gevolgen heeft dat niet: met een afstand van 25.800 lichtjaar bevindt dat zwarte gat, Sagittarius A*, zich nog altijd erg ver weg. De aanpassing is het gevolg van een nauwkeuriger model van ons Melkwegstelsel, gebaseerd op nieuwe waarnemingen met het Japanse radio-astronomische project VERA. VERA staat voor VLBI Exploration of Radio Astrometry. Het is een netwerk van vier radiotelescopen die verspreid over een aantal eilanden van Japan staan opgesteld. Met dit netwerk worden sinds het jaar 2000 metingen gedaan van de snelheden en afstanden van objecten in de Melkweg. Daarbij wordt een meetnauwkeurigheid van 10 microboogseconden bereikt – theoretisch scherp genoeg om een eurocent op de maan te zien liggen. Op basis van de VERA-gegevens en recente waarnemingen van andere onderzoeksteams hebben astronomen een nieuwe kaart van de Melkweg gemaakt. Aan de hand van deze kaart hebben ze ook de positie van Sagittarius A* nauwkeurig kunnen berekenen. De gevonden afstand van 25.800 lichtjaar is duidelijk kleiner dan de officiële waarde van 27.700 lichtjaar die de Internationale Astronomische Unie in 1985 heeft aangenomen. Maar hij ligt wel heel dicht bij het resultaat dat in 2019 door de Europese GRAVITY-samenwerking is gepubliceerd (26.673 lichtjaar). Een tweede conclusie van het VERA-model is dat de aarde met een snelheid van 227 km/s om het Melkwegcentrum draait. Dat is 7 km/s sneller dan de officiële waarde van 220 km/s. Door het VERA-netwerk uit te breiden met radiotelescopen in Zuid-Korea en China hopen de Japanse astronomen een nog grotere meetnauwkeurigheid te bereiken.
→ Earth faster, closer to black hole in new map of galaxy
1 december 2020
In een jong stersysteem op 400 lichtjaar afstand is koolmonoxidegas ontdekt dat zich met hoge snelheid van de centrale ster (‘NO Lup’) verwijdert. De ontdekking wijst erop dat de ontwikkeling van zonnestelsels als het onze gecompliceerder verloopt dan gedacht. Het snelle gas is gedetecteerd met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Hoewel onduidelijk is hoe het gas met zo’n hoge snelheid kan ontsnappen, denken de ontdekkers, een team onder leiding van de Universiteit van Cambridge, dat het afkomstig is van ijzige objecten in de planetoïdengordel rond de ster. De detectie van koolmonoxidegas rond NO Lup is gedaan bij een survey van jonge sterren van klasse III. Dat zijn sterren die nog omgeven zijn door schijven van puin waarin frequente botsingen optreden tussen kometen, planetoïden en planetesimalen (‘planetaire bouwstenen’). Mettertijd blijft, doordat zich planeten vormen, slechts een zwakke gordel van koud stof rond zo’n ster achter, vergelijkbaar met de Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel. Ook bij NO Lup is een zwakke stofschijf waargenomen, maar hij was de enige van de onderzochte sterren waarbij koolstofmonoxide werd gedetecteerd. Hoewel bekend is dat de planeet-vormende schijven rond veel jonge sterren veel gas bevatten, is NO Lup verder ontwikkeld, en zou het planeetvormingsproces al veel van zijn gas moeten hebben opgeruimd. Maar wat het meest opvallend is aan de ontdekking is de snelheid waarmee het koolstofmonoxidegas zich van de ster verwijdert: het lijkt met een snelheid van ongeveer 22 kilometer per seconde te zijn ‘gelanceerd’. Modelberekeningen laten zien dat deze hoge snelheid verklaarbaar is als het gas is vrijgekomen bij botsingen tussen ijzige planetoïden of door de verdamping van kometen. Er zijn recente aanwijzingen dat ditzelfde proces zich ook in ons eigen zonnestelsel heeft afgespeeld. Bij waarnemingen van de ijsdwerg Arrokoth, een komeetachtig object in de Kuipergordel, heeft de ruimtesonde New Horizons in 2019 aanwijzingen gevonden dat dit object 4,5 miljard jaar geleden veel gas is kwijtgeraakt. (EE)
→ Fast-moving gas flowing away from young star’s asteroid belt may be caused by icy comet vaporisation
25 november 2020
De ster CK Vulpeculae (CK Vul), die in 1670 als een nova (‘nieuwe ster’) aan de hemel verscheen, staat ongeveer vijf keer zo ver weg als tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komen astronomen na waarnemingen met de noordelijke Gemini-telescoop op Hawaï. De veel grotere afstand brengt met zich mee dat de explosie die CK Vul destijds onderging veel energierijker moet zijn geweest dan gedacht. 350 jaar geleden zag de Franse Monnik Anthelme Voituret een heldere nieuwe ster opvlammen in het sterrenbeeld Vulpecula (Vosje). In de daaropvolgende maanden werd de ster ongeveer zo helder als de Poolster en werd hij door astronomen in de gaten gehouden. Na een jaar was de ster weer uitgedoofd. De nieuwe ster, die pas later de aanduiding CK Vulpeculae kreeg, is lang beschouwd als het eerste goed gedocumenteerde voorbeeld van een nova. Dat is een kortstondig astronomisch verschijnsel dat optreedt in een compact dubbelstersysteem bestaande uit een witte dwerg (het restant van een zonachtige ster) en een andere ster. Deze laatste draagt waterstof over aan de witte dwerg, en als zich eenmaal voldoende gas op diens oppervlak heeft verzameld, komt er een thermonucleaire kettingreactie op gang die uitmondt in een enorme explosie. Dit proces kan zich met tussenpozen enkele malen herhalen. Over het nova-karakter van CK Vul is de afgelopen jaren de nodige twijfel ontstaan, onder meer vanwege de ontdekking van radioactieve aluminium en andere zeldzame isotopen in de onmiddellijke omgeving van de plek aan de hemel waar de explosie heeft plaatsgevonden. De ontdekking dat CK Vul veel verder weg staat dan gedacht, wakkert deze discussie verder aan. Bij de nieuwste waarnemingen is ontdekt dat ijzeratomen in de gaswolk die na de explosie achterbleef veel sneller bewegen dan eerdere waarnemingen hadden aangegeven. Een deel van het gas blijkt zich met een snelheid van maar liefst 7 miljoen km/uur van de plek van de erosie te verwijderen. Omdat dankzij eerdere waarnemingen ook bekend is hoeveel groter de gasnevel de afgelopen tien jaar is geworden, konden de astronomen daaruit afleiden dat CK Vul ongeveer 10.000 lichtjaar van ons verwijderd moet zijn. Tot nu toe werd uitgegaan van een afstand van 2000 lichtjaar. Dit betekent dat de explosie van 1670 ruwweg 25 keer zo hevig moet zijn geweest dan eerdere schattingen aangaven – veel heviger dan een ‘gewone’ nova-explosie. De explosie van CK Vul hield waarschijnlijk het midden tussen een nova en een supernova. En daarmee behoort deze ster tot een heel kleine categorie van objecten waarvan nog niet vaststaat hoe hun plotselinge uitbarstingen nu precies zijn ontstaan. (EE)
→ Blast from the Past
24 november 2020
Een team onder leiding van Felipe Alves van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Duitsland) heeft met behulp van de ALMA-radiotelescoop het vormingsproces van een jonge ster onderzocht. De ALMA-beelden tonen een schijf van stof en gas rond de ster-in-wording, die omgeven is door filamenten van gas. De astronomen interpreteren deze filamenten als ‘accretiekanalen’ waarlangs materiaal vanuit de omringende gaswolk naar de protoplanetaire schijf toe stroomt. De schijf voorziet op zijn beurt weer de centrale ster van materiaal. Zonnestelsels zoals het onze ontstaan in het inwendige van interstellaire wolken van gas en stof die onder invloed van de zwaartekracht samentrekken. Daarbij ontstaat een protoster die omgeven is door een schijf van gas en stof, waarin zich planeten kunnen vormen. Tijdens dat proces vegen de om de ster cirkelende planeten-in-wording materiaal uit hun omgeving op, waardoor er lege ringvormige holtes in de protoplanetaire schijf ontstaan. ALMA heeft de afgelopen jaren al tal van zulke protoplanetaire schijven met openingen in beeld gebracht. Maar daarbij ging het altijd om stelsels waarbij de alles omringende wolk van gas en stof al is opgeruimd. Bij het nu onderzochte object, dat [BHB2007] 1 wordt genoemd, is dat nog niet het geval. Dat toont aan dat de protoplanetaire schijf nog bezig is om te groeien terwijl hij tegelijkertijd zijn ster voedt. In de schijf rond [BHB2007] 1 is ook een 10 miljard kilometer brede ringvormige holte waargenomen. Daaruit leiden de onderzoekers af dat zich daar een grote planeet of eventueel een bruine dwergster aan het vormen is. Dat object zou vier tot zeventig keer zoveel massa hebben als de planeet Jupiter. (EE)
→ A planet-forming disk still fed by the mother cloud
18 november 2020
Zestien jaar geleerden ontdekten astronomen met behulp van de GALEX-ruimtetelescoop een ster die omringd is door een ring die een gloed van ultraviolet straling vertoont. Omdat de voor onze ogen onzichtbare uv-straling op GALEX-opnamen met blauw werd aangegeven, kreeg het bijzondere object de bijnaam Blauwe Ringnevel. Hoe dit ongeveer 6300 lichtjaar verre object tot stand kwam bleef lange tijd onduidelijk. Een team van wetenschappers denkt nu een verklaring voor de ‘blauwe’ ring rond de ster te hebben gevonden. In een vandaag in Nature gepubliceerd artikel komen ze tot de conclusie dat de ring in feite de onderkant is van een kegelvormige wolk van fluorescerend gas. Deze zou zijn ontstaan bij een botsing tussen twee sterren. Daarbij zouden overigens niet één maar twee ‘puinkegels’ zijn ontstaan. Vanaf de aarde zien we alleen de kegel die naar ons toe wijst. De andere beweegt precies de andere kant op en is voor ons bijna niet waarneembaar. Het samensmelten van twee sterren die ooit een dubbelster hebben gevormd komt vrij vaak voor, maar bij dit proces komt zoveel stof vrij, dat de gebeurtenis al snel aan het zicht onttrokken wordt. Pas als het stof optrekt kan gedurende enkele duizenden tot honderdduizenden jaren – naar kosmische maatstaven heel kort – zo’n dubbele kegel te zien zijn. Vandaar dat objecten als de Blauwe Ringnevel zeldzaam zijn. De astronomen denken dat de ‘geboorte’ van de Blauwe Ringnevel een paar duizend jaar geleden is begonnen in een dubbelster bestaande uit een zonachtige ster en een ster die ongeveer tien keer zo klein was. De zonachtige ster raakte het eerst door haar nucleaire ‘brandstof’ heen en zwol daardoor zo sterk op, dat de kleinere ster in haar buitenlagen terechtkwam en naar binnen spiraalde. Daarbij verloor de kleine ster materie en vormde zich een gasschijf rond de zonachtige ster. De wolk van materie die bij de uiteindelijke botsing werd weggeblazen, is door deze gasschijf in tweeën gesneden. Zo zijn de twee kegelvormige ‘puinwolken’ ontstaan. Door de schokgolf die bij de botsing ontstond werd het waterstofgas in de beide kegels dermate heet dat het op ultraviolette golflengten begon te fluoresceren. De Blauwe Ringnevel was een feit. (EE)
→ Merging Stars Produce Glowing Blue Ring Nebula
13 november 2020
Een internationaal team van astronomen is er, met behulp van ‘kunstmatige intelligentie’, in geslaagd om de ‘stamboom’ van ons Melkwegstelsel te reconstrueren. Daarbij is gebruik gemaakt van de eigenschappen van bolvormige sterrenhopen die om de Melkweg cirkelen. Astronomen weten al een tijdje dat sterrenstelsels kunnen ‘groeien’ door met kleinere soortgenoten te fuseren. De afgelopen jaren is, onder meer dankzij gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, de bevestiging gevonden dat dit ook voor ons eigen Melkwegstelsel geldt. Zo zou 9 miljard jaar geleden een fors sterrenstelsel – ‘Gaia-Enceladus’ – door de Melkweg zijn opgeslokt. Het nieuwe onderzoek wijst erop dat daar nog een andere grote fusie aan vooraf is gegaan. Bolvormige sterrenhopen zijn compacte groepen van honderdduizenden sterren die bijna zo oud zijn als het heelal zelf. Rond de Melkweg zwermen 150 van zulke bolhopen, waarvan vele zouden zijn ontstaan in de kleinere stelsels die in de Melkweg zijn opgegaan. Een onderzoeksteam onder leiding van Diederik Kruijssen van de Universiteit van Heidelberg en Joel Pfeffer van de John Moores University in Liverpool heeft deze ‘fossiele overblijfselen’ nu gebruikt om de geschiedenis van het Melkweg te reconstrueren. Daartoe hebben de astronomen een reeks van geavanceerde computersimulaties ontwikkeld, waarmee wordt nagebootst hoe het bolvormige sterrenhopen vergaat nadat ze eenmaal door een groot sterrenstelsel zijn verzwolgen. Op die manier konden – met behulp een kunstmatig neuraal netwerk – verbanden worden gelegd tussen de leeftijden, chemische samenstellingen en baanbewegingen van bolvormige sterrenhopen en de eigenschappen van de voorloper-stelsels waarin zij meer dan 10 miljard jaar geleden zijn gevormd. Door deze inzichten toe te passen op groepen van bolvormige sterrenhopen in de Melkweg, kon niet alleen worden vastgesteld hoeveel sterren deze voorloper-stelsels hebben bevat, maar ook wanneer zij door de Melkweg zijn opgeslokt. Daarbij is onder meer ontdekt dat al 11 miljard geleden een kleiner stelsel – ‘Kraken’ gedoopt – in botsing is gekomen met de Melkweg. Omdat ons sterrenstelsel destijds viermaal minder massa had dan tijdens de Gaia-Enceladus-fusie, moet de Melkweg daarbij een flinke gedaanteverandering hebben ondergaan. Volgens de astronomen heeft ons Melkwegstelsel in de loop van zijn bestaan vijf sterrenstelsels met meer dan 100 miljoen sterren ‘gekannibaliseerd’ en nog eens vijftien stelsels met minstens 10 miljoen stelsels. De grootste fusies zouden tussen de 6 en 11 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden. (EE)
→ Family tree of the Milky Way deciphered
9 november 2020
Astronomen van ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie, zijn er voor het eerst in geslaagd om een ‘bruine dwerg’ op te sporen met een radiotelescoop. Een bruine dwerg is een object met meer massa dan een grote planeet als Jupiter, maar met aanzienlijk minder massa dan onze zon (Astrophysical Journal Letters, 9 november). De bruine dwerg, die Elegast wordt genoemd, is opgespoord met LOFAR, een radiotelescoop die uit duizenden afzonderlijke ontvangstantennes bestaat. Het hart van dit instrument bevindt zich bij Exloo in Drenthe. Bruine dwergen zijn vrij zwakke bronnen van radiostraling. Deze wordt gegenereerd door geladen deeltjes die in het magnetische veld van zo’n ‘mislukte ster’ terecht zijn gekomen. Tot nu toe konden met radiotelescopen alleen sterke magnetische velden worden waargenomen, honderd keer zo sterk als die van een koelkastmagneet. LOFAR, die waarnemingen doet op lage frequenties, kan echter al magnetische velden registreren die honderd keer zo zwak zijn. Dat betekent dat hij in staat is om de magnetische velden van de koudste bruine dwergen en van grote exoplaneten te detecteren. Elegast viel op doordat zijn radiostraling een karakteristieke vorm van polarisatie vertoont. Vervolgwaarnemingen met twee optische telescopen hebben bevestigd dat het inderdaad om een bruine dwerg gaat. Elegast is overigens niet de eerste bruine dwerg die met een radiotelescoop is waargenomen: eerder zijn al radiowaarnemingen gedaan van bruine dwergen die voordien met infraroodtelescopen waren ontdekt. Het onderzoeksteam, onder leiding van Harish Vedantham, hoopt middels vervolgwaarnemingen de sterkte van het magnetische veld van Elegast te kunnen meten en de uitkomst daarvan met theoretische voorspellingen te vergelijken. Ook proberen de astronomen meer bruine dwergen in de LOFAR-gegevens op te sporen. (EE)
→ First direct detection of a brown dwarf with a radio telescope
4 november 2020
Voor het eerst is het astronomen gelukt om een zogeheten snelle radioflits te detecteren die binnen ons eigen Melkwegstelsel is ontstaan. Snelle radioflitsen zijn extreem heldere pulsen radiostraling die slechts een fractie van een seconde duren. Sinds de eerste detectie van zo’n radioflits in 2007 zijn in zo’n beetje alle hoeken en gaten van het heelal radioflitsen waargenomen. Die kwamen echter van zulke grote afstanden dat niet kon worden vastgesteld door welk soort objecten ze werden uitgezonden. Wel bestond al het vermoeden dat zogeheten magnetars – snel ronddraaiende neutronensterren met een extreem sterk magnetisch veld – de bron van het verschijnsel waren. De recente detectie van een radioflits van een veel nabijer object lijkt dat te bevestigen. De waargenomen radiopuls kwam inderdaad uit de richting van een magnetar (Nature, 4 november). De verlossende radioflits werd opgepikt door de CHIME-radiotelescoop in Canada, die de hemel voortdurend afspeurt naar ’tijdelijke’ radiobronnen. Ook op 28 april pikte CHIME weer zo’n radioflits op, maar ditmaal was er iets bijzonders aan de hand. Kort daarvóór hadden diverse satellieten namelijk een aantal uitbarstingen van röntgen- en gammastraling waargenomen die uit vrijwel dezelfde richting kwam. De bron ervan was de al bekende magnetar SGR 1935+2154, die zich op 30.000 lichtjaar van de aarde bevindt. Nader onderzoek heeft laten zien dat de twee uitbarstingen hoogstwaarschijnlijk niet los van elkaar staan. Twee dagen na de eerste uitbarsting detecteerde de Chinese radiotelescoop FAST namelijk opnieuw een radioflits die uit de directe omgeving van SGR 1935+2154 kwam. Magnetars zoals SGR 1935+2154 zenden wel vaker pulsen radiostraling uit, maar die zijn lang niet zo helder als FRB 200428, zoals de snelle radioflits van 28 april wordt genoemd. Het gaat echt om een ‘uitschieter’, wat meteen ook verklaart waarom het zo lang heeft geduurd voordat er een snelle radioflits van een object in ons eigen Melkwegstelsel werd geregistreerd. Hóé magnetars snelle radioflitsen produceren is echter nog onduidelijk. (EE)
→ First Detection of Ultrabright Radio Flashes in Our Own Galaxy
28 oktober 2020
Nieuw onderzoek wijst erop dat de meeste sterren in de centrale verdikking van ons Melkwegstelsel – de zogeheten bulge – tijdens één grote ‘geboortegolf’ zijn gevormd die meer dan 10 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. Tot nu toe werd aangenomen dat de sterren in de binnenste 1000 lichtjaar van de Melkweg verspreid over twee of meer perioden zijn ontstaan. Bij het onderzoek hebben astronomen miljoenen sterren gefotografeerd met de Dark Energy Camera (DECam) van de Victor M. Blanco 4-meter telescoop op Cerro Tololo in Chili. Van 70.000 van deze sterren is vervolgens de chemische samenstelling vastgesteld. Normaal gesproken gebeurt dat met behulp van een spectroscoop, maar daarmee kunnen slechts kleine aantallen sterren tegelijk onderzocht worden. Daarom is bij dit onderzoek voor een andere aanpak gekozen. Met de DECam zijn op golflengten van het ultraviolet tot het nabij-infrarood de helderheden van de vele sterren gemeten. De helderheidsverschillen die sterren op verschillende golflengten vertonen geven een indicatie van hun samenstelling. Uit het onderzoek blijkt dat de sterren rond het Melkwegcentrum relatief rijk zijn aan ‘metalen’ – de term waarmee astronomen elementen zwaarder dan waterstof en helium aanduiden. Dat is verrassend omdat metalen door opeenvolgende generaties van sterren moeten zijn geproduceerd. Daarom bevatten de meeste oude sterren juist weinig metalen. Ook is ontdekt dat de sterren in de bulge ruwweg evenveel metalen bevatten. Dat geeft aan dat ze rond dezelfde tijd zijn ontstaan. Mogelijk is hun geboortegolf op gang gekomen nadat een ander jong sterrenstelsel door de nog jonge Melkweg werd opgeslokt. (EE)
→ New Survey Finds That Single Burst of Star Formation Created Milky Way’s Central Bulge
20 oktober 2020
Het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel lijkt niet erg snel draaien. Dat blijkt uit theoretisch onderzoek door Amerikaanse wetenschappers, die daaruit concluderen dat dit ook de reden is dat het zwarte gat, dat Sagittarius A* wordt genoemd, geen ‘jets’ heeft. Hoewel bekend is dat de massa’s van centrale zwarte gaten van grote invloed zijn om het hen omringende sterrenstelsel, laat het gevolg van hun draaiing zich niet eenvoudig meten. Om de invloed van Sagittarius A* op ons Melkwegstelsel beter te leren begrijpen, hebben de wetenschappers Avi Loeb en Frank Baird de omloopbanen en ruimtelijke verdelingen van de sterren in de naaste omgeving van het zwarte gat geanalyseerd. Deze zogeheten S-sterren blijken niet precies in hetzelfde vlak om Sagittarius A* te cirkelen, maar zijn over twee voorkeursvlakken verdeeld. Als het zwarte gat heel snel om zijn as zou draaien, zou die nette verdeling over twee vlakken volgens Loeb en Baird allang verstoord moeten zijn. Ze denken dan ook dat de draaisnelheid van het zwarte gat niet meer dan tien procent van de maximale waarde (de lichtsnelheid) kan bedragen. Dat zou betekenen dat Sagittarius A* waarschijnlijk ook geen jets kán hebben. Een jet is een gerichte, gebundelde uitstroom van gas die ontstaat wanneer het centrale zwarte gat snel ronddraait. Tot nog toe zijn ook geen tekenen van jet-activiteit bij Sagittarius A* ontdekt. Volgens de beide wetenschappers zou het verdere onderzoek van Sagittarius A* met behulp van de Event Horizon Telescope uitsluitsel over deze kwestie kunnen geven. De bevindingen van Loeb en Baird zijn in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd, kort voordat bekend werd dat de Nobelprijs voor Natuurkunde 2020 werd toegekend aan Reinhard Genzel en Andrea Ghez – twee astronomen die zich al vele jaren met het onderzoek van de S-sterren bezighouden. (EE)
→ Monster in Middle of Milky Way Is...Spinning Slowly?
19 oktober 2020
Astronomen van de University of Iowa hebben vastgesteld dat de halo van heet gas waarin ons Melkwegstelsel is gehuld een klonterige structuur heeft. Dat komt waarschijnlijk doordat deze halo voortdurend wordt aangevuld met materiaal dat door sterren-in-wording en stervende sterren is uitgestoten. De halo, die ook wel het circumgalactische medium wordt genoemd, diende tien miljard jaar geleden als ‘couveuse’ voor de nog in aanbouw zijnde Melkweg (Nature Astronomy, 19 oktober). De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op waarnemingen met de mini-satelliet HaloSat, die naar röntgenstraling van het circumgalactische medium heeft gekeken. Uit de waarnemingen blijkt dat dit medium min of meer schijfvormig is. HaloSat werd in mei 2018 ‘gelanceerd’ vanuit het internationale ruimtestation ISS. Op plekken waar de Melkweg de meeste nieuwe sterren produceert, vertoont het circumgalactische medium de meeste röntgenstraling. Dat wijst erop dat er een duidelijk verband bestaat met het stervormingsproces. Waarschijnlijk wordt gas dat eerder naar de Melkweg toe is gevallen, en daar voor de vorming van nieuwe sterren is gebruikt, nu weer teruggegeven aan het circumgalactische medium. Er is dus sprake van een kringloop. De HaloSat-missie had onder meer tot doel om de omvang van het circumgalactische medium te bepalen. Is deze halo vele malen groter dan het Melkwegstelsel zelf of gaat het om een relatief dunne laag? Het nu gepubliceerde onderzoek geeft daar nog geen uitsluitsel over. Zeker is wel dat zich relatief veel heet materiaal in de buurt van het Melkwegvlak bevindt. Maar het is heel goed mogelijk dat het overgrote deel van de halo slechts een zwakke bron van röntgenstraling is. Als volgende willen de onderzoekers de gegevens van HaloSat dan ook combineren met die van andere röntgensatellieten. Dat zou niet alleen uitsluitsel kunnen geven over de werkelijke omvang van de Melkweghalo, maar ook over een andere kwestie waar astronomen al een tijdje mee worstelen: het probleem van de ontbrekende materie. Gewone materie zoals wij die kennen zou ongeveer vijf procent van het totaal aan materie en energie in het heelal moeten vertegenwoordigen. Ongeveer een derde daarvan bleef echter lange tijd zoek. Recent onderzoek heeft laten zien dat een flink deel ervan in het zogeheten kosmische web opgeslagen kan zijn. Maar ook in de halo’s van sterrenstelsels zoals onze Melkweg kan zich veel materie schuilhouden. (EE)
→ The Milky Way galaxy has a clumpy halo
18 oktober 2020
In mei van dit jaar maakte een team van astronomen de ontdekking bekend van een zwart gat op slechts duizend lichtjaar van de aarde. Het object zou in het gezelschap zijn van twee normale sterren, waarvan de ene om het zwarte gat leek te cirkelen. ‘Leek’, want nieuw onderzoek trekt het bestaan van dat zwarte gat nu in twijfel. Volgens astronomen Douglas Gies en Luqian Wang van Georgia State University is HR 6819, zoals het bijzondere stersysteem wordt genoemd, mogelijk toch geen drievoudig stelsel. Het zou gaan om een normale dubbelster, bestaande uit twee hete sterren: een zogeheten Be-ster, omgeven door een schijf van materie, en een veel lichtere B3 III-ster. Op basis van modelberekeningen komen Gies en Wang tot de conclusie dat de schommelbewegingen die in het vermeende drievoudige stersysteem zijn waargenomen heel goed terug te voeren zijn op de schommelbeweging die de schijf rond de Be-ster zou vertonen als het simpelweg om een dubbelster zou gaan. Met andere woorden: ook zonder zwart gat zijn de eigenschappen van het systeem verklaarbaar. Voorwaarde is dan wel dat de twee sterren sterk in massa verschillen. De Be-ster zou ongeveer zes keer zoveel massa hebben als onze zon, en zijn begeleider zou aanzienlijk lichter zijn dan onze zon. Het is denkbaar dat deze laatste al in zo’n vergevorderd evolutiestadium verkeert dat hij een groot deel van zijn oorspronkelijke massa aan zijn grote buur heeft overgedragen. (EE)
→ Casting Doubt on a Nearby Black Hole
16 oktober 2020
De koele superreuzenster Betelgeuze – de laatste tijd veel in het nieuws vanwege zijn wispelturige helderheidsgedrag – is kleiner dan tot nu toe werd gedacht en staat ook minder ver weg. Dat is de uitkomst van onderzoek onder leiding van Meridith Joyce van de Australian National University. Superreuzen hebben een beperkte levensduur. Vermoed wordt dat Betelgeuze over ruwweg 100.000 jaar een catastrofale (supernova)explosie zal ondergaan. Volgens de onderzoekers staan de recente helderheidsvariaties daar waarschijnlijk los van. Ze lijken het gevolg te zijn geweest van de uitstoot van stof, in combinatie met pulsaties van ster zelf. Joyce en haar collega’s hebben deze pulsaties met behulp van computermodellen geanalyseerd, om een beter beeld te krijgen van de toestand waarin Betelgeuze momenteel verkeert. Volgens de astronomen heeft hun analyse bevestigd dat de pulsaties van de ster door drukgolven zijn veroorzaakt. Ook lijkt het erop dat er in de kern van de ster momenteel helium tot zwaardere elementen wordt gefuseerd. Dat betekent dat er op korte termijn nog geen supernova-explosie te verwachten is. Een ander resultaat van het onderzoek is dat Betelgeuze kleiner is dan tot nog toe werd aangenomen. De ster zou ‘slechts’ 750 keer zo groot zijn als onze zon in plaats van ongeveer duizend keer. Als dat klopt, staat de ster ook dichterbij dan gedacht: op 530 lichtjaar in plaats van 700 lichtjaar. Dat is – met het oog op de toekomstige supernova-explosie – overigens nog steeds een veilige afstand. (EE)
→ Supergiant star Betelgeuse smaller, closer than first thought
16 oktober 2020
Een team van astronomen heeft met behulp van de Canada-France-Hawaii Telescope een nieuwe ‘sterrenstroom’ ontdekt die afkomstig is van de bolvormige sterrenhoop M92. De ontdekking wijst erop dat M92 uiteenvalt onder invloed van de getijdenkrachten die door ons Melkwegstelsel worden veroorzaakt. En dat roept vragen op over de oorsprong van deze sterrenhoop. Sterrenstromen zijn lange, dunne linten van sterren die ontstaan doordat bolvormige sterrenhopen en dwergsterrenstelsels worden verscheurd door de immense zwaartekracht van het Melkwegstelsel. Deze stromen kunnen miljarden jaren standhouden en bieden astronomen de mogelijkheid om de evolutie van het Melkwegstelsel te onderzoeken en de verdeling van de daarin aanwezige donkere materie in kaart te brengen. Computersimulaties van de sterrenstroom van M92 wijzen erop dat deze relatief kort geleden is ontstaan – ergens in de afgelopen 500 miljoen jaar. De bolvormige sterrenhoop zelf is met een leeftijd van ruwweg 11 miljard jaar veel ouder. Een en ander wijst erop dat de sterrenhoop zich niet vanaf het begin in zijn huidige omloopbaan heeft bevonden. Waar zijn oorsprong dan wel ligt, is nog onduidelijk. Ondanks dat de omgeving van M92 wel vaker is onderzocht, is de sterrenstroom tot nu toe onopgemerkt gebleven. Dat deze nu wel is ontdekt komt door een combinatie van betere opnamen en nauwkeurige metingen (door de Europese Gaia-satelliet) van de eigenbewegingen van de sterren. (EE)
→ New M92 Stellar Stream Discovered
7 oktober 2020
Astronomen hebben een sterke aanwijzing gevonden dat planeten zich al kunnen gaan vormen wanneer hun jonge moederster nog niet volgroeid is. Op een detailrijke opname gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is namelijk een jonge schijf met diverse leemtes en stofringen te zien – een teken dat er planeten ‘in aanbouw’ zijn (Nature, 7 oktober). De opname toont de jonge protoster IRS 63, die 470 lichtjaar van ons verwijderd is. De ster-in-wording maakt deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Slangendrager. IRS 63 is nog gehuld in een omvangrijk omhulsel van gas en stof, en de protoster en de hem omringende schijf worden vanuit dit ‘reservoir’ van materie voorzien. Bij tal van stersystemen die ouder zijn dan 1 miljoen jaar vertoont de circumstellaire schijf duidelijke afzonderlijke stofringen. Maar IRS 63 is nog niet half zo oud en is nog volop aan het groeien. Een en ander wijst erop dat planeetvorming al begint vóórdat een ster volwassen is. Dat vergroot de overlevingskans van planeten-in-wording. Als planeten heel vroeg beginnen te ontstaan en zich niet te dicht bij hun jonge moederster bevinden spiralen ze niet zo snel naar deze toe. De astronomen hebben ontdekt dat zich in de jonge schijf van gas en stof rond IRS 63, die ongeveer dezelfde afmetingen heeft als ons zonnestelsel, ongeveer 150 aardmassa’s aan materie heeft verzameld. Voor de vorming van een Jupiter-achtige gasplaneet is een vaste kern van ongeveer tien aardmassa’s nodig. Het is dus heel goed denkbaar dat zich rond deze protoster een of meer ‘gasreuzen’ zullen vormen. (EE)
→ Stars and Planets Grow Up Together as Siblings
28 september 2020
In het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt zich een tot nog toe onbekende populatie van oude sterren met verrassende eigenschappen. Volgens het internationale onderzoeksteam dat de sterren heeft opgespoord zijn de sterren afkomstig van een bolvormige sterrenhoop die naar het Melkwegcentrum is gemigreerd. Ons Melkwegstelsel is een grote schijf, bestaande uit enkele honderden miljarden sterren en talrijke wolken van gas en stof die om het centrum van de schijf draaien. Dat centrum ligt, vanuit de aarde gezien op een afstand van ongeveer 25.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Boogschutter. Precies in het Melkwegcentrum bevindt zich een zeer massarijk zwart gat. Daaromheen cirkelen enkele tientallen miljoenen sterren die tezamen de zogeheten Nuclear Star Cluster (NSC) vormen. Deze sterrenhoop omvat de binnenste 26 lichtjaar van de Melkweg. Om deze centrale sterrenhoop te kunnen onderzoeken, moeten astronomen gebruik maken van speciale apparatuur. Tussen ons en het Melkwegcentrum bevinden zich namelijk talrijke wolken van gas en stof die de sterren aan het zicht onttrekken. Een team onder leiding van Anja Feldmeier-Krause heeft de sterrenhoop nu onderzocht met de KMOS-spectrograaf van de Europese Very Large Telescope. Dit instrument kan onder meer nabij-infraroodstraling opvangen – een vorm van straling die veel minder hinder ondervindt van interstellair stof dan zichtbaar licht. Met behulp van deze spectrograaf hebben de astronomen ongeveer 700 NSC-sterren onderzocht op helderheid en kleur. Ook zijn hun snelheden en chemische eigenschappen in kaart gebracht. Uit de chemische samenstelling van een ster kan zijn leeftijd worden afgeleid. Sterren zetten de lichte elementen waterstof en helium om in zwaardere elementen. Als een ster dus rijk is aan zware elementen zoals zuurstof, koolstof en ijzer, dan betekent dit dat hij is ontstaan uit de overblijfselen van voorgaande sterren en dus relatief jong is. Omgekeerd moet een ster met weinig zware elementen heel oud zijn: hij is ontstaan in een tijd dat er nog vrijwel geen zware elementen voorradig waren in het heelal. Een analyse van de KMOS-gegevens laat nu zien dat de Nuclear Star Cluster een samenraapsel is van verschillende sterpopulaties. Verreweg de meeste NSC-sterren bevatten meer zware elementen dan onze zon, en zijn dus jong. Maar ongeveer 50 ervan bevatten juist veel minder zware elementen. Deze sterren hebben bovendien een hogere snelheid dan rest en hun banen staan een beetje schuin op het Melkwegvlak. Een en ander wijst erop dat ze een gezamenlijke oorsprong hebben. Volgens de meest gangbare theorie is de Nuclear Star Cluster een samenraapsel van meerdere sterrenhopen die vanuit de schijf van de Melkweg naar het centrum zijn gemigreerd. Het is dus denkbaar dat de nu opgespoorde oude sterren tot een zogeheten bolvormige sterrenhoop hebben behoord. Om deze theorie te toetsen hebben de astronomen computersimulaties gedaan. De berekeningen laten zien dat de hypothetische oude sterrenhoop drie tot vijf miljard jaar geleden in het Melkwegcentrum verzeild is geraakt. Deze sterrenhoop kan afkomstig zijn geweest van een passerend kleiner sterrenstelsel, maar het lijkt waarschijnlijker dat hij uit de Melkweg zelf is gekomen. Dat laatste wordt bevestigd door de ontdekking dat de waargenomen eigenschappen van de oude NSC-sterren overeenkomsten vertonen met die van sterren in nog bestaande bolvormige sterrenhopen in onze Melkweg. (EE)
→ Encounter of generations in the heart of the Galaxy
18 september 2020
Voor het eerst is het astronomen gelukt om rechtstreeks de afstand te meten van een magnetar – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. De afstandsmeting kan helpen bepalen of magnetars inderdaad de bronnen zijn van de raadselachtige snelle radioflitsen. Snelle radioflitsen werden in 2007 voor het eerst waargenomen. Het zijn zeer energierijke stoten radiostraling die hooguit enkele duizendsten van een seconde duren. De meeste zijn afkomstig van buiten ons Melkwegstelsel, maar door welk soort objecten ze worden geproduceerd staat nog niet vast. Hun eigenschappen wijzen er echter op dat ze door magnetars kunnen worden veroorzaakt. Bij de nieuwe afstandsbepaling is gebruik gemaakt van de Very Long Baseline Array (VLBA), een Amerikaans netwerk van radiotelescopen. Deze array is in de periode van januari tot november 2019 en in maart en april 2020 regelmatig gericht op de magnetar XTE J1810-197 – een van de weinige magnetars die behalve röntgen- en gammastraling ook radiopulsen uitzenden. Door de draaiing van de aarde om de zon verplaatste de magnetar zich tijdens de waarneemperiode een héél klein beetje ten opzichte van verre achtergrondobjecten. Met behulp van dit schijnbare effect, dat parallax wordt genoemd, kon de afstand van de pulsar meetkundig worden bepaald. Met een afstand van 8100 lichtjaar behoort XTE J1810-197 tot de meest nabije objecten in zijn soort. Nu dat bekend is, kan ook worden berekend hoeveel energie vrijkomt bij de normale pulsen radiostraling die hij uitzendt. Als hij dan ooit een keer zoiets als een snelle radioflits produceert, kan vervolgens worden berekend hoeveel energie dáárbij vrijkomt. Als snelle radioflitsen inderdaad door magnetars worden uitgezonden, zouden beide uitkomsten ongeveer even groot moeten zijn. (EE)
→ VLBA Makes First Direct Distance Measurement to Magnetar
17 september 2020
Een internationaal team van onderzoekers met Nederlandse sterrenkundigen heeft met waarnemingen en modellen laten zien dat de tot nu toe slecht begrepen grote verscheidenheid in de structuur van sterrenwinden komt door begeleidende sterren of door grote exoplaneten. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vakblad Science. Sterrenkundigen breken al langere tijd hun hoofd over de vraag waarom de sterrenwinden van stervende sterren in modellen vaak een bolvormige planetaire nevel veroorzaken, terwijl er in de praktijk veel spiraalvormige, vlindervormige, zandlopervormige en ringvormige planetaire nevels zijn. Een groep onderzoekers onder leiding van Leen Decin (KU Leuven, België) onderwierp 14 nabije rode reuzen aan een nader onderzoek. De sterrenwinden van deze rode reuzen zullen zich in 100.000 jaar ontwikkelen tot planetaire nevels. De astronomen gebruikten hiervoor de ALMA-telescopen in Chili. Het was voor het eerst dat er van een aantal rode reuzen met een sterrenwind op éénzelfde, gedetailleerde manier gegevens werden verzameld. Daardoor konden de sterrenkundigen de sterren goed vergelijken. De winden van deze rode reuzen bleken allemaal niet-bolvormig te zijn. Ze hadden vormen die sterk lijken op die van de planetaire nevels rond al uitgedoofde sterren. Met behulp van de verkregen gegevens maakten de sterrenkundigen vervolgens een model om de variatie in sterrenwinden te verklaren. Het blijkt dat de vorm van de sterrenwinden goed verklaard kan worden als de rode reus een begeleidende ster in de buurt heeft of als er een grote exoplaneet omheen draait. Leen Decin: ‘Ik vergelijk het met het roeren van melk in een kopje koffie. Dan ontstaan er ook spiralen.’ De ontdekking levert een nieuwe methode om exoplaneten en begeleidende sterren te ontdekken, aldus medeauteur Alex de Koter (Universiteit van Amsterdam en KU Leuven): ‘Aan de hand van de structuur van de sterrenwind van rode reuzen kunnen we nu achterhalen of, en zo ja op welke afstand er een begeleider zit en hoe zwaar die is. Zo kunnen we bijvoorbeeld zoeken naar Jupiter-achtige planeten in de fase van hun bestaan vlak voordat hun ster het opgeeft.’ Het onderzoek helpt ook bij het voorspellen van hoe de nevel van ons eigen zonnestelsel eruitziet als onze zon over ongeveer vijf miljard jaar zelf een rode reus wordt. Rens Waters (Radboud Universiteit en SRON): ‘Waarschijnlijk, zo laten de nieuwe modellen zien, zorgen Jupiter en Saturnus ervoor dat zich in de bolvormige sterrenwind een zwakke spiraal zal vormen.’
→ Oorspronkelijk persbericht
15 september 2020
Bij botsingen tussen neutronensterren komt goud vrij, maar lang niet zoveel als tot nu toe werd aangenomen. Dat is de conclusie van nieuw onderzoek waarvan de resultaten vandaag in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd. Bij de oerknal zijn grote hoeveelheden waterstof, helium en lithium ontstaan, maar dat was het ook wel zo’n beetje. Zwaardere elementen, tot aan het atoomgewicht van ijzer, zijn gevormd bij kernfusieprocessen in sterren. Ze zijn over de ruimte verspreid door middel van sterrenwind of bij de explosies van zware sterren (supernova’s). Aangenomen werd dat de helft van alle elementen zwaarder dan ijzer, waaronder goud, zijn ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren – de uiterst compacte restanten van sterren. Onderzoek onder leiding van Chiaki Kobayashi van de universiteit van Hertfordshire (VK) wijst er echter op dat bij deze botsingen, die ook zwaartekrachtgolven genereren, lang niet zoveel goud vrijkomt als werd aangenomen – nu niet, en ook in het vroege heelal niet. De onderzoekers baseren hun conclusie op modellen voor de chemische evolutie van onze Melkweg. Daarbij zijn de verschillende stellaire processen in kaart gebracht die zich in ons sterrenstelsel hebben afgespeeld, en is uitgerekend wat deze aan zware elementen moeten hebben opgeleverd. Dit heeft geresulteerd in een periodiek systeem – een tabel van chemische elementen – waarin per element is aangegeven wanneer en door welk proces het is ontstaan. Volgens Kobayashi en haar team vinden er simpelweg niet genoeg botsingen tussen neutronensterren plaats om de huidige hoeveelheden goud en andere zware elementen te kunnen verklaren. In plaats daarvan denken de astronomen dat deze elementen bij een ander stellair verschijnsel zijn gevormd: bijzondere supernova-explosies van zware sterren die heel snel roteren en sterke magnetische velden genereren. Helemaal kloppend maakt deze toevoeging de chemische boekhouding overigens niet: volgens de modellen zou veel meer zilver en veel minder goud moeten zijn geproduceerd dan uit waarnemingen blijkt. De oplossing van dit raadsel zou kunnen zijn dat er meer botsingen tussen neutronensterren plaatsvinden dan de beschikbare waarnemingen suggereren. Een andere mogelijkheid is dat de nucleaire reacties die in de vorming van deze elementen resulteren efficiënter zijn dan wordt aangenomen. (EE)
→ Elements of surprise: neutron stars contribute little, but something's making gold
9 september 2020
Nieuw onderzoek biedt een verklaring voor het bestaan en de omvang van de Magelhaense Stroom. Dat is een lang lint van wolken van gas die zich uitstrekken van de beide Magelhaense Wolken – twee naburige sterrenstelsels – en de zuidpool van ons Melkwegstelsel. De Magelhaense Stroom bestaat uit waterstofgas dat onttrokken is aan de Magelhaense Wolken, die in een baan om de Melkweg draaien. De enorme gasstroom strekt zich uit over meer dan een kwart van de zuidelijke hemel en bevat genoeg gas voor de vorming van een miljard sterren van het kaliber zon. Tot nu toe was onduidelijk waarom de Magelhaense Stroom zo omvangrijk is en zoveel massa heeft. De gasstroom doorkruist namelijk de halo van warm gas die de Melkweg omhult, en dat zou ertoe moeten leiden dat hij geleidelijk ‘oplost’, net als het condensatiespoor van een vliegtuig. In een vandaag (10 september) in Nature gepubliceerd artikel komt een internationaal onderzoeksteam met een verklaring hiervoor. De astronomen hebben bewijs gevonden dat de beide Magelhaense Wolken zelf ook omgeven zijn door halo’s van warm gas, en dat beschermt de gasstroom tegen de Melkweg. Hun nieuwe model kan ook de grote massa van de Magelhaense Stroom verklaren. Volgens de astronomen zijn de twee kleinere sterrenstelsels op enig moment ‘ingevangen’ door de Melkweg, en daarbij werden hun halo’s als het ware uiteen getrokken. Eerdere modellen gingen ervan uit dat getijdenkrachten en de kracht waarmee de Magelhaense Wolken tegen elkaar aan duwen de oorzaak van de vorming van de Magelhaense Stroom was. Zo kon inderdaad de omvang en vorm van de gasstroom worden verklaard, maar niet zijn grote massa. Nieuwe computersimulaties laten zien dat de de vorming van de Magelhaense Stroom zich in twee stappen heeft voltrokken. Toen de Magelhaense Wolken zich nog op grote afstand van de Melkweg bevonden, onttrok de Grote Magelhaense Wolk miljarden jaren lang gas aan zijn kleinere metgezel. Dit ‘gestolen’ gas draagt voor tien tot twintig procent bij aan de massa van de gasstroom. Nadat de beide Wolken in een omloopbaan om de Melkweg werden getrokken, verloren ze ongeveer twintig procent van hun halo en kreeg de Magelhaense Stroom zijn huidige omvang. (EE)
→ How the Milky Way stole an enormous gas halo from our dwarf neighbours
26 augustus 2020
Met behulp van het GRAVITY-instrument van de Europese Very Large Telescope hebben astronomen de naaste omgeving van een ster-in-wording onderzocht. Hun waarnemingen bevestigen de theorie dat het magnetische veld van zo’n ‘babyster’ een belangrijke rol speelt bij de aanvoer van materie uit de schijf van gas en stof die hem omringt (Nature, 27 augustus). Bij hun vorming zijn sterren nog relatief klein en zitten ze diep verscholen in een wolk van gas. Maar in de loop van de honderdduizenden jaren trekken ze steeds meer gas naar zich toe en groeit hun massa. Met behulp van het GRAVITY-instrument hebben astronomen nu kunnen aantonen dat dit gas door het magnetische veld van de ster naar diens oppervlak toe wordt geleid. Met de bestaande telescopen op aarde en in de ruimte is dit proces niet rechtstreeks waarneembaar: daarvoor zijn de relevante details te klein. Met het GRAVITY-instrument lukt het wel: het verenigt de vier 8-meter telescopen van de Very Large Telescope tot één ‘virtuele’ telescoop die details kan onderscheiden die normaal gesproken alleen waarneembaar zijn met een 100-meter telescoop. Met behulp van dit instrument hebben de astronomen het centrale deel van de gasschijf rond de jonge ster TW Hydrae waargenomen. Met een afstand van 196 lichtjaar staat deze ster relatief dichtbij en bovendien zien we zijn gasschijf bijna recht van ‘boven’. De waarnemingen laten zien dat de nabij-infraroodstraling die van dit stersysteem afkomstig is, inderdaad zijn oorsprong vindt in het centrale deel van de accretieschijf, waar het waterstofgas op het steroppervlak belandt. Dat wijst er sterk op dat de ‘groei’ van de ster wordt bepaald door een proces dat ‘magnetosferische accretie’ wordt genoemd. Dat betekent dat de toestromende materie in goede banen wordt geleid door het magnetische veld van de babyster zelf. Je zou misschien verwachten dat de materie uit de accretieschijf door de zwaartekracht vanzelf wel op de ster belandt, maar zo simpel is het niet. Vanwege het behoud van impulsmoment kan materie die rond de ster draait niet in rechte lijn op diens oppervlak vallen. Door de wrijving die binnen de accretieschijf optreedt kan een deel van het gas de ster wel wat naderen, maar dichterbij dan vijfmaal de diameter van de ster komt het zonder hulp van buitenaf niet. Dertig jaar geleden bedacht de Duitse astronoom Max Camenzind een oplossing voor dit probleem. Volgens hem zouden de magnetische velden van jonge sterren ervoor zorgen dat gas vanuit het binnenste deel van de accretieschijf naar de ster toe kan stromen. De GRAVITY-waarnemingen bevestigen dit. Ze laten zien dat zich op minder dan tweemaal de diameter van TW Hydrae – ruimschoots binnen het ‘onoverbrugbare’ gebied rond de ster – heet waterstofgas bevindt. Tot zo dichtbij de ster kan het gas van de accretieschijf zich niet uitstrekken. Ook kan het hete gas niet van de ster zelf afkomstig zijn. Volgens de astronomen resteert er maar één plausibele verklaring: het magnetosferische accretiemodel. (EE)
→ How to Feed a Baby Star
25 augustus 2020
Nieuwe computersimulaties bieden een mogelijke oplossing voor de zogeheten ‘galactische balkparadox’: het feit dat verschillende waarnemingen tegenstrijdige resultaten opleveren omtrent de bewegingen van sterren in het centrale deel van de Melkweg. De resultaten zijn gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De meeste spiraalstelsels, waaronder ook onze eigen Melkweg, hebben een grote, balkachtige structuur van sterren in hun centrum. Over de omvang en draaisnelheid van de balk van de Melkweg bestaat echter al jaren discussie. Zo wordt uit metingen van de snelheden van sterren in de omgeving van de zon afgeleid dat de balk klein is en snel draait, terwijl directe waarnemingen van het centrale deel van de Melkweg juist wijzen op een aanzienlijk grotere en langzamer draaiende balk. Met behulp van geavanceerde simulaties van de vorming van het Melkwegstelsel hebben astronomen van de universiteit van Surrey (VK) en het Leibniz Instituut voor Astrofysica (Duitsland) nu een mogelijke verklaring voor deze discrepantie gevonden. Uit de simulaties blijkt dat zowel de omvang als de rotatiesnelheid van de balk van de Melkweg mettertijd varieert. Hierdoor lijkt de balkstructuur soms twee keer zo groot dan anders en draait hij 20 procent langzamer. Deze variaties zouden het gevolg zijn van de interactie tussen de balkstructuur en de binnenste spiraalarm van de Melkweg. Wanneer de balk het domein van deze arm nadert wordt zijn draaiing afgeremd, terwijl de spiraal juist versnelt. Zodra ze contact hebben gemaakt, bewegen ze een tijdlang als één geheel, waardoor de balk veel langer en trager lijkt dan hij in werkelijkheid is. Uiteindelijk gaan ze weer uit elkaar en versnelt de balk en wordt de spiraal afgeremd. De simulaties geven aan dat dit scenario zich om de 80 miljoen jaar herhaalt. De bestaande controverse rond de galactische balk zou simpelweg het gevolg zijn van het feit dat we nu in een tijd leven dat balk en spiraal met elkaar verbonden zijn. Hierdoor lijkt de balk groot en traag. De bewegingen van de sterren in de omgeving van de zon wordt echter nog steeds bepaalt door de werkelijke, veel kleinere aard van de balk. (EE)
→ Galactic bar paradox resolved in cosmic dance
20 augustus 2020
Astronomen hebben ontdekt dat er vanuit het centrum van de Melkweg ‘kogels’ van dicht, koud gas worden weggeschoten. Hoe dat gebeurt, is nog een raadsel, maar het zou grote gevolgen kunnen hebben voor de toekomst van ons Melkwegstelsel. Het koude gas, met temperaturen van meer dan 170 graden onder nul, is waargenomen met het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. (Nature, 19 augustus). Dat het centrum van ons Melkwegstelsel, waar zich een 4 miljoen zonsmassa’s zwaar zwart gat bevindt, gas uitstoot was al langer bekend. Maar het bleek daarbij tot nu toe altijd om warm tot zeer heet gas te gaan. Een bekend voorbeeld zijn de Fermi-bellen, twee kolossale bellen van heet, geïoniseerd gas die boven en onder het Melkwegcentrum uit steken. Onduidelijk is nog of ook het nu waargenomen koude gas onder invloed van het centrale zwarte gat is uitgestoten. Het is ook denkbaar dat het is weggeblazen door de duizenden zware sterren die zich rond het Melkwegcentrum hebben verzameld. Maar het vreemde is dat het zwarte gat, Sagittarius A* geheten, momenteel niet erg actief is, en ook de stervorming in het centrale deel van de Melkweg staat op een laag pitje. De APEX-gegevens wijzen erop dat de koude gaswolken zich vermengen met het warmere gas ter plaatse en mogelijk bezig zijn om uiteen te vallen. Het lijkt erop dat ze een aanzienlijke massa vertegenwoordigen. En dat is slecht nieuws voor de toekomstige vorming van sterren ter plaatse. Voor stervorming zijn namelijk dichte concentraties van koud gas nodig. (EE)
→ Mystery gas discovered near centre of Milky Way
17 augustus 2020
Astronomen hebben een gaswolk ontdekt die lijkt te pulseren op gammagolflengten. De pulsaties volgen het ritme van een ‘naburig’ zwart gat dat om een reuzenster cirkelt. Er lijkt dus sprake te zijn van een onderling verband, maar onduidelijk is hoe het zwarte gat de pulsaties van een honderd lichtjaar verderop gelegen gaswolk kan beïnvloeden (Nature Astronomy, 17 augustus). De ontdekking volgt uit een analyse van gegevens die over een periode van meer dan tien jaar zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop Fermi, die het heelal op de golflengten van gammastraling – de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling – waarneemt. De analyse had specifiek betrekking op het object SS 433, dat circa 15.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is. SS 433 bestaat uit een ster die ongeveer dertig keer zoveel massa heeft als onze zon en een zwart gat van tien à twintig zonsmassa’s. De twee cirkelen met een periode van dertien dagen om elkaar, en onderwijl onttrekt het zwarte gat materie aan de reuzenster. Deze materie spiraalt naar het zwarte gat toe en hoopt zich op in een zogeheten accretieschijf, voordat zij uiteindelijk kan worden opgeslokt. Een deel van die materie komt echter niet in het zwarte gat terecht, maar wordt in de vorm van twee nauwe jets of straalstromen terug de ruimte in geblazen. Dat gebeurt met zo’n kolossale snelheid dat de uitgestoten materie een bron van röntgen- en gammastraling wordt. Omdat de accretieschijf niet precies in het vlak van de beide objecten ligt, maakt deze een schommelbeweging – net als een draaitol die schuin op tafel wordt neergezet. Hierdoor zwabberen de jets van SS 433 heen en weer, en deze zogeheten precessiebeweging heeft een periode van circa 162 dagen. Het vreemde is nu dat de gaswolk honderd lichtjaar verderop in hetzelfde tempo pulsen van gammastraling vertoont, terwijl hij niet eens in het verlengde van een van de jets van SS 433 ligt. Een overtuigende verklaring daarvoor ontbreekt nog, maar de astronomen zoeken de oorzaak voorlopig bij snelle protonen (waterstofkernen) die aan de uiteinden van de jets of juist aan de rand van de accretieschijf worden gegenereerd. Dat zou ertoe leiden dat de gaswolk wordt bestookt met snelle deeltjes, die bij botsingen met het gas flitsjes gammastraling produceren. (EE)
→ Strange gamma-ray heartbeat puzzles scientists
13 augustus 2020
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat de onverwachte ‘verduistering’ van de heldere ster Betelgeuze, afgelopen winter, waarschijnlijk is veroorzaakt doordat de ster een enorme hoeveelheid heet materiaal de ruimte in heeft geblazen. Daarop heeft zich een wolk van donker stof gevormd die het licht van Betelgeuze heeft getemperd. Betelgeuze is een rode superreus: een ster die door veranderingen in de fusiereacties in zijn kern sterk is opgezwollen. In oktober 2019 begon deze ster duidelijk minder helder te worden, en medio februari van dit jaar was de reuzenster meer dan drie keer zo zwak als normaal. Daarna bereikte haar helderheid weer normale waarden. Voor deze onverwachte gebeurtenis zijn verschillende verklaringen aangedragen. Zo zou Betelgeuze wolken van stof hebben uitgestoten of zouden zich kolossale ‘zonnevlekken’ op haar oppervlak hebben gevormd. De Hubble-waarnemingen brengen astronomen nu tot de conclusie dat er inderdaad sprake is geweest van donker stof rond de ster. Dit verduisterende materiaal zou zijn ontstaan doordat een kolossale convectiecel opsteeg vanuit het inwendige van de ster en de koelere buitenlagen van haar atmosfeer wist te bereiken. De spectra die de ruimtetelescoop in het laatste kwartaal van 2019 heeft vastgelegd laten inderdaad zien dat een deel van Betelgeuze in eerste instantie duidelijk heter werd en dat het betreffende materiaal naar buiten bewoog. Het (aanvankelijk) hete materiaal was twee tot vier keer zo helder als de normale helderheid van de ster en koelde op miljoenen kilometers van de ster af tot donker stof. Over de oorzaak van de uitbarsting tasten astronomen nog in het duister. Mogelijk werd het opstijgen van de convectiecel geholpen door de pulsaties die Betelgeuze toch al vertoont. Op het moment van de uitbarsting was de ster namelijk net aan het opzwellen. Het is niet ondenkbaar dat het verschijnsel een voorbode is van de supernova-explosie die de ster uiteindelijk te wachten staat. Maar het kan nog vele duizenden jaren duren voordat het daadwerkelijk zover is. Momenteel kan Betelgeuze niet worden waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop, omdat zij te dicht bij de zon staat. Wel kan de ster nog worden bekeken met STEREO-A, een NASA-satelliet die normaal gesproken de zon observeert. Metingen van deze satelliet laten zien dat de helderheid van Betelgeuze opnieuw aan het afnemen is. Dat is verrassend, omdat de ‘helderheidsdips’ van de ster doorgaans met tussenpozen van ruim een jaar optreden. Astronomen kijken dan ook met meer dan gemiddelde belangstelling uit naar komend najaar, als Betelgeuze weer goed te zien zal zijn. (EE)
→ Hubble Helps Uncover the Mystery of the Dimming of Betelgeuse
29 juli 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft in het zuidelijke sterrenbeeld Phoenix een stroom van sterren ontdekt die een overblijfsel is van een bolvormige sterrenhoop die 2 miljard jaar geleden aan flarden is getrokken door de zwaartekracht van ons Melkwegstelsel (Nature, 30 juli). Een bolvormige sterrenhoop, ook wel kortweg ‘bolhoop’ genoemd, is een bol bestaande uit een miljoen sterren die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. In het buitengebied van onze Melkweg zijn meer dan honderd van die sterrenhopen te vinden die allemaal in banen om het Melkwegcentrum bewegen. De bolhoop die de pas ontdekte sterrenstroom heeft voortgebracht lijkt echter een heel andere levensloop te hebben gehad dan de bolhopen van nu. Uit onderzoek van de sterren die hij heeft achtergelaten blijkt dat hij een heel andere chemische samenstelling had. De samenstelling van een ster is een afspiegeling van de wolk van gas waaruit hij is voortgekomen. Hoe meer voorgaande generaties van sterren dit gas hebben verrijkt met de zware elementen die zij in de loop van hun bestaan hebben geproduceerd, des te metaalrijker zijn de sterren die later ontstaan. Een zeer oude ster bevat vrijwel geen elementen zwaarder dan helium. De nu ontdekte sterrenstroom bevat zo weinig metalen, dat de oorspronkelijke bolhoop vroeg in de geschiedenis van het heelal moet zijn gevormd. Dat is opmerkelijk, omdat werd aangenomen dat zware elementen juist een cruciale rol hebben gespeeld bij de vorming van bolvormige sterrenhopen. Het lijkt er dus op dat dit beeld moet worden bijgesteld. De Phoenix-bolhoop lijkt een vertegenwoordiger te zijn geweest van een uitgestorven generatie van metaalarme bolhopen. (EE)
→ “Stellar Archeology” Reveals Remnant of Ancient Globular Cluster that’s “The Last of Its Kind”
27 juli 2020
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie Amina Helmi (Rijksuniversiteit Groningen), heeft de zesde en laatste database van de RAVE-survey vrijgegeven met spectroscopische gegevens van een half miljoen sterren in de Melkweg. Uit de gegevens kunnen astronomen onder meer temperaturen en samenstellingen van sterren afleiden. RAVE was een van de eerste grote projecten die systematisch de hemel afspeurden. RAVE, dat staat voor RAdial Velocity Experiment, rafelde van 451.783 sterren in de buurt van de aarde systematisch het licht uiteen in de kleuren van de regenboog. Dat gebeurde met de UK Schmidt telescoop in het Australische Siding Spring. Die telescoop stond van 2003 tot 2013 bijna elke heldere nacht in dienst van het project. Het project werd geleid door het Duitse Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam. De afgelopen jaren gaven de sterrenkundigen vijf eerdere pakketten met gegevens vrij. Het slotpakket is gekoppeld aan de nieuwere Gaia-catalogus die van meer dan een miljard sterren de snelheden, posities en afstanden in kaart bracht. Amina Helmi (Rijksuniversiteit Groningen), die ook betrokken is bij de Gaia-catalogus, nam ook aan de RAVE-dataverzameling deel. Ze zegt: ‘RAVE is een echte pionier. We zullen de survey blijven gebruiken. Onder andere om de opvolgers te trainen.’ Die opvolgers zijn bijvoorbeeld de mede door Nederlanders gebouwde WEAVE voor een telescoop op La Palma en 4MOST voor een Europese telescoop in Chili. Dankzij RAVE is onder andere berekend hoe snel een ster minimaal moet bewegen om uit de Melkweg te ontsnappen. Die berekening vormde een bevestiging dat ons sterrenstelsel veel onbekende, donkere materie moet bevatten. Ook konden sterrenkundigen met RAVE systematisch naar metaal-arme sterren speuren. Daardoor leerden ze meer over de vroege Melkweg.
→ Oorspronkelijk persbericht
15 juli 2020
Een in 2015 ontdekte witte dwergster heeft mogelijk een gedeeltelijke supernova-explosie ondergaan. Daarbij is hij ontsnapt aan zijn stellaire begeleider en raast hij nu met een snelheid van 900.000 kilometer per uur door onze Melkweg (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 juli). Witte dwergen zijn de overgebleven kernen van rode reuzensterren die aan het einde van hun leven hun buitenste lagen hebben afgestoten. De meeste witte dwergen hebben een atmosfeer die vrijweg geheel uit waterstof en helium bestaat, met soms nog wat koolstof of zuurstof. Witte dwerg SDSS J1240+6710 is wat dat betreft een buitenbeentje. Zijn atmosfeer bevat waterstof noch helium en bestaat uit een mengsel van zuurstof, neon, magnesium, silicium en een aantal andere elementen die normaal gesproken aan het begin van een supernova-explosie ontstaan. Nog zwaardere elementen zoals ijzer en nikkel, die in een latere fase van de explosie worden gevormd, ontbreken echter. Ook heeft de witte dwerg opvallend weinig massa. Dat witte dwergen het toneel kunnen zijn van een supernova-explosie was al bekend. Wanneer zo’n object een dubbelster vormt met een normale ster, kan er stermaterie naar zijn oppervlak stromen. Zodra zich daar maar genoeg gas heeft verzameld, komt er een thermonucleaire explosie op gang waarbij de witte dwerg uiteenspat: een supernova van type Ia. Volgens de astronomen die SDSS J1240+6710 met de Hubble-ruimtetelescoop hebben onderzocht, is het in dit geval niet tot een volledige supernova-explosie gekomen. De combinatie van geringe massa, afwijkende samenstelling en hoge snelheid wijst erop dat er wel een explosie op gang kwam, maar dat deze voortijdig is afgebroken – waarschijnlijk omdat de witte dwerg heel abrupt een flinke hoeveelheid massa afstootte. Daarmee zou SDSS J1240+6710 de ‘overlevende’ kunnen zijn van een soort supernova-explosie die nog nooit rechtstreeks is waargenomen. Bij gebrek aan radioactief nikkel, dat verantwoordelijk is voor de langdurige nagloed van supernova’s van type Ia, zouden dit soort ‘mislukte’ explosies maar heel kort waarneembaar zijn. En daardoor laten ze zich maar moeilijk opsporen. (EE)
→ Thermonuclear Blast Sends Star Hurtling Across the Milky Way
13 juli 2020
Japanse astronomen hebben tijdens de eerste waarneemnacht met de nieuwe 3,8-meter Seimei-telescoop in Okayama een ‘supervlam’ geregistreerd op de nabije rode dwergster AD Leonis. Het explosieve verschijnsel was twintig keer krachtiger dan de zonnevlammen die onze eigen ster produceert. AD Leonis staat op een afstand van iets minder dan zestien lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Leeuw. Hij staat te boek als een actieve vlamster, die geregeld flinke uitbarstingen van licht en andere vormen van straling produceert. Naast de supervlam hebben de astronomen ook nog elf ‘mildere’ uitbarstingen van de ster waargenomen. Uit de waarnemingen blijkt dat tijdens de supervlam ruwweg tien keer meer energierijke elektronen vrijkwamen dan bij de gemiddelde zonnevlam – iets wat nog niet eerder was waargenomen. Ook ontdekten de astronomen dat AD Leonis bij de wat zwakkere opvlammingen alleen op de golflengte van H-alfastraling – licht dat door waterstofatomen wordt uitgezonden – helderder wordt, maar niet op andere visuele golflengten. Waarnemingen van vlamsterren moeten meer inzicht geven in het ontstaan van supervlammen. Heel af en toe vertoont ook onze zon van deze hevige uitbarstingen, die grote schade kunnen veroorzaken aan gevoelige elektronische apparatuur. Door sterren als AD Leonis te onderzoeken hopen astronomen het optreden van supervlammen beter te kunnen voorspellen. (EE)
→ The Lion’s Roar: New Telescope Spots Superflare in Leo
11 juli 2020
Met hulp van een team van ’burgerwetenschappers’ hebben astronomen twee bijzondere bruine dwergen ontdekt – ballen van gas die niet genoeg massa hebben om energie op te wekken zoals sterren dat doen. De burgerwetenschappers doen mee aan het NASA-project ‘Backyard Worlds: Planet 9’, waarbij gegevens van de infraroodsatelliet NEOWISE worden doorgespit. Daarbij hebben ze tot nu toe al meer dan 1600 bruine dwergen opgespoord. De twee objecten die daarbij recent zijn opgespoord worden door astronomen omschreven als de eerste ’extreme T-type subdwergen’. Ze hebben ongeveer 75 keer zoveel massa als de planeet Jupiter en zijn naar schatting 10 miljard jaar oud. Daarmee behoort het duo tot de meest planeetachtige bruine dwergen die tot nu zijn ontdekt. Op sommige infraroodgolflengten lijken de twee op normale bruine dwergen, maar op andere zien ze er heel anders uit. Daaruit kan worden afgeleid dat ze een uitzonderlijke samenstelling hebben. Zo bevatten ze heel weinig ijzer, wat betekent dat ze, net als zeer oude sterren, bij hun ontstaan weinig zwaar materiaal van voorgaande generaties van sterren hebben meegekregen. De gemiddelde bruine dwerg kan wel dertig keer zoveel ijzer en andere zware elementen bevatten. Omdat wordt vermoed dat bruine dwergen op dezelfde manier ontstaan als planeten (door samenklontering van restmateriaal dat rond een pas gevormde ster achterblijft), versterkt de ontdekking het vermoeden dat er ook metaal-arme exoplaneten kunnen bestaan. (EE)
→ Two Bizarre Brown Dwarfs Found With Citizen Scientists' Help
8 juli 2020
Een onderzoeksteam onder leiding van Lina Necib van het California Institute of Technology heeft een nieuwe omvangrijke ‘sterrenstroom’ in de betrekkelijke nabijheid van de zon ontdekt. De ongeveer 250 sterren zouden een overblijfsel kunnen zijn van een klein sterrenstelsel dat door onze Melkweg is opgeslokt (Nature Astronomy, 6 juli). De ontdekking van de restanten van ‘Nyx’, zoals het voormalige dwergstelsel wordt genoemd, is gebaseerd op een combinatie van gegevens van de Gaia-satelliet en computersimulaties. Gaia meet de posities en ruimtelijke bewegingen van miljoenen sterren in de Melkweg. Op die manier kunnen groepen sterren worden opgespoord die op een bepaalde manier samen optrekken. Het team van Necib heeft een geavanceerde analysetechniek – ’deep learning’ – losgelaten op de Gaia-gegevens. Daarmee werden niet alleen de al eerder ontdekte restanten van een ander dwergstelsel (het ‘Worststelsel’) opgespoord, maar ook een nog onbekende structuur. Deze bestaat uit 250 sterren die met de schijf van de Melkweg meedraaien, maar tevens in de richting van het Melkwegcentrum bewegen. Vervolgonderzoek met telescopen op aarde zal duidelijkheid moeten geven over de chemische samenstelling en andere eigenschappen van de sterrenstroom. Op die manier hopen de astronomen te kunnen vaststellen wanneer Nyx door de Melkweg is opgeslokt, en misschien zelfs waar het sterrenstelsel vandaan is gekomen. (EE)
→ New Collection of Stars, Not Born in Our Galaxy, Discovered in Milky Way
6 juli 2020
Zware sterren exploderen aan het einde van hun bestaan als supernova’s en stoten kort voordien grote hoeveelheden koolstof uit. Maar ook de grote meerderheid van lichtere sterren draagt zijn steentje bij, zo blijkt uit nieuw onderzoek. Voordat sterren van minder dan ongeveer acht zonsmassa’s ineenstorten tot ‘witte dwergen’ produceren ze een stevige sterrenwind die verrijkt is met tal van chemische elementen, waaronder koolstof (Nature Astronomy, 6 juli). De oorsprong van koolstof, een element dat cruciaal was voor het ontstaan van leven op onze planeet, is al geruime tijd een punt van discussie onder astronomen. Om meer inzicht in deze kwestie te krijgen heeft een team onder leiding van Paola Marigo van de universiteit van Padua (Italië) een aantal witte dwergen onderzocht van de Keck-telescoop op Hawaï. Daarbij zijn de massa’s van deze langzaam uitdovende sterren gemeten en schattingen gemaakt van de massa’s die de sterren oorspronkelijk hebben gehad. Tot nu toe werd aangenomen dat tussen ‘geboortegewicht’ en eindgewicht van een ster een lineair verband bestaat. Oftewel: hoe zwaarder de ster bij geboorte, des te zwaarder is de witte dwerg die hij achterlaat. Bij het onderzoek van Marigo en haar collega’s, dat betrekking had op witte dwergen die deel uitmaken van een open sterrenhoop – een grote groep sterren van gelijke leeftijd, zijn nu echter witte dwergen ontdekt die duidelijk meer massa hadden dan verwacht. Daaruit kan worden afgeleid dat sterren die ongeveer 1,5 miljard jaar geleden in onze Melkweg zijn geboren geen witte dwergen van ruwweg 0,6 zonsmassa hebben achtergelaten, maar exemplaren van circa 0,7 zonsmassa die voorheen in verband werden gebracht met sterren van ongeveer 3 zonsmassa’s. Er lijkt dus een ‘knik’ te zitten in het verband tussen geboortegewicht en eindgewicht van sterren. En volgens de onderzoekers is dat een teken dat lichte sterren flinke koolstofprocenten zijn. Op basis van stermodellen komen ze tot de conclusie dat sterren al vanaf een geboortegewicht van 1,65 zonsmassa hun omgeving met koolstof verrijken. In vergelijking met supernova’s gaat het weliswaar om kleine hoeveelheden, maar omdat lichte sterren veel talrijker zijn dan zware, zal hun gezamenlijke bijdrage toch aanzienlijk zijn. (EE)
→ White dwarfs reveal new insights into the origin of carbon
29 juni 2020
Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Thavisha Dharmawarden van het Max-Planck-Institut für Astronomie is de ‘verduistering’ die de heldere ster Betelgeuze tussen oktober 2019 en april 2020 heeft vertoond toch niet door stofwolken veroorzaakt. De astronomen denken dat ongewoon grote sterrenvlekken (het equivalent van zonnevlekken) de oorzaak zijn van de helderheidsdip van de ster (Astrophysical Journal Letters, 29 juni). Rode superreuzen zoals Betelgeuze vertonen wel vaker helderheidsvariaties, maar het komt zelden voor dat de helderheid van de ster daarbij tot slechts 40 procent van haar normale waarde terugvalt. Sommige astronomen meenden daarom zelfs dat Betelgeuze op het punt van ontploffen stond. Dharmawardena en haar collega’s zoeken de oorzaak van de helderheidsdip nu bij temperatuurvariaties in de fotosfeer (het lichtgevende ‘oppervlak’) van de ster. De meest waarschijnlijke oorzaak zijn reusachtige koele sterrenvlekken die 50 tot 70 procent van het oppervlak van de ster zouden hebben beslagen. De suggestie dat Betelgeuze wolken van stof had uitgestoten, die eveneens plausibel is voor een ster van dit type, wordt ondergraven door gegevens die met het Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) zijn verzameld. Deze telescopen registreren straling op submillimeter-golflengten. In dit golflengtegebied is met name koel stof goed waarneembaar. Tot verrassing van de onderzoekers is Betelgeuze zelfs op submillimeter-golflengten 20 procent zwakker geworden dan normaal. En dat gedrag is niet in overeenstemming met de aanwezigheid van stof. Het moet dus de ster zelf zijn geweest die de helderheidsafname veroorzaakte. De gemeten helderheidsafname in zichtbaar licht en submillimeter-straling is verklaarbaar als de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van Betelgeuze met ongeveer 200 graden is gedaald. Maar de astronomen achten het waarschijnlijker dat de temperatuurafname niet gelijkmatig was. Opnamen van de ster die in december 2019 zijn gemaakt vertonen namelijk duidelijke helderheidsverschillen. Al met al lijken enorme sterrenvlekken dan ook de meest waarschijnlijke verklaring voor het gedrag van de ster. Van onze zon is bekend dat zij een 11-jarige cyclus vertoont waarbij het aantal zonnevlekken toe- en afneemt. Toekomstige waarnemingen zullen moeten uitwijzen of de recente helderheidsdip van Betelgeuze ook het gevolg is van zo’n vlekkencyclus. (EE)
→ Betelgeuse – a giant with blemishes
18 juni 2020
Nieuw onderzoek onder leiding van de Leidse promovendus Lukasz Tychoniec wijst uit dat planeten rond jonge sterren – op kosmische schaal – in een oogwenk van minder dan een half miljoen jaar worden geboren. Op basis van gegevens van het ALMA-observatorium in Noord-Chili en de VLA in New Mexico, VS, komen de sterrenkundigen tot de conclusie dat zeer jonge stofschijven al voldoende materiaal bevatten om planeetstelsels te bouwen. Tot nu toe keken astronomen vooral naar protoplanetaire schijven rond jonge sterren van 1 tot 3 miljoen jaar oud, en in die vrij volwassen schijven troffen ze steeds een hoeveelheid stof aan waaruit niet eens enkele gasplaneet zoals Jupiter te maken is. Lukasz Tychoniec van de Sterrewacht Leiden besloot daarom proto-sterren te onderzoeken in de relatief nabijgelegen moleculaire gaswolk in het sterrenbeeld Perseus. De protoplanetaire schijven die de astronomen onderzochten zijn slechts tussen de 100.000 en 500.000 jaar oud, maar zijn mogelijk al planeten aan het vormen. Uit metingen aan het licht dat het stof in de schijven uitzendt, blijkt er meer dan genoeg materiaal te zijn om planeten te bouwen. Ze vergeleken de massa van de schijven met de massa van meer dan 2000 bekende exoplaneetsystemen. Tychoniec: ‘In alle gevallen vonden we dat de hoeveelheid stof voldoende is om de bekende populatie exoplaneten te vormen. De schijven in de Perseus-wolk hebben geen moeite om exoplaneten te maken zoals we die zien in onze Melkweg.’ Het resultaat, dat is geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics, zal bijdragen aan het ontwikkelen van nieuwe modellen voor planeetvorming, waarmee astronomen een beter begrip krijgen van de manier waarop en het tempo waarin exoplaneten – en ook ons eigen zonnestelsel – zijn gevormd.
→ Volledig persbericht
17 juni 2020
Astronomen hebben een pulsar – een rondtollende neutronenster – ontdekt die pas 240 jaar oud lijkt. Het naar astronomische maatstaven zeer jonge object is opgespoord met de röntgensatellieten Swift (NASA), NuSTAR (Caltech) en XMM-Newton (ESA). De ‘baby-pulsar’ werd op 12 maart jl. opgemerkt toen hij een flinke uitbarsting van röntgenstraling produceerde. Een neutronenster is het uiterst compacte restant van een zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. Swift J1818.0-1607, zoals de nieuwe ontdekking wordt genoemd, heeft tweemaal zoveel massa als de zon, maar is desondanks slechts een kilometer of twintig groot. Met een magnetisch veld dat ongeveer een factor duizend keer sterker is dan dat van de gemiddelde neutronenster, behoort Swift J1818.0-1607 tot de zogeheten magnetars – de meest magnetische objecten in het heelal. Objecten van dit type kunnen zeer krachtige uitbarstingen van licht en andere vormen van elektromagnetische straling produceren die tot ver in het heelal waarneembaar zijn. Tijdens zijn recente uitbarsting was deze magnetar minstens tien keer zo helder als normaal. Swift J1818.0-1607 bevindt zich in het sterrenbeeld Boogschutter, op een afstand van ongeveer 16.000 lichtjaar. Het licht dat we nu van de neutronenster ontvangen werd dus 16.000 jaar geleden uitgezonden, op het moment dat deze ongeveer 240 jaar oud was. (EE)
→ A Cosmic Baby Is Discovered, and It's Brilliant
12 juni 2020
De wolken van gas en stof waaruit sterren en planeten ontstaan zijn vroeger rijk aan complexe organische moleculen dan tot nu toe werd gedacht. Dat schrijven astronomen van de Universiteit van Arizona in The Astrophysical Journal. Complexe organische moleculen spelen vermoedelijk een belangrijke rol bij het ontstaan van leven. Uit het onderzoek blijkt dat deze moleculen al honderdduizenden jaren voordat er echte sterren ontstaan rijkelijk aanwezig zijn in ‘stellaire kraamkamers’. Dat is verrassend, omdat verondersteld werd dat het voor de vorming van complexe organische moleculen vereist zou zijn dat het aanwezige gas en stof wordt opgewarmd door protosterren – sterren-in-wording. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van de 12-meter radiotelescoop van de radiosterrenwacht op Kitt Peak, ten zuidwesten van Tucson, Arizona. Met dit instrument zijn 31 sterloze verdichtingen van gas en stof onderzocht die deel uitmaken van een grote stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier, op ongeveer 440 lichtjaar van de aarde. Het zal nog honderdduizenden jaren duren voordat uit deze verdichtingen protosterren ontstaan. Desondanks zijn daarin nu de signaturen van complexe organische moleculen waargenomen. In alle onderzochte pre-stellaire verdichtingen is methanol aangetroffen en bij meer dan twintig ervan ook ethanal. De grote vraag is nu hoe deze moleculen zijn ontstaan. Aangenomen werd dat voor hun vorming warmte nodig is, maar de onderzochte verdichtingen zijn nog extreem koud. Om deze kwestie nader te onderzoeken willen de astronomen verder ‘inzoomen’ op enkele van de sterloze verdichtingen, om alle daarin aanwezige complexe organische moleculen te inventariseren. (EE)
→ Ingredients for Life Appear in Stellar Nurseries Long Before Stars are Born
12 juni 2020
Voor de eerste keer heeft een ruimtesonde vanaf zo’n grote afstand hemelopnamen naar de aarde gestuurd, waarop enkele nabije sterren een beetje verschoven lijken te zijn ten opzichte van hun posities zoals we die vanaf de aarde waarnemen. De ruimtesonde, New Horizons, scheerde in 2015 langs de verre dwergplaneet Pluto en is inmiddels bijna 7 miljard kilometer van ons verwijderd. Vanuit die positie kijkt hij onder een iets andere hoek naar de sterren dan astronomen op aarde – een effect dat parallax wordt genoemd. Het parallaxeffect is het duidelijkst waarneembaar bij de meest nabije sterren. Die lijken vanuit New Horizons gezien een klein stukje te zijn versprongen ten opzichte van hun verre soortgenoten. Op 22 en 23 april van dit jaar richtte New Horizons zijn telescoopcamera op de sterren Proxima Centauri (afstand 4,24 lichtjaar) en Wolf 359 (7,86 lichtjaar). Bij vergelijking met opnamen die op dezelfde dagen met telescopen op aarde zijn gemaakt, valt het parallaxeffect gemakkelijk op. Van de nieuwe foto’s heeft astrofysicus Brian May, beter bekend als de gitarist van rockband Queen, stereoparen gemaakt die zich op verschillende manieren laten bekijken. (EE)
→ NASA’s New Horizons Conducts the First Interstellar Parallax Experiment
9 juni 2020
Astronomen hebben, met behulp van de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili, gedetailleerde opnamen gemaakt van twee sterren-in-wording die zich in een heel pril ontwikkelingsstadium bevinden. De proto-dubbelster maakt deel uit van het object IRAS 16293-2422 in de Ophiuchus moleculaire wolk. Bij de waarnemingen zijn ook de snelheden van de sterren gemeten. Daaruit blijkt dat de twee in ongeveer 360 jaar om elkaar wentelen. IRAS 16293-2422 is een van de helderste stervormingsgebieden in de naaste omgeving van de zon. Het object is 460 lichtjaar van ons verwijderd en is rijk aan complexe organische moleculen. Vanwege de grote hoeveelheden gas en stof ter plaatse was tot nu toe onduidelijk waaruit IRAS 16293-2422 precies bestaat. Bij waarnemingen op verschillende golflengten waren wel minstens twee compacte bronnen te zien, maar dat konden er ook meer zijn. De ALMA-waarnemingen hebben nu laten zien dat IRAS 16293-2422 minstens drie jonge sterren herbergt: de al langer bekende protoster ‘B’ en het tweetal ‘A1’ en ‘A2’, dat tot nu toe als één object werd gezien. De twee jonge sterren-in-wording zijn elk omgeven door een kleine stofschijf, die op zijn beurt weer is ingebed in een grotere wolk van gas en stof. Protoster A1 heeft bijna net zoveel massa als onze zon en is omgeven door een stofschijf met de omvang van de planetoïdengordel in ons eigen zonnestelsel. Protoster A2 heeft ruwweg anderhalf keer zoveel massa en heeft een grotere schijf, die schuin op de globale wolkstructuur staat, terwijl de schijf van protoster B een heel andere oriëntatie heeft. Daaruit wordt afgeleid dat de stervorming in dit gebied vrij chaotisch verloopt. Uit de snelheden waarmee A1 en A2 ten opzichte van elkaar bewegen kan worden afgeleid dat het om een echte dubbelster gaat. De twee protosterren zijn dus door de zwaartekracht aan elkaar gebonden. Hun onderlinge afstand is vergelijkbaar met de afstand zon-Pluto (6 miljard kilometer). Het tweetal is nog druk bezig om materie uit de omgeving aan te trekken: ze zijn dus nog in de groei. (EE)
→ Close-up view reveals binary proto-stars in the process of assemblage
3 juni 2020
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Marta Alves van de Radboud Universiteit, heeft een spookachtige, bijna volmaakte cirkelboog van ultraviolet-emissie ontdekt rond de ‘steel’ van het sterrenbeeld Grote Beer. De boog strekt zich uit over een afstand van dertig graden. De ontdekking is gepresenteerd tijdens de halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society, die ditmaal online plaatsvindt. De zeer dunne cirkelboog bestaat uit samengedrukt interstellair gas, wat erop wijst dat het om een schokfront gaat van een grote stellaire explosie die zestig graden boven het vlak van de Melkweg heeft plaatsgevonden. Wanneer de explosie heeft plaatsgevonden, en op welke afstand van de aarde, is hoogst onzeker. Het team schat dat het meer dan 100.000 jaar geleden is gebeurd, op een afstand van ongeveer 600 lichtjaar. Een klein stukje van de boog werd al in 1997 opgemerkt in gearchiveerde beeldgegevens van de NASA-satelliet GALEX. Maar pas toen Marta Alves bijna twintig jaar later vervolgwaarnemingen deed met de grotendeels in Nederland gestationeerde radiotelescoop LOFAR, kwam de ware omvang van de structuur aan het licht. Verder onderzoek moet uitsluitsel geven over de afstand, ouderdom en fysieke afmetingen van de ‘Ursa Major Boog’. Maar het vermoeden bestaat dat de explosie die de boog heeft veroorzaakt medeverantwoordelijk is geweest voor het ‘schoonvegen’ van een gebied boven de zon. Dit hemelgebied staat bekend om zijn ‘interstellaire vensters’ die astronomen een beter zicht bieden op sterrenstelsels buiten onze Melkweg. (EE)
→ Astronomers Discover 30 Degree Arc of Ultraviolet Emission Centered on the Big Dipper
2 juni 2020
Tijdens de 236ste bijeenkomst van de American Astronomical Society heeft postdoc Maria Schutte van de Universiteit van Oklahoma de ontdekking bekendgemaakt van een jonge bruine dwergster die omgeven is door een schijf van gas en stof. De ontdekking is gedaan in het kader van het Disk Detective-project van NASA. De bruine dwerg met schijf, die de aanduiding W1200-7845 draagt, is maar ongeveer 332 lichtjaar van ons verwijderd. Hij maakt deel uit van een groep van een stuk of twintig jonge sterren waarvan de leeftijd op minder dan vier miljoen jaar is bepaald. Daarmee is hij momenteel de jongste bruine dwerg in de naaste omgeving van de zon. Een bruine dwerg(ster) is een gasrijk object met 13 tot 80 keer zoveel massa als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel. Anders dan volwaardige sterren hebben bruine dwergen niet genoeg massa om in hun kern energie op te wekken door middel van waterstoffusie. Ze vormen daarmee de schakel tussen planeten en sterren. Disk Detective is een project voor ‘burgerwetenschappers’ dat gebruik maakt van optische en infraroodopnamen om circumstellaire schijven op te sporen – schijven waarin zich planeten kunnen vormen. De meest effectieve manier om zulke schijven te vinden is door opnamen van grote aantallen objecten aan een visuele inspectie te onderwerpen. Bij Disk Detective 1.0 hebben duizenden vrijwilligers maar liefst 400.000 objecten bekeken. Gisteren is het vervolg op dit project van start gegaan: Disk Detective 2.0. Dus iedereen kan weer meehelpen om nieuwe schijven op te sporen. (EE)
→ OU Graduate Student Maria Schutte Presents Findings on Young, Nearby Brown Dwarf With a Disk
2 juni 2020
Onze verre voorouders in Afrika waren 3,5 miljoen jaar geleden wellicht getuige van een bijzonder hemelverschijnsel: een spookachtige gloed in het sterrenbeeld Boogschutter die misschien wel een miljoen jaar aanhield. De oorzaak: een enorme uitbarsting in het centrum van ons Melkwegstelsel. De uitbarsting ontstond waarschijnlijk toen een grote wolk van 100.000 zonsmassa’s aan waterstofgas op de materieschijf rond het centrale superzware zwarte gat viel. Daarbij ontstonden twee kegels van intense ultraviolette straling boven en onder het vlak van de Melkweg die als ‘kosmische zoeklichten’ de omgeving aanstraalden. Het zuidelijke ‘zoeklicht’ bereikte daarbij de zogeheten Magelhaense Stroom – een uitgestrekt lint van gas dat achter de twee grootste satellieten van de Melkweg, de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, aan sleept. Daarbij raakte het waterstofgas in de Stroom geïoniseerd, waardoor deze laatste oplichtte als een kerstboom. Een en ander wordt afgeleid uit de huidige eigenschappen van het gas in de Magelhaense Stroom. Met de Hubble-ruimtetelescoop is gekeken naar het licht van 21 verre quasars – in feite ook kosmische zoeklichten – die door dat gas heen schijnen. Daarbij is geconstateerd dat de Magelhaense Stroom ionen bevat die door een intense stralingsbron moeten zijn ontstaan. Bij dezelfde gebeurtenis ontstonden ook de twee kolossale bellen van heet plasma (= geïoniseerd gas) die nog steeds ongeveer 30.000 lichtjaar boven en onder het vlak ons sterrenstelsel uit torenen. Deze onzichtbare bellen, die ongeveer een miljoen zonsmassa’s aan (ijle) materie bevatten, worden de Fermi-bellen genoemd. Hun bestaan werd tien jaar geleden opgemerkt door de Fermi-ruimtetelescoop van NASA. De nieuwe bevindingen, die ook gepubliceerd zullen worden in The Astrophysical Journal, zijn vandaag gepresenteerd tijdens de virtuele halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society. (EE)
→ Flash from Milky Way's Black Hole Illuminated Gas Outside Our Galaxy
2 juni 2020
Een samenwerkingsverband onder leiding van Adelle Goodwin van de Monash-universiteit (Australië) heeft gedetailleerde waarnemingen gedaan van de röntgenuitbarsting van een verre neutronenster. Bij het onderzoek waren vijf onderzoeksteams en zeven telescopen (vijf op aarde, twee in de ruimte) betrokken. Een neutronenster is het compacte restant van een zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. Het onderzochte object, SAX J1808.4−3658 geheten, is in 1996 ontdekt met de Italiaans/Nederlandse röntgensatelliet BeppoSAX. Het heeft een bruine dwerg (‘mislukte ster’) als begeleider en onttrekt daar met tussenpozen materie aan. Deze materie valt niet rechtstreeks op de neutronenster, maar spiraalt ernaartoe en hoopt zich op in een accretieschijf, waarin de temperaturen enorm oplopen. Dit leidt uiteindelijk tot een intense uitbarsting van röntgenstraling, waarbij ongeveer evenveel energie vrijkomt als onze zon in tien jaar produceert. Goodwin en haar collega’s hebben dit proces vanaf het prille begin – een toename van de visuele helderheid van het object – kunnen volgen. Deze eerste activiteit speelde zich af aan de rand van de accretieschijf, dicht in de buurt van de begeleidende ster. De overgedragen materie deed er uiteindelijk twaalf dagen over om naar de neutronenster toe te spiralen – aanzienlijk langer dan gedacht. Mogelijk hangt dit trage verloop samen met de samenstelling van de accretieschijf. Doorgaans bestaan dit soort schijven voornamelijk uit waterstof, maar dit specifieke object heeft een schijf die voor de helft uit helium bestaat. De onderzoekers denken dat deze overdaad aan helium de opwarming van de schijf remt, omdat helium bij een hogere temperatuur ‘ontvlamt’ dan waterstof. De resultaten van het onderzoek zullen deze week worden gepresenteerd tijdens de (virtuele) halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society en kort daarna worden gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
→ Astronomers capture a pulsar ‘powering up’
1 juni 2020
De halo van ijl gas, stof en donkere materie waarin ons Melkwegstelsel is gehuld, is veel heter dan werd aangenomen – net zo heet als die van vergelijkbare sterrenstelsels. Dat blijkt uit nieuw onderzoek door wetenschappers van Ohio State University. Eerder hadden onderzoekers van dezelfde universiteit al vastgesteld dat delen van de halo van de Melkweg temperaturen tot circa 10 miljoen graden Celsius hebben. Daarmee waren ze minstens tien keer zo heet als gedacht. Het nieuwe onderzoek wijst er nu op dat dit mogelijk voor de hele halo geldt. Dat blijkt uit gegevens van de röntgensatellieten XMM-Newton (Europa) en Suzaku (Japan). Deze satellieten hebben spectra van de halo van de Melkweg verzameld in vijf verschillende richtingen. En al deze spectra laten dezelfde hoge temperatuur zien. Om te onderzoeken of de Melkweg in dit opzicht uniek is, hebben de astronomen ook gekeken naar gegevens van het 200 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 3221, dat qua vorm en afmetingen op onze Melkwegstelsel lijkt. Uit die analyse blijkt dat de halo van NGC 3221 ongeveer dezelfde temperatuur heeft. De nieuwe bevindingen zijn vandaag gepresenteerd tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society, die zich vanwege de corona-pandemie ditmaal online afspeelt. (EE)
→ The Milky Way has one very hot halo, astronomers find
1 juni 2020
Astronomen die gebruik maken van telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben reusachtige vlekken ontdekt op de oppervlakken van extreem hete sterren die zich in sterrenhopen verschuilen. De sterren worden niet alleen geteisterd door magnetische vlekken, sommige produceren ook ‘supervlammen’ – explosies van energie die enkele miljoenen keren heviger zijn dan vergelijkbare erupties op de zon (Nature Astronomy, 1 juni). Het gaat om een bijzonder soort sterren die extreme ‘horizontale-tak’-sterren worden genoemd. Dat zijn objecten die ongeveer half zo weinig massa hebben als de zon, maar vier tot vijf keer heter zijn. In onze Melkweg worden deze merkwaardig hete objecten doorgaans in verband gebracht met een nabije stellaire begeleider. Verrassend genoeg lijkt de overgrote meerderheid van de extreme ‘horizontale-tak’-sterren die in dichtbevolkte bolvormige sterrenhopen worden waargenomen echter geen begeleider te hebben. Door deze sterren langdurig met ESO-telescopen in de gaten te houden, is nu vastgesteld dat deze geheimzinnige objecten wel een andere bijzondere eigenschap gemeen hebben: ze vertonen in de loop van enkele dagen tot weken regelmatige helderheidsveranderingen. Volgens de astronomen komt dit door vlekken op hun oppervlak. Dat moeten dan wel heel andere vlekken zijn dan de donkere vlekken op onze eigen zon, al worden beide veroorzaakt door magnetische velden. De vlekken op de hete sterren zijn helderder en heter dan het omringende steroppervlak, terwijl die op de zon juist donker afsteken tegen het zonsoppervlak en koeler zijn dan hun omgeving. De vlekken op de extreme ‘horizontale-tak’-sterren zijn ook aanzienlijk groter dan zonnevlekken: ze kunnen tot wel een kwart van het steroppervlak bestrijken. De heldere vlekken zijn bovendien ongelooflijk hardnekkig: waar individuele zonnevlekken slechts enkele dagen tot maanden standhouden, blijven zij tientallen jaren bestaan. De waargenomen helderheidsveranderingen ontstaan doordat de vlekken door de draaiing van de hete sterren in en uit beeld schuiven. De nieuwe ontdekking kan wellicht ook de oorsprong helpen verklaren van de sterke magnetische velden van veel witte dwergsterren – de ‘opgebrande’ restanten van zonachtige sterren die overeenkomsten met extreme ‘horizontale-tak’-sterren vertonen. Beide stersoorten worden namelijk geplaagd door magnetische vlekken op hun oppervlak. (EE)
→ Volledig persbericht
28 mei 2020
Onderzoek van de dichtbevolkte en massarijke jonge sterrenhoop Westerlund 2 laat zien dat de sterren nabij het centrum van de sterrenhoop maar zelden omgeven zijn door de wolken van stof waaruit mettertijd planeten kunnen ontstaan. De oorzaak ligt bij de zwaarste en helderste sterren in de cluster, die het gas en stof rond naburige sterren verdrijven. Het onderzoek, dat gedaan is met de Hubble-ruimtetelescoop, speelde zich af in de periode 2016-2019. Het was voor het eerst dat daarbij een jonge, zware sterrenhoop onder de loep werd genomen. Eerdere vergelijkbare onderzoeken hadden betrekking op nabijere stervormingsgebieden die veel minder massarijk waren. Sterrenhoop Westerlund 2 telt minstens 37 extreem zware sterren waarvan sommige wel tachtig keer zoveel massa hebben als onze zon. Deze sterren produceren intense ultraviolette straling en hevige sterrenwinden die de planeetvormende schijven rond naburige sterren sterk eroderen. Zo’n schijf kan grotendeels verdampen en de resterende materie heeft vermoedelijk niet meer de juiste samenstelling om planetesimalen (planetaire ‘bouwstenen’) te vormen. Westerlund 2 maakt deelt uit van een stellaire kraamkamer die bekendstaat als Gum 29. Deze bevindt zich op een afstand van ruwweg 14.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Carina (Kiel). In zichtbaar licht is deze kraamkamer moeilijk waarneembaar, omdat deze in stof gehuld is. De Wide Field Camera 3 van de ruimtetelescoop kan op nabij-infrarode golflengten echter door dit stof heen kijken. Op die manier hebben astronomen kunnen vaststellen dat slechts 1500 van de bijna 5000 sterren in de sterrenhoop de karakteristieke helderheidsfluctuaties vertonen die erop wijzen dat ze omgeven zijn door stof en planetesimalen. En al deze sterren zijn minstens vier lichtjaar verwijderd van het centrum van Westerlund 2.
→ Hubble Finds that ‘Distance’ From the Brightest Stars is Key to Preserving Primordial Discs
25 mei 2020
De vorming van de zon, het zonnestelsel en dus ook onze aarde is mogelijk te danken aan de botsing tussen ons Melkwegstelsel en het Sagittarius-dwergstelsel, dat als een satelliet om de Melkweg heen draait. Van dat stelsel was al bekend dat het drie keer in botsing is gekomen met de Melkwegschijf, waar zich het gros van de sterren bevindt. Uit nieuw onderzoek blijkt nu dat elk van deze botsingen heeft geleid tot een stellaire ‘geboortegolf’ (Nature Astronomy, 25 mei). De eerste botsing vond vijf tot zes miljard jaar geleden plaats. De beide andere ontstonden ongeveer twee en één miljard jaar geleden. Uit gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia blijkt nu dat de vorming van nieuwe sterren ongeveer 5,7 miljard jaar geleden een duidelijke piek bereikte. Ook na de beide andere botsingen vormden zich meer sterren. Een en ander wordt afgeleid uit de helderheden, afstanden en kleuren van sterren tot op 6500 lichtjaar van de zon. Dat de opeenvolgende botsingen met de Sagittarius-dwerg deze uitwerking hadden is niet zo vreemd. Het was alsof er een steen in de rustige ‘Melkweg-vijver’ werd gegooid. Als gevolg daarvan kwamen het daarin aanwezige gas en stof in beroering, waardoor er plaatselijk concentraties van dit materiaal ontstonden en zich nieuwe sterren konden vormen. Omdat de eerste botsing met het Sagittarius-stelsel relatief kort voor het ontstaan van ons zonnestelsel plaatsvond, is het verleidelijk om een verband tussen deze gebeurtenissen te zien. Het is dus denkbaar dat onze zon en haar planeten niet zouden hebben bestaan als de Melkweg het dwergstelsel niet op enig moment had ‘ingevangen’, waardoor het tot een reeks botsingen kwam. Maar of er ook daadwerkelijk sprake is van een direct verband laat zich niet met zekerheid vaststellen.
→ Galactic crash may have triggered Solar System formation
22 mei 2020
Een team van Japanse astronomen heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, ontdekt dat het centrum van ons Melkwegstelsel quasi-periodieke flikkeringen vertoont op millimeter-golflengten. In het Melkwegcentrum gaat een superzwaar zwart gat schuil, Sagittarius A* (Sgr A*) geheten, en de astronomen vermoeden dat de oorzaak van de flikkeringen ligt bij hete plekken in de gasschijf die om dit zwarte gat draait. Dat Sgr A* soms opvlamt op millimeter-golflengten (een vorm van radiostraling) was al een tijdje bekend. Door de radio-intensiteit van het object gedurende tien dagen zeventig minuten per dag te meten met ALMA, is nu komen vast te staan dat het om twee soorten variaties gaat: de ene met een periode van ruwweg 30 minuten, de andere met een periode van een uur. De helderheidsvariaties zijn overigens veel kleiner dan degene die eerder op infrarode- en röntgengolflengten zijn waargenomen. Een periode van 30 minuten komt overeen met de omlooptijd van het gas aan de binnenrand van de schijf, die op een afstand van 30 miljoen kilometer van Sgr A* ligt. Dat is de helft van de afstand tussen onze zon en Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel. De astronomen denken dat door de extreme getijdenkrachten hete plekken in de gasschijf ontstaan. Volgens de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein wordt de straling van deze plekken versterkt wanneer deze met bijna de lichtsnelheid op ons afkomen. Aan de binnenrand van de gasschijf is de draaisnelheid van het gas rond Sgr A* inderdaad dermate hoog dat dit effect kan optreden. Volgens de astronomen zouden de twinkelingen weleens lastig kunnen zijn voor het maken van een afbeelding van Sgr A* met de Event Horizon Telescope. Hoe sneller de helderheidsvariaties, des de moeilijker is het om een foto van dit object te maken.
→ ALMA Spots Twinkling Heart of Milky Way
6 mei 2020
Een team van astronomen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en andere instituten heeft een zwart gat opgespoord op slechts duizend lichtjaar van de aarde. Daarmee bevindt dit zwarte gat, dat deel uitmaakt van een drievoudig systeem dat waarneembaar is met het blote oog, zich dichter bij ons zonnestelsel dan alle andere die tot nu toe zijn ontdekt (Astronomy & Astrophysics). Het team ontdekte bewijs voor het onzichtbare object door de bewegingen van zijn twee begeleidende sterren te volgen met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. De astronomen denken dat dit systeem wel eens het topje van de ijsberg kan zijn, en dat in de toekomst nog veel meer van dit soort zwarte gaten ontdekt kunnen worden. Het team nam het systeem, dat HR 6819 heet, oorspronkelijk waar in het kader van een onderzoek van dubbelstersystemen. Maar toen de astronomen hun waarnemingen analyseerden ontdekten ze tot hun verbazing dat HR 6819 nog een derde, onbekend object bevatte: een zwart gat. De waarnemingen met de FEROS-spectrograaf van de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop op La Silla lieten zien dat een van de twee zichtbare sterren eens in de veertig dagen om een onzichtbaar object draait, terwijl de tweede ster zich op ruime afstand van dit centrale paar bevindt. Het verborgen zwarte gat in HR 6819 is een van de allereerste zwarte gaten van stellaire massa die zijn opgespoord terwijl ze geen heftige interacties met hun omgeving aangaan en daardoor werkelijk zwart lijken. Het onderzoeksteam kon zijn aanwezigheid vaststellen en zijn massa berekenen door de baanbeweging van de ster in de centrale dubbelster te onderzoeken. Tot nu toe hebben astronomen slechts enkele tientallen zwarte gaten in ons Melkwegstelsel ontdekt. Bijna al deze objecten staan in wisselwerking met hun omgeving en verraden hun aanwezigheid via de krachtige röntgenstraling die daarbij vrijkomt. Maar wetenschappers vermoeden dat in de loop van het bestaan van de Melkweg veel meer sterren aan het einde van hun leven tot zwarte gaten zijn ineengestort. De ontdekking van het ‘stille’, onzichtbare zwarte gat in HR 6819 kan helpen verklaren waar al die zwarte gaten zich schuilhouden.
→ Volledig persbericht
5 mei 2020
Een internationaal team van astronomen heeft wolkenbanden ontdekt boven het oppervlak van een bruine dwerg. De banden lijken op die van de planeet Jupiter. Ze zijn gevonden met behulp van polarimetrie, een techniek die bijvoorbeeld ook wordt gebruikt bij aardobservatie. Het resultaat van het onderzoeksteam, met onder anderen de Leidse astronomen Frans Snik, Rob van Holstein en Jos de Boer, is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. De waarnemingen zijn uitgevoerd met ESO’s Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. De bruine dwerg die de astronomen hebben bestudeerd is Luhman 16A, die samen met Luhman 16B een dubbele bruine dwerg vormt, op een afstand van slechts 6,5 lichtjaar van de aarde. Het zijn de meest nabije bruine dwergen die bekend zijn. Het systeem is in 2013 ontdekt door NASA’s WISE-satelliet. Elk van de twee bruine dwergen heeft ongeveer 30 keer de massa van Jupiter. Koele bruine dwergen ontstaan op ongeveer dezelfde manier als gewone sterren uit instortende gaswolken, maar ze hebben te weinig massa om te ‘ontsteken’ en te gaan schijnen als sterren. Middels polarimetrie meten sterrenkundigen - behalve de ruimtelijke verdeling, de hoeveelheid en het spectrum van licht van een astronomisch object - ook de zogenoemde polarisatie: een maat voor de voorkeursrichting van de trilling van licht. Polarisatie kan veroorzaakt worden door allerlei asymmetrische structuren, en geeft belangrijke informatie over objecten, van planeten tot kernen van sterrenstelsels. Onze eigen blauwe lucht is ook sterk gepolariseerd, en door het meten van polarisatie van verstrooid licht kunnen wetenschappers de eigenschappen van atmosferen achterhalen. Bij eerder onderzoek met NASA’s Spitzer Space Telescope werden drie andere bruine dwergen gevonden met indirecte tekenen van wolkenbanden. Onderzoek aan de partner van Luhman 16A, Luhman 16B, suggereerde ook wolkenpatronen. Deze metingen keken allemaal naar de helderheid van de objecten door de tijd heen en konden zo niet een volledig beeld geven van de atmosferische structuur, wat met het meten van het gepolariseerde licht nu wel is gelukt. Hoewel de onderzoekers de bruine dwerg zelf niet in beeld hebben gebracht, konden ze met de metingen van het gepolariseerde licht de aanwezigheid van wolkenbanden afleiden met behulp van geavanceerde atmosferische modellen. Ze kunnen niet met zekerheid zeggen hoeveel wolkenbanden om Luhman 16A draaien, maar op basis van de modellen denken ze dat het er twee zijn. Nu het voor het eerst is gelukt buiten ons eigen zonnestelsel door middel van polarimetrie eigenschappen van wolken te begrijpen, hopen de onderzoekers hun werkterrein in de toekomst te kunnen uitbreiden naar exoplaneten, planeten rond andere sterren dan de zon.
→ Volledig persbericht
4 mei 2020
Voor het eerst hebben astronomen een snelle radioflits waargenomen van een object dat zich binnen ons eigen Melkwegstelsel bevindt. Snelle radioflitsen zijn intense uitbarstingen van radiostraling die maar een fractie van een seconde duren. De eerste snelle radioflits werd pas in 2007 gedetecteerd. Sindsdien is het aantal detecties gestaag toegenomen, wat voor een belangrijk deel te danken is aan de Canadese radiotelescoop CHIME, die speciaal voor de ‘jacht’ op snelle radioflitsen is ontworpen. Ook de eerste snelle radioflits binnen de Melkweg, op 28 april jl., is onder meer met dit instrument gedetecteerd. Op het moment van de detectie was CHIME niet recht op de bron gericht. Toch was het korte signaal sterk genoeg om het ‘vanuit een ooghoek’ te kunnen vastleggen. Sterk genoeg ook om waarneembaar te zijn vanuit andere sterrenstelsels, wat doet vermoeden dat het inderdaad een snelle radioflits betrof. Een dag eerder, op 27 april dus, had de Amerikaanse Swift-satelliet een aantal uitbarstingen van gammastraling waargenomen die uit dezelfde richting kwamen als de snelle radioflits. Deze gammastraling was afkomstig van een bekend object dat SGR 1935+2154 wordt genoemd. Dit object is een magnetar, een snel rondtollende neutronenster met een zeer krachtig magnetisch veld, op ongeveer 30.000 lichtjaar van de aarde. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen of de stoot radiostraling die vorige week is gedetecteerd inderdaad een ‘echte’ radioflits was. Helemaal zeker is dat nog niet, omdat de flits aan de zwakke kant was. Ook staat niet op voorhand vast dat álle snelle radioflitsen door magnetars worden veroorzaakt. Het is best mogelijk dat ook andersoortige objecten daartoe in staat zijn.
→ A mystery solved? Fast Radio Burst detected within Milky Way
30 april 2020
Door de helderheidsvariaties van 369 zonachtige sterren te analyseren, zijn astronomen tot de conclusie gekomen dat de (huidige) magnetische activiteit van onze zon geringer is dan die van haar naaste soortgenoten. Daardoor fluctueert ook de helderheid van de zon minder sterk (Science, 1 mei). Voor het onderzoek zijn sterren geselecteerd die qua temperatuur, leeftijd, samenstelling en rotatietijd het meest op onze zon lijken. De rotatie van een ster is bepalend voor de opwekking van het magnetische veld in zijn inwendige. En veranderingen in dat magnetische veld zijn op hun beurt weer verantwoordelijk voor het ontstaan van uitbarstingen en van heldere en donkere plekken op het steroppervlak. Sinds enkele jaren beschikken astronomen over een uitgebreide catalogus van de rotatietijden van duizenden sterren. Deze gegevens zijn afkomstig van de Kepler-ruimtetelescoop die in de periode 2009-2013 de helderheidsfluctuatues van ongeveer 15.0000 sterren van middelbare leeftijd heeft geregistreerd. Uit deze catalogus hebben de astronomen de sterren geselecteerd die in twintig tot dertig dagen eenmaal om hun as draaien. Onze zon doet daar ongeveer 24 dagen over. Een nauwkeurige analyse laat zien dat deze sterren tot ongeveer 0,35 procent in helderheid variëren. Bij onze zon zijn deze variaties vijf keer zo klein. Opmerkelijk genoeg vertoont een andere groep van 2500 sterren, waarvan de rotatietijd niet bekend is, veel minder grote helderheidsvariaties. Dat zou kunnen betekenen dat er een nog onduidelijk fundamenteel verschil tussen beide groepen sterren bestaat. Maar het is ook mogelijk dat onze zon de afgelopen honderden of duizenden jaren toevallig een erg rustige fase heeft doorgemaakt, en zij zich op de langere termijn net zo wispelturig gedraagt als haar naaste soortgenoten. Het is dus denkbaar dat de activiteit van de zon ooit (weer?) flink zal toenemen. Maar op dit moment is daar niets van te merken. Sterker nog: al een jaar of tien gedraagt onze ster zich zelfs voor haar doen nogal tam, en het ziet er niet naar uit dat daar binnen afzienbare tijd verandering in komt. (EE)
→ Sun is less active than similar stars
16 april 2020
Waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben voor het eerst aangetoond dat een ster die in een baan om het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg draait precies zo beweegt als Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt. Zijn baan is rozetvormig in plaats van elliptisch, zoals Newtons zwaartekrachttheorie suggereert. Dit resultaat, waarnaar lang is gezocht, is te danken aan een reeks metingen van toenemende nauwkeurigheid die zich over een periode van bijna dertig jaar uitstrekt (Astronomy & Astrophysics, 16 april). Einsteins algemene relativiteitstheorie stelt dat de omloopbaan van het ene object om het andere niet gesloten is, zoals voorspeld door de zwaartekrachttheorie van Newton, maar een voorwaartse precessiebeweging maakt. Dit beroemde effect – voor het eerst waargenomen bij de baanbeweging van de planeet Mercurius om de zon – was het eerste bewijs dat de algemene relativiteitstheorie bevestigde. Nu, honderd jaar later, is hetzelfde effect gedetecteerd bij de beweging van een ster die om de compacte radiobron Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg – draait. Sagittarius A* en de verzameling sterren daaromheen vormen een uniek laboratorium op 26.000 lichtjaar afstand dat kan worden gebruikt voor het testen van de natuurkunde onder extreme zwaartekracht. Een van deze sterren, S2, scheert tot op een afstand van minder dan 20 miljard kilometer (120 keer de afstand zon-aarde) langs het superzware zwarte gat, en is daarmee een van de meest nabije sterren die ooit bij dit zwaargewicht zijn opgespoord. Over elke omloop doet S2 zestien jaar en tijdens zijn dichtste nadering tot het zwarte gat verplaatst hij zich met bijna drie procent van de lichtsnelheid. De omloopbaan van S2 vertoont precessie, wat betekent dat de locatie van het punt van dichtste nadering tot het superzware zwarte gat per omloop opschuift. Hierdoor is elke volgende omloopbaan een stukje verdraaid ten opzichte van de vorige en ontstaat een rozetpatroon. De algemene relativiteitstheorie doet een nauwkeurige voorspelling van die verdraaiing en de laatste metingen van dit onderzoek zijn daarmee volledig in overeenstemming. Dit effect, dat bekendstaat als de Schwarzschild-precessie, is nooit eerder gemeten voor een ster die om een superzwaar zwart gat draait. Het onderzoek is uitgevoerd door een internationaal team onder leiding van Frank Eisenhauer van het MPE, met medewerkers uit Frankrijk, Portugal, Duitsland en van ESO. Dit zogeheten GRAVITY-team is genoemd naar het door hen ontwikkelde VLT-instrument – ESO’s nieuwste aanwinst – dat het licht van alle vier 8-meter telescopen van de VLT combineert tot een supertelescoop met een resolutie die gelijk is aan die van een telescoop met een middellijn van 130 meter. (EE)
→ Volledig persbericht
13 april 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft vastgesteld dat de grote hoeveelheid licht van een nova – een ontploffing aan het oppervlak van een witte dwergster – voornamelijk door de schokgolven van de explosie wordt veroorzaakt. Voorheen werd aangenomen dat kernfusiereacties de belangrijkste oorzaak waren (Nature Astronomy, 13 april). Nova’s ontstaan in dubbelstersystemen bestaande uit een witte dwergster – het compacte restant van een uitgeputte zonachtige ster – en een normale ster. Wanneer de witte dwerg erin slaagt om materiaal aan zijn begeleider te onttrekken, dat hoopt dit zich aan zijn oppervlak op. Zodra de dichtheid van het verzamelde materiaal hoog genoeg is, vindt er een explosieve nucleaire explosie plaats. Daarbij komt een kolossale hoeveelheid energie vrij en wordt de witte dwerg duizenden of zelfs miljoenen keren zo helder als voorheen. Lang zijn astronomen ervan uitgegaan dat het licht van de explosie geheel voor rekening kwam van kernfusiereacties in het materiaal aan het oppervlak van de witte dwerg. Maar de laatste jaren is het vermoeden ontstaan dat juist de schokken van de explosie daarbij een grote rol spelen. En dat is nu ook de conclusie van nieuw onderzoek door een team onder leiding van Elias Aydi van Michigan State University (VS). De astronomen baseren hun conclusie op waarnemingen van de gammastraling en het zichtbare licht van nova V906 Carinae, die in maart 2018 voor het eerst werd waargenomen. Deze waarnemingen laten zien dat steeds als er een fluctuatie optrad in de gammastraling, er ook een flikkering te zien was in het zichtbare licht. Daaruit leiden zij af dat niet alleen de hevige uitbarstingen van gammastraling, maar ook de heldere uitbarstingen van licht door schokken worden veroorzaakt. (EE)
→ Astronomers find new way novae light up the sky
9 april 2020
Met behulp van waarnemingen met de VLA-radiotelescoop en de infraroodsatelliet Spitzer zijn astronomen er voor het eerst in geslaagd om de windsnelheid in de atmosfeer van een bruine dwerg te meten (Science, 9 april). Een bruine dwerg is geen planeet of ster, maar iets daartussenin. De onderzochte bruine dwerg, met de aanduiding 2MASS J1047+21, is ongeveer zo groot als de planeet Jupiter, maar heeft ongeveer veertig keer zoveel massa. Van Jupiter was al bekend dat hij op radiogolflengten een andere rotatieperiode vertoont dan op zichtbare en infrarode golflengten. Dat verschil ontstaat doordat de radiostraling wordt veroorzaakt door elektronen die in wisselwerking zijn met het magnetische veld van de planeet, terwijl (infrarood)licht afkomstig is van de hoogste regionen van zijn atmosfeer. Omdat werd vermoed dat bruine dwergen in dit opzicht niet wezenlijk zullen verschillen van een planeet als Jupiter, heeft een Amerikaans onderzoeksteam, onder leiding van Katelyn Allers van Bucknell University, ook 2MASS J1047+21 op genoemde golflengten waargenomen. Daarbij stelden de astronomen vast dat de bruine dwerg in het infrarood regelmatige helderheidsveranderingen vertoont, die aan diens rotatie worden toegeschreven. De radiowaarnemingen gaven uitsluitsel over de rotatiesnelheid van het inwendige van de bruine dwerg. Net als bij Jupiter blijkt de atmosfeer van 2MASS J1047+21 veel sneller te roteren dan het inwendige. De gemiddelde windsnelheid – het verschil in snelheid tussen atmosfeer en inwendige – bedraagt ongeveer 2400 km/u. Dat is aanzienlijk sneller dan de gemiddelde windsnelheid van Jupiter, die bij ongeveer 380 km/u blijft steken. Volgens de astronomen kan dezelfde techniek ook worden gebruikt om de windsnelheden in de atmosferen van grote exoplaneten te bepalen. Probleem is wel dat de magnetische velden van deze planeten veel zwakker zullen zijn dan die van bruine dwergen. (EE)
→ Astronomers Measure Wind Speed on a Brown Dwarf
9 april 2020
Nieuw onderzoek heeft het bewijs geleverd dat niet al het licht dat wordt uitgezonden door de materieschijf rond een zwart gat gemakkelijk kan ontsnappen. Een deel ervan geeft zich gewonnen aan de kolossale aantrekkingskracht van het zwarte gat, keert om, kaatst vervolgens weer af aan de schijf en ontsnapt alsnog. Vaak lees je dat niets aan de aantrekkingskracht van een zwart gat kan ontsnappen, zelfs licht niet. Voor de onmiddellijke nabijheid van een zwart gat klopt dat ook, maar iets verder daarvandaan – in de schijf van hete materie die zich rond sommige zwarte gaten heeft gevormd – kan licht nog net ontsnappen. Vandaar ook dat zwarte gaten die bezig zijn om zich met materie te voeden heldere bronnen van röntgenstraling zijn. Al vijftig jaar geleden was voorspeld dat een beetje van die straling niet direct is ontsnapt, maar eerst is teruggetrokken door het zwarte gat en terug naar de accretieschijf is gespiraald. Dat effect is nu ook daadwerkelijk waargenomen in röntgenstraling van de dubbelster XTE J1550-564, die bestaat uit een zwart gat en een normale ster die om elkaar wentelen. Dat zwarte gat is omgeven door materiaal dat hij aan de begeleidende ster heeft onttrokken. Door heel nauwkeurig naar het röntgenlicht van de accretieschijf rond XTE J1550-564 te kijken, hebben astronomen nu ontdekt dat een fractie van het door de hete materie uitgezonden licht inderdaad is teruggebogen naar de schijf en door deze is weerkaatst. In feite verlicht de schijf zichzelf dus een beetje. Het onderzoeksresultaat vormt niet alleen een indirecte bevestiging van de algemene relativiteitstheorie van Einstein, maar biedt ook het perspectief dat langs deze weg straks ook de draaisnelheden van zwarte gaten kunnen worden gemeten. De verwachting is dat sommige zwarte gaten heel snel ronddraaien, en zulke objecten buigen licht niet alleen af, maar polariseren (‘verdraaien’) het ook. Door deze polarisatie nauwkeurig te meten, kan worden vastgesteld hoe snel het zwarte gat roteert. (EE)
→ Black Hole Bends Light Back on Itself
20 maart 2020
Veel dubbelsterren zijn omgeven door een schijf van gas en stof die schuin op het baanvlak van de beide sterren staat. Dat blijkt uit nieuw onderzoek met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Bij compacte dubbelsterren vallen schijf- en baanvlak veelal juist wél samen. Net als jonge enkelvoudige sterren zijn jonge dubbelsterren vaak omgeven door een schijf van gas en puin, waarin planeten kunnen ontstaan: een ‘protoplanetaire schijf’. Bekend was al dat deze schijf bij sommige dubbelsterren vervormd is of scheef staat. Zo werd vorig jaar een dubbelster ontdekt waarbij de schijf haaks op het baanvlak van de twee sterren staat. Om te onderzoeken hoe gangbaar zulke afwijkende protoplanetaire schijven zijn, heeft een team van Amerikaanse astronomen de schijven rond negentien dubbelsterren onder de loep genomen. Daarbij kwamen ze tot de verrassende ontdekking dat de oriëntaties van deze schijven in sterke mate afhankelijk zijn van de baanperiode van hun beide moedersterren. Hoe korter de omlooptijd van de dubbelster, des te waarschijnlijker is het dat de beide sterren en hun protoplanetaire schijf in hetzelfde vlak liggen. Maar bij dubbelsterren met omlooptijden van meer dan een maand staat de schijf doorgaans schuin op het baanvlak van de dubbelster. Vervolgens hebben de astronomen de ALMA-gegevens vergeleken met die van een tiental oudere dubbelsterren met korte omlooptijden waarbij (met behulp van de Kepler-ruimtetelescoop) planeten zijn ontdekt. Ook deze planeten blijken zich netjes in het baanvlak van de dubbelster te bevinden. Waarom er zo’n sterk verband bestaat tussen de omlooptijd van een dubbelster en de stand van diens protoplanetaire schijf is nog onduidelijk. Waar de onderzoekers wel vrij zeker van zijn is dat er ook een populatie van dubbelsterren zal bestaan waar planeten omheen cirkelen die sterk gehelde omloopbanen doorlopen. (EE)
→ The Strange Orbits of ‘Tatooine’ Planetary Disks
13 maart 2020
Een team van Duitse en Franse wetenschappers heeft een nieuw computermodel ontwikkeld dat het ontstaan van de enorm sterke magnetische velden van zogeheten magnetars kan verklaren. Magnetars zijn de compacte restanten van zware sterren die aan het einde van hun relatief korte bestaan een verwoestende explosie hebben ondergaan. Wanneer een ster van minstens negen zonsmassa’s al zijn nucleaire ‘brandstof’ heeft verbruikt, stort zijn (ijzer)kern ineen en worden zijn buitenste lagen de ruimte in geblazen. Na zo’n supernova-explosie blijft een neutronenster achter – een ongeveer 12 kilometer grote, snel ronddraaiende bol van één à twee keer zonsmassa’s. Sommige van deze neutronensterren vertonen krachtige uitbarstingen van röntgen- en gammastraling. Deze objecten worden magnetars genoemd, omdat de energie die nodig is voor de erupties van intense straling waarschijnlijk wordt ontleend aan magnetische velden die duizend keer zo sterk zijn als die van ‘gewone’ neutronensterren. Volgens sommige theorieën zouden de magnetische velden van neutronensterren en magnetars simpelweg zijn geërfd van de ijzerkern van de voormalige ster. Het probleem met deze hypothese is echter dat zo’n krachtig magnetisch veld ervoor zou zorgen dat de draaiing van de sterkern wordt afgeremd. Bij gevolg zouden neutronensterren heel langzaam moeten roteren, en het tegendeel is waar. Daarom zoeken veel astronomen de oorzaak van de extreme magnetische velden bij het ontstaansproces van de neutronenster zelf. Tijdens de eerste paar seconden na het instorten van de sterkern koelt de hete neutronenster af door neutrino’s – energierijke ongeladen deeltjes – uit te zenden. Dit resulteert in sterke inwendige convectiestromingen, die een reeds aanwezig zwak magnetisch veld zouden versterken. Ditzelfde verschijnsel, dat het dynamo-effect wordt genoemd, treedt bijvoorbeeld ook op in de vloeibare ijzerkern van de aarde. Om te onderzoeken of het dynamo-effect ook verantwoordelijk kan zijn voor de krachtige magnetische velden van magnetars, hebben de wetenschappers met behulp van een supercomputer de convectie in een pasgeboren, zeer hete en snel roterende neutronenster nagebootst. Uit de modelberekeningen blijkt dat de oorspronkelijke magnetische velden inderdaad tot magnetar-sterkte kunnen worden worden opgevoerd. Voorwaarde is wel dat de rotatietijd van de neutronenster korter is dan 8 milliseconde. Het ‘milliseconde-magnetar’-scenario zou ook de verklaring kunnen zijn voor de allerhevigste supernova-explosies. Deze zogeheten ‘hypernova’s’ zijn tien keer zo energierijk als een normale supernova-explosie en gaan soms ook gepaard met een krachtige uitbarsting van gammastraling. Volgens de wetenschappers zou de extra energie van zo’n explosie worden onttrokken aan de snelle rotatie van de magnetar. (EE)
→ A new theory of magnetar formation
9 maart 2020
De eerste waarnemingen met de deels Belgische SPECULOOS-South telescoop in het noorden van Chili hebben een bijzondere ontdekking opgeleverd. Met dit instrument, dat primair is bedoeld om exoplaneten bij koele dwergsterren op te sporen, is een dubbelster ontdekt die uit twee bruine dwergen bestaat. Een bruine dwerg is een kleine ster die te weinig massa heeft om waterstof tot helium te fuseren, zoals volwaardige sterren dat doen (Nature Astronomy, 9 maart). Het exotische object, dat voluit 2MASSW J1510478-281817 en kortweg 2M1510 wordt genoemd, staat op een afstand van ongeveer 120 lichtjaar in het sterrenbeeld Weegschaal. Dat het om een dubbelster moet gaan blijkt uit het feit dat het object met regelmatige tussenpozen gedurende ongeveer anderhalf uur lang zwakker is dan normaal. Dat komt doordat de ene bruine dwerg de andere bruine dwerg vanaf de aarde gezien periodiek bedekt. Dubbelsterren van dit type worden eclipserende dubbelsterren of bedekkingsveranderlijken genoemd. Met behulp van twee grote telescopen, de Keck-telescoop op Hawaï en de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili, zijn de snelheden van de ‘mislukte sterretjes’ gemeten. Aan de hand van deze informatie konden hun massa’s worden berekend. Beide blijken ongeveer 40 keer zoveel massa te hebben als Jupiter, terwijl ze naar schatting maar anderhalf keer zo groot zijn als deze planeet. Bedekkingsveranderlijken bestaande uit twee bruine dwergen zijn heel zeldzaam: 2M150 is pas de tweede die is opgespoord. De bijzondere dubbelster maakt deel uit van een groep jonge sterren die pas ongeveer 45 miljoen jaar geleden is ontstaan. (EE)
→ Astronomers pinpoint rare binary brown dwarf
6 maart 2020
Eind vorig jaar werd duidelijk dat Betelgeuze, een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Orion, veel zwakker was dan normaal. Nieuw onderzoek laat zien dat de ster niet zwakker werd omdat een supernova-explosie aanstaande is, maar omdat hij omgeven is door stof. Op basis van waarnemingen die medio februari met de 4,3-meter telescoop van de Lowell-sterrenwacht in Flagstaff, Arizona (VS), zijn gedaan hebben Amerikaanse astronomen de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de ster kunnen berekenen. Daarbij hebben zij ontdekt dat de ster sinds 2004 niet significant is afgekoeld. Afkoeling van het oppervlak door veranderingen in het convectieproces binnenin de ster was een van de twee meest waarschijnlijke verklaringen voor het zwakker worden van Betelgeuze. Maar omdat het steroppervlak de afgelopen zestien jaar nauwelijks koeler is geworden, lijkt het tweede scenario waarschijnlijker: waarschijnlijk heeft de ster een deel van zijn buitenste lagen weggeblazen. Dat laatste is normaal gedrag voor een ‘rode superreus’ zoals Betelgeuze. Sterren als deze blazen geregeld ‘stoom’ af, en het materiaal dat daarbij ontsnapt koelt af en condenseert tot stof. De stofdeeltjes die daarbij ontstaan kunnen vervolgens een deel van het sterlicht dat onze kant op komt absorberen. De astronomen hebben het spectrum van Betelgeuze onderzocht op de donkere ‘vingerafdrukken’ van titaniumoxide-moleculen. Titaniumoxide kan zich in de bovenste lagen van grote, relatief koele sterren als deze ophopen. En de sporen die deze moleculen in het lichtspectrum van de ster achterlaten, kunnen worden gebruikt om diens oppervlaktetemperatuur te berekenen. Deze berekeningen laten zien dat de gemiddelde temperatuur van Betelgeuze medio februari ongeveer 3325 graden Celsius bedroeg – slechts 50 tot 100 graden minder dan in 2004. Dit verschil is te klein om het zwakker worden van de ster te kunnen verklaren. Een en ander verandert overigens niets aan de verwachting dat Betelgeuze binnen honderdduizend jaar tot ontploffing zal komen. Maar de helderheidsdip die de ster de afgelopen maanden heeft vertoond, en inmiddels ten einde lijkt te zijn gekomen, was waarschijnlijk geen voorteken van deze onvermijdelijke supernova-explosie. (EE)
→ Dimming Betelgeuse Likely Isn't Cold, Just Dusty
2 maart 2020
Een nieuwe analyse van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia bevestigt het al langer bestaande vermoeden dat de vervorming die de schijf van ons Melkwegstelsel vertoont, het gevolg is van een botsing met een kleiner sterrenstelsel (Nature Astronomy, 2 maart). Al sinds eind jaren 50 weten astronomen dat de schijf van de Melkweg, waar het leeuwendeel van zijn honderden miljarden sterren verblijft, niet plat is, maar aan de ene kant wat omhoog, en aan de andere kant omlaag is gekromd. Over de oorzaak van deze vervorming bestaan allerlei theorieën: het zou de invloed kunnen zijn van het intergalactische magnetische veld of van de halo van donkere materie die de Melkweg omgeeft. Als de halo een onregelmatige vorm heeft, zou diens aantrekkingskracht de Melkwegschijf kunnen verbuigen.De nieuwe analyse van Gaia-gegevens heeft nu laten zien dat de kromming van de Melkwegschijf niet statisch is, maar mettertijd van oriëntatie verandert, net als een schommelende draaitol. De precessiesnelheid van de schijf blijkt gelijk te zijn aan één omwenteling per 600 à 700 miljoen jaar. Dat is weliswaar langzamer dan de snelheid waarmee de sterren om het centrum van de Melkweg draaien (onze zon doet ‘maar’ 220 miljoen jaar over zo’n rondje), maar wel veel sneller dan je zou verwachten wanneer het intergalactische magnetische veld of een ‘scheve’ halo de oorzaak zou zijn. Dit sterkt het vermoeden dat de kromming van de Melkwegschijf is veroorzaakt door een invloed van buitenaf, bijvoorbeeld door een botsing met een ander sterrenstelsel. Het is nog niet duidelijk welk stelsel verantwoordelijk voor de vervorming van de schijf of wanneer de botsing met dat stelsel is begonnen. Een van de mogelijke kandidaten is het Sagittarius-dwergstelsel, dat al enkele malen in botsing is gekomen met de galactische schijf en geleidelijk wordt ontmanteld. (EE)
→ Milky Way’s warp caused by galactic collision, Gaia suggests
2 maart 2020
Volgens een internationaal team van astronomen zou de opvallend zware witte dwergster WDJ0551+4135 weleens een samenvoeging van twee kleinere witte dwergen kunnen zijn. Hij is daarbij net ontsnapt aan een supernova-explosie (Nature Astronomy, 2 maart). Witte dwergen zijn de overblijfselen van sterren zoals onze zon, die hun nucleaire brandstof hebben verbruikt en hun buitenste lagen hebben afgestoten. De meeste van deze objecten hebben ongeveer 0,6 maal de massa van onze zon, maar de 150 lichtjaar verre witte dwerg WDJ0551+4135 is bijna tweemaal zo ‘zwaar’. Uit de snelheid waarmee hij zich door de Melkweg verplaatst kan worden afgeleid dat het een oud object moet zijn. Oudere sterren hebben namelijk een snellere baanbeweging dan jongere, en deze witte dwerg beweegt 99 procent sneller dan zijn soortgenoten. De ster is dus oud en massarijk, en vertoont ook nog eens een afwijkende chemische samenstelling: zijn atmosfeer bestaat uit een mengsel van waterstof en koolstof, terwijl deze normaal gesproken ofwel uit waterstof óf uit een mengsel van helium en koolstof zou moeten bestaan. Het is nauwelijks voorstelbaar dat een witte dwerg met deze eigenschappen op de gebruikelijke manier uit één zonachtige ster is voortgekomen. Daarom denken de astronomen dat hij het eindproduct is van een compact dubbelstersysteem. Vermoed wordt dat toen de eerste ster van de dubbelster aan het einde van zijn leven opzwol, de andere ster in diens buitenste lagen terechtkwam en naar binnen toe spiraalde. Met de tweede ster gebeurde vervolgens hetzelfde. Uiteindelijk zijn de beide witte dwergen zo dicht naar elkaar toe gespiraald dat ze met elkaar versmolten. Om dit scenario te laten werken is het wel noodzakelijk dat beide witte dwergen ongeveer evenveel massa hadden. Bovendien moet deze massa onder de 0,7 zonsmassa hebben gelegen. Een samenvoeging van twee witte dwergen van 0,7 zonsmassa of meer zou namelijk in een supernova-explosie hebben geresulteerd. Hoe oud WDJ0551+4135 precies is laat zich moeilijk vaststellen. Door het fusieproces is de afkoeling van de witte dwerg als het ware gereset. Geschat wordt dat de samensmelting ongeveer 1,3 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. Maar de oorspronkelijke witte dwergen kunnen al vele miljarden jaren daarvóór hebben bestaan. (EE)
→ Two Stars Merged to Form Massive White Dwarf
2 maart 2020
Astronomen hebben met radiotelescopen de jet (of straalstroom) waargenomen van MAXI J1820+070, een dubbelster die bestaat uit een zwart gat en een gewone ster. Het bijna twee jaar geleden ontdekte en inmiddels veel bestudeerde systeem heeft een nieuwe verrassing in petto: niet eerder konden astronomen de jet (hoogenergetisch materiaal dat met bijna de lichtsnelheid vanaf het zwarte gat wordt weggeschoten) van een dergelijk systeem tot op zo’n grote afstand volgen. Het onderzoeksresultaat waaraan ook de astronomen Paul Groot (Radboud Universiteit), Antonia Rowlinson (Universiteit van Amsterdam/ASTRON) en Ralph Wijers (Universiteit van Amsterdam) meewerkten, is vandaag in Nature Astronomy verschenen. De onderzoeksgroep onder leiding van astronomen in Oxford (VK), richt zich op zogeheten transients: kortdurende, snel in helderheid variërende verschijnselen in het heelal. Het dubbelstersysteem MAXI J1820+070 bestaat uit een zwart gat en een gewone ster die om elkaar heen draaien. Het zwarte gat voedt zich met materiaal van de ster, maar niet al het materiaal komt terecht in het zwarte gat. Een deel wordt met bijna de snelheid van het licht weggeschoten in jets. Deze jets kunnen worden waargenomen met radiotelescopen. Dat het systeem vanaf april 2018 uitbarstte is op zich al opmerkelijk omdat dit soort transients doorgaans zo weinig materiaal overdraagt dat ze onzichtbaar zijn voor telescopen. ‘Deze nieuwe waarnemingen zorgen ervoor dat we beter kunnen bepalen hoeveel energie de jets bevatten en hoe die energie afhangt van de andere eigenschappen van de uitbarsting, zoals de hoeveelheid overgedragen materie’, zegt Ralph Wijers. Dat is weer belangrijk omdat deze stellaire zwarte gaten miniatuurversies zijn van de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. De hoeveelheid materiaal die deze superzware zwarte gaten uitstoten is van belang voor de groei van hun gaststerrenstelsels en voor de productie van super-energierijke kosmische straling in het heelal. Deze processen spelen zich echter af op heel grote tijdschalen. Stellaire zwarte gaten evolueren veel sneller en zijn daardoor de perfecte laboratoria om dit zogeheten feedback-proces te bestuderen.
→ Oorspronkelijk persbericht
24 februari 2020
De meest recente waarnemingen van Betelgeuze, een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Orion, geven aan dat er einde is gekomen aan diens opvallende helderheidsafname van de laatste maanden. De ster neemt momenteel weer wat toen in helderheid en daarmee lijkt – tot veler teleurstelling – de kans verkeken dat het binnenkort tot een supernova-explosie komt. In de tweede week van februari heeft Betelgeuze zijn laagste helderheid en temperatuur bereikt. Dat is ongeveer 424 dagen na het (veel minder diepe) minimum dat medio december 2018 werd opgetekend. Daarmee past de laatste dip in de helderheidscyclus van ruwweg 400 dagen die de ster al geruime tijd vertoont. Vervolgwaarnemingen zullen moeten uitwijzen waarom Betelgeuze ditmaal zoveel zwakker is geworden dan voorgaande keren. (EE)
→ The Fall and Rise in Brightness of Betelgeuse
20 februari 2020
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de radiotelescopen VLA en ALMA meer dan driehonderd opnamen gemaakt van planeet-vormende schijven rond jonge sterren in de Orionwolken. De beelden geven nieuwe details prijs over de geboortegronden van planeten en de beginstadia van stervorming. Planeten ontstaan in gordels van gas en stof rond jonge sterren die protoplanetaire schijven worden genoemd. Zelfs de jongste sterren zijn omgeven door zulke schijven, die bestaan uit materiaal dat overblijft bij het stervormingsproces. Probleem is echter dat jonge sterren heel zwak zijn, waardoor alleen gevoelige arrays van radiotelescopen, zoals VLA en ALMA, in staat zijn om de protoplanetaire schijven te onderscheiden van het overige gas en stof in hun stellaire kraamkamer. Bij de nieuwe survey zijn de gemiddelde massa’s en afmetingen van zeer jonge protoplanetaire schijf bepaald. Uit het onderzoek blijkt dat zulke schijven gemiddeld ongeveer net zo groot zijn als oudere schijven, maar veel meer massa hebben. Dat is ook wel logisch, omdat een ster-in-wording steeds meer materiaal uit zijn omgeving tot zich neemt. Dat kan betekenen dat de vorming van grote planeten al vroeg in het bestaan van een jonge ster op gang moet komen. Vier van de onderzochte sterren-in-wording zien er afwijkend uit. Ze ogen zeer onregelmatig en klonterig. Vermoed wordt dat dit de jongste exemplaren van het gezelschap zijn. De objecten in hun centrum zijn mogelijk nog niet eens uitgegroeid tot volwaardige (proto)sterren. Hun leeftijden worden geschat op minder dan 10.000 jaar. Een doorsnee-protoster is niet alleen omringd door een protoplanetaire schijf, maar spuit ook materie twee kanten op in de vorm van ‘jets’. Op die manier wordt de dichte stofwolk om de ster opgeruimd. Een van de onderzochte baby-sterren, HOPS 404, vertoont een uitstroomsnelheid van slechts 2 kilometer per seconde, terwijl dat normaal iets van 10 tot 100 kilometer per seconde is. Dat is een aanwijzing dat het stervormingsproces bij dit object nog maar net op gang gekomen is. (EE)
→ How Newborn Stars Prepare for the Birth of Planets
14 februari 2020
Niet alleen de ster Betelgeuze wordt momenteel met argusogen in de gaten gehouden, ook de dubbele superreus Eta Carinae kan op de warme belangstelling van astronomen rekenen – en dan met name die van Henrik Hartman van de universiteit van Malmö. Hartman kijkt met spanning uit naar komende maandag, 17 februari. Eta Carinae is de naam van een dubbelster, bestaande uit twee kolossale sterren die zijn gehuld in een omvangrijke, heldere gaswolk. Dat gas is uitgestoten bij explosies die in het verleden in dit stersysteem hebben plaatsgevonden. Dat komt doordat de twee sterren elkaar om de vijfenhalf jaar naderen tot op een afstand die vergelijkbaar is met de afstand tussen aarde en zon. En op dat moment komen hun sterrenwinden – de gasstromen die de beide sterren voortdurend uitstoten – met elkaar in botsing. Maandag is het dus weer zo ver, en Hartman en zijn collega’s hopen deze gelegenheid te kunnen benutten om de samenstelling van het gas in de naaste omgeving van de twee sterren te kunnen vaststellen. Dat zou informatie op kunnen leveren over de laatste levensfasen van het tweetal. Volgens Hartman bestaat er een kans dat de nieuwe uitbarsting van Eta Carinae ertoe zal leiden dat de grootste van de twee sterren, die 100 keer zoveel massa heeft als de zon – in elkaar klapt en vervolgens explodeert. Maar eigenlijk weet niemand precies wanneer dat gaat gebeuren: het kan komende maandag zo ver zijn, maar net zo goed pas over ettelijke tienduizenden jaren. Zeker is alleen dat de explosie van Eta Carinae vanaf de aarde gezien veel minder spectaculair zal zijn dan die van Betelgeuze. Door zijn veel grotere afstand – 7500 lichtjaar tegen 700 lichtjaar – zal deze supernova maar net de schijnbare helderheid van de planeet Venus kunnen evenaren. (EE)
→ A watched star never explodes... or does it?
14 februari 2020
Met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben astronomen het unieke afzwakken van Betelgeuze, een rode superreuzenster in het sterrenbeeld Orion, vastgelegd. De prachtige nieuwe opnamen van het oppervlak van de ster laten zien dat de rode superreus niet alleen minder licht geeft, maar ook van vorm lijkt te veranderen. Betelgeuze is een opvallend lichtbaken aan de nachthemel, maar eind vorig jaar begon hij af te zwakken. Op het moment van schrijven heeft Betelgeuze nog ongeveer 36 procent van zijn normale helderheid – een verandering die zelfs met het blote oog opvalt. Astronomie-fans en wetenschappers willen maar al te graag het fijne van dit ongekende gedrag weten. Een team onder leiding van Miguel Montargès, astronoom aan de KU Leuven, heeft de ster sinds december waargenomen met ESO’s Very Large Telescope, om erachter te komen waarom diens helderheid afneemt. Een van de eerste resultaten van deze nieuwe campagne is een prachtige nieuwe opname van het oppervlak van Betelgeuze, die eind vorig jaar is gemaakt met het SPHERE-instrument. Toevallig had het team de ster ook in januari 2019 al met SPHERE waargenomen, voordat deze zwakker werd, wat een voor-en-na-beeld van Betelgeuze heeft opgeleverd. De opnamen, gemaakt in zichtbaar licht, laten goed zien welke veranderingen in helderheid en in schijnbare vorm de ster ondergaat. Net als alle rode superreuzen zal Betelgeuze ooit een supernova-explosie ondergaan. Maar astronomen denken niet dat het nu al zo ver is. Zij hebben andere theorieën die kunnen verklaren wat de veranderingen in vorm en helderheid op de SPHERE-beelden nu precies veroorzaakt. ‘De twee scenario’s waaraan we werken is dat het oppervlak afkoelt ten gevolge van ongewone stellaire activiteit of dat de ster stof onze kant op blaast’, zegt Montargès. ‘Natuurlijk is het wel zo dat onze kennis van rode superreuzen onvolledig is, en we nog middenin in het onderzoek zitten, dus er kan ons nog best een verrassing te wachten staan.’ Het ongelijkmatige oppervlak van Betelgeuze bestaat uit reusachtige convectiecellen die bewegen, krimpen en opzwellen. Daarnaast pulseert de ster ook als een kloppend hart, waardoor hij periodiek van helderheid verandert. Met ‘stellaire activiteit’ worden deze veranderingen in convectie en pulsatie in Betelgeuze bedoeld. Een andere nieuwe opname, verkregen met het VISIR-instrument van de VLT, toont het infrarode licht dat in december 2019 door het stof rond Betelgeuze werd uitgezonden. Deze waarnemingen zijn gedaan door een team onder leiding van Pierre Kervella van de Sterrenwacht van Parijs. De stofwolken, die op de VISIR-opname op vlammen lijken, ontstaan wanneer de ster materiaal de ruimte in blaast. (EE)
→ Volledig persbericht
13 februari 2024
Een onderzoeksteam onder leiding van Luis F. Rodríguez van de Universiteit van Mexico heeft een bijzondere ontdekking gedaan: twee om elkaar wentelende objecten die ongeveer net zoveel massa hebben als de planeet Jupiter, maar niet gebonden zijn aan een ster. Het bestaan ervan kwam aan het licht bij waarnemingen van de Orionnevel – een bekend stervormingsgebied – met twee radiotelescopen in de VS en de Webb-ruimtetelescoop. Met behulp van de VLA onderzochten de astronomen een klasse van objecten die bekendstaan als Jupiter-mass binary objects of kortweg JuMBO’s. In 2023 werd een groep van veertig van deze objecten opgespoord, en de verwachting was dat ze ook op radiogolflengten waarneembaar zouden zijn. Verrassend genoeg is dat maar bij één – JuMBO 24 – ook echt het geval. De twee planeten in dit dubbelsysteem blijken beide aanzienlijk meer radiostraling uit te zenden dan bruine dwergen – ‘mislukte’ sterren die veel met JuMBO’s gemeen hebben, en doorgaans op infrarode golflengten worden waargenomen. Onduidelijk is nog hoe objecten als deze in het bestaande plaatje van de vorming van sterren en planeten passen. Maar theoretisch zouden de beide componenten van JuMBO 24 manen kunnen hebben die vergelijkbaar zijn met Europa (Jupiter) en Enceladus (Saturnus) – manen met een oceaan onder hun ijskorst. (EE)
→ Astronomers Discover Jupiter-sized Objects Drawn into Each Other’s Orbit
13 februari 2020
Burgerwetenschappers hebben een dubbelster opgespoord die uit twee zogeheten bruine dwergen bestaat. Dat zijn kleine sterren die niet genoeg massa hebben om energie op te wekken door middel van kernfusie, zoals onze zon dat doet. De ontdekking toont aan dat dit soort sterparen, ondanks hun grote onderlinge afstand en geringe massa’s, langdurig kunnen standhouden. Astronomen gingen ervan uit dat bruine dwergen op onderlinge afstanden van miljarden kilometers mettertijd uiteen zouden drijven. De ontdekking is gedaan in het kader van het project ‘Backyard Worlds: Planet 9’. Daarbij kan iedereen die over een computer en een internetaansluiting beschikt opnamen van NASA’s infraroodsatelliet WISE afspeuren om onbekende hemelobjecten op te sporen. Aan het project doen meer dan 50.000 mensen mee. In juni 2018 ontdekten deelnemers een merkwaardig tweetal: een zwak en een iets helderder object die zich opvallend snel verplaatsten ten opzichte van verre achtergrondsterren. Vervolgonderzoek met een grote telescoop in Chili heeft laten zien dat het zwakke object een zeer koele bruine dwerg is, en het andere object een iets warmer exemplaar. Bovendien blijkt uit gegevens van de Europese Gaia-satelliet dat beide slechts 78 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. Hieruit kan worden afgeleid dat de koele bruine dwerg ongeveer 34 keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. De massa van het warmere exemplaar is ruim tweemaal zo groot. Hun onderlinge afstand bedraagt 51 miljard kilometer (ruim 300 keer de afstand aarde-zon). De bijzondere dubbelster is naar schatting een paar miljard jaar oud. Daarmee is het de oudste in zijn soort. Hoe de twee bruine dwergen erin zijn geslaagd om zo lang bij elkaar te blijven, is nog onduidelijk. (EE)
→ Citizen scientists discover rare cosmic pairing
8 februari 2024
Het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* of kortweg Sgr A*, draait zo snel dat het de ruimtetijd eromheen vervormt tot iets dat op een rugbybal lijkt. Dat blijkt uit nieuw onderzoek, gebaseerd op gegevens van NASA’s röntgen-ruimtetelescoop Chandra en de Very Large Array (VLA)-radiotelescoop in de VS. Zwarte gaten hebben twee fundamentele eigenschappen: hun massa (hoeveel ze wegen) en hun ‘spin’ (hoe snel ze draaien). De bepaling van een van deze twee waarden vertelt wetenschappers veel over een zwart gat en hoe het zich gedraagt. Een team onderzoekers heeft nu een nieuwe methode toegepast die gebruik maakt van röntgen- en radiogegevens om te bepalen hoe snel Sgr A* ronddraait op basis van de wijze waarop materiaal naar het zwarte gat toe en daarvandaan stroomt. Ze ontdekten dat Sgr A* ronddraait met een hoeksnelheid – het aantal omwentelingen per seconde – die oploopt tot ongeveer zestig procent van de maximaal mogelijke waarde. Deze limiet wordt bepaald door het gegeven dat materie niet sneller kan reizen dan licht. Eerdere schattingen van de spin van Sgr A* varieerden van helemaal niet draaiend tot bijna maximaal draaiend. Een draaiend zwart gat sleept de ‘ruimtetijd’ (de combinatie van tijd en de drie dimensies van ruimte) en nabije materie met zich mee terwijl het ronddraait. Daarbij wordt de ruimtetijd rond het zwarte gat ook platgedrukt. Als je van bovenaf op het draaiende zwarte gat kijkt, langs de loop van de jet die deze produceert, dan is de ruimtetijd cirkelvormig. Maar als je van opzij naar het zwarte gat kijkt, heeft de ruimtetijd de vorm van een rugbybal. En hoe sneller de spin, des te platter is de bal. Wanneer ze omgeven zijn door materie kunnen draaiende zwarte gaten jets van snelle deeltjes uitzenden, wat ten koste gaat van hun spin-energie. Vanwege de beperkte hoeveelheid materie rondom Sgr A* is dit zwarte gat de afgelopen duizenden jaren echter relatief rustig geweest, met relatief zwakke jets. Het nieuwe onderzoek laat zien dat hierin weleens verandering zou kunnen komen als de hoeveelheid materie rond Sgr A* toeneemt. Dit betekent dat in de toekomst, als de eigenschappen van de materie en de magnetische veldsterkte nabij het zwarte gat veranderen, een deel van de enorme spin-energie wordt aangesproken om veel krachtigere jets aan te drijven. De benodigde materie kan afkomstig zijn van gas of van de restanten van een ster die door de zwaartekracht van het zwarte gat aan flarden wordt getrokken wanneer deze te dicht in de buurt komt van Sgr A*. (EE)
→ Telescopes Show the Milky Way's Black Hole Is Ready for a Kick
6 februari 2024
Onderzoekers van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) hebben een ongewoon heldere uitbarsting waargenomen van een ster die op onze zon lijkt, maar veel jonger is. Gegevens van de Submillimeter Array, een opstelling van acht radioschotels op Mauna Kea (Hawaï), laten zien dat de betreffende ster – HD 283572 – in een paar uur tijd ruim een factor honderd helderder werd. HD 283572 heeft 40 procent meer massa dan onze zon en is ongeveer 400 lichtjaar van ons verwijderd. Met een leeftijd van minder dan drie miljoen jaar is hij meer dan duizend keer zo jong als de zon – de leeftijd waarop de vorming van aarde-achtige planeten rond sterren op gang komt. De hevige uitbarsting werd bij toeval geregistreerd tijdens waarnemingen van het stofrijke materiaal rond jonge sterren, dat een zwakke gloed afgeeft op radiogolflengten. Tijdens deze waarnemingen viel HD 283572 op door zijn grote helderheid. De ster had zich in de maanden vóór de uitbarsting rustig gehouden en was toen helemaal niet zichtbaar met de Submillimeter Array. De onderzoekers hebben de energie gemeten die bij de ‘opvlamming’ van HD 283572 is vrijgekomen en zijn daarbij tot conclusie gekomen dat in slechts negen uur tijd ongeveer een miljoen keer meer energie is vrijgekomen dan bij de uitbarstingen van andere zonachtige sterren in onze naaste omgeving. Maar op basis van deze ene waarneming laat zich niet precies vaststellen waardoor de uitbarsting is veroorzaakt. Duidelijk is wel dat eventuele planeten-in-wording rond HD 283572 de volle laag zullen hebben gekregen. En astronomen vermoeden dat krachtige uitbarstingen als deze een verwoestende uitwerking hebben op de atmosferen van planeten. (EE)
→ Extreme Eruption on Young Sun-like Star Signals Savage Environment for Developing Exoplanets
5 februari 2020
Astronomen hebben, met behulp van de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili, een merkwaardige gaswolk ontdekt die het resultaat is van een confrontatie tussen twee sterren. De ene ster is zó groot geworden dat hij de andere overspoelde. In reactie daarop spiraalde deze laatste naar zijn begeleider toe, waardoor die zijn buitenste lagen verloor. Net als mensen veranderen sterren naarmate ze ouder worden, en uiteindelijk sterven ze. Bij sterren zoals de zon leidt dit ertoe dat ze, nadat alle waterstof in hun kern is verbruikt, opzwellen tot een grote, heldere rode reuzenster. Uiteindelijk zal ook de stervende zon haar buitenste lagen afstoten, waarna alleen haar kern overblijft: een hete, compacte ster die ‘witte dwerg’ wordt genoemd. In het stersysteem HD101584 is dit ‘stervensproces’ vroegtijdig afgerond doordat de opzwellende rode reus in kwestie een nabije lichte begeleidende ster heeft verzwolgen. Dat veroorzaakte een uitbarsting van de grotere ster, waarbij deze zijn buitenste gaslagen afstootte en zijn kern open en bloot achterbleef. Het onderzoeksteam denkt dat de complexe structuur van de gasnevel rond HD101584 te wijten is aan de spiraalbeweging van de kleinere ster, en datzelfde geldt ook voor de jets van gas die zich tijdens dit proces hebben ontwikkeld. Deze jets brachten de doodsteek toe aan de toch al zwaar gehavende gaslagen van de rode reus. Ze baanden zich een weg door het eerder uitgestoten materiaal, waardoor opvallende ringen van gas en heldere blauwachtige en roodachtige ‘klonten’ in de nevel ontstonden. (EE)
→ Volledig persbericht
31 januari 2020
Over ruim een week, op maandag 10 februari om 5.03 uur Nederlandse tijd, hoopt het Europese ruimteagentschap ESA – na enig uitstel – een nieuwe ruimtesonde voor zonneonderzoek te lanceren: de Solar Orbiter. De ruimtesonde zal de eerste zijn die twee delen van de zon kan bekijken die we vanaf de aarde niet kunnen waarnemen: de beide polen. De verwachting is dat boven- en onderkant van de zon er heel anders uitzien dan de ‘zijkant’. De polen van de zon zijn de plekken waar de zogeheten coronale gaten ontstaan. Dat zijn twee enorme gebieden in het buitenste deel van de atmosfeer van de zon, die een lagere temperatuur en dichtheid hebben dan hun omgeving. Via deze ‘gaten’ ontsnappen deeltjes afkomstig uit het inwendige van de zon naar de ruimte. Solar Orbiter zal dit proces nader gaan onderzoeken. Het doel ervan is om meer te weten te komen over de uitbarstingen die onze zon produceert. Bij deze uitbarstingen komen soms grote aantallen energierijke deeltjes onze kant op, die satellieten kunnen beschadigen en zelfs storingen kunnen veroorzaken in stroomnetten op aarde. De Solar Orbiter is uitgerust met vier telescopen die in verschillende golflengtegebieden opnamen maken. Daarnaast zijn er nog zes meetinstrumenten die de zonnewind en de magnetische velden in de omgeving in de gaten houden. Met behulp van de zwaartekracht van de planeten aarde en Venus zal de nieuwe ruimtesonde eerst in een normale elliptische omloopbaan worden gebracht. Deze voert hem over precies een jaar tot op 75 miljoen kilometer van de zon – de helft van de afstand zon-aarde. In oktober 2022 volgt nog een passage op 45 miljoen kilometer. Verdere ‘zwaartekrachtsslingers’ van Venus moeten er uiteindelijk voor zorgen dat de omloopbaan schuin op het vlak van zon en planeten komt te staan. Pas dan – het is inmiddels voorjaar 2025 – krijgt de Solar Orbiter zicht op de polen van de zon. De lancering is live te volgen op ESA Web TV. (EE)
→ Flying solo
30 januari 2020
Het is een internationaal team van wetenschappers gelukt om aan te tonen dat een in 1999 ontdekte witte dwergster de ruimtetijd in zijn omgeving meesleept (Science, 31 januari). Eerder was dit zogeheten Lense-Thirring-effect, ook wel ‘frame-dragging’ genoemd, al waargenomen bij satellieten die om de aarde draaien. Het verschijnsel komt voort uit de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein. De witte dwergster maakt deel uit van een dubbelster in het zuidelijke sterrenbeeld Musca (Vlieg). Hij is de begeleider van pulsar J1141-6545 – een rondtollende neutronenster die regelmatige pulsen van radiostraling uitzendt. De twee ‘sterren’ – in feite de compacte restanten van uitgedoofde sterren – zijn niet veel meer dan een miljoen kilometer van elkaar verwijderd en draaien om hun gemeenschappelijke zwaartepunt. Theoretische modellen geven aan dat de witte dwerg eerder is ontstaan dan de pulsar. Een belangrijke voorspelling van deze modellen is dat er vóór de supernova-explosie die tot de vorming van de pulsar leidde massa-overdracht moet hebben plaatsgevonden tussen de stellaire voorganger van de pulsar en de witte dwerg. Als gevolg daarvan zou de witte dwerg steeds sneller zijn gaan draaien. Om deze voorspelling te toetsen, wilden astronomen graag weten hoe snel de witte dwerg om zijn as draait. Doorgaans gebeurt dit door het spectrum van zo’n ster te onderzoeken. Maar het spectrum van de witte dwerg is dermate zwak, dat dit niet goed lukt. Het Lense-Thirring-effect biedt uitkomst. Bij de aarde zorgt het ervoor dat de omloopbanen van satellieten die om onze planeet cirkelen een beetje worden meegesleept door de aardrotatie. Hierdoor maakt het baanvlak van een satelliet op een hoogte van 6000 kilometer een trage maar meetbare draaibeweging van ongeveer 0,0000086 graden per jaar. Iets vergelijkbaars gebeurt bij de witte dwerg en de pulsar die om elkaar wentelen. Weliswaar is het effect in dit geval nog een miljoen keer zwakker dan bij de satellieten die om de aarde draaien, maar daar staat tegenover dat de pulsen van de pulsar met uiterst regelmatige tussenpozen optreden. Hierdoor kon de baanbeweging van dit object twintig jaar achtereen heel nauwkeurig worden gemeten met een radiotelescoop in Australië. Een nauwkeurige analyse van de pulsmetingen heeft nu laten zien dat het baanvlak van de dubbelster in de loop van die twintig jaar inderdaad een stukje is gedraaid. Ervan uitgaande dat dit het gevolg is van het Lense-Thirring effect, kan daaruit worden afgeleid dat de begeleidende witte dwerg ongeveer eens in de 100 seconden om zijn as tolt. En dat bevestigt dat de stellaire voorloper van de pulsar een aanzienlijke hoeveelheid materie aan de witte dwerg heeft overgedragen. (EE)
→ Fast Rotating White Dwarf Drags Space-Time in Cosmic Dance
23 januari 2020
Een ‘primitieve’ ster met de aanduiding J0815+4729 blijkt (relatief) grote hoeveelheden zuurstof in zijn atmosfeer te hebben. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen dat de ster heeft onderzocht met de Keck I-telescoop op Hawaï (Astrophysical Journal Letters, 21 januari). Zuurstof is, na waterstof en helium, het op twee na meest voorkomende element in het heelal. Toch bestond het in de prille begintijd van het heelal nog niet. Alle zuurstof waar we als levende wezens op aarde van afhankelijk zijn, is geproduceerd in het inwendige van sterren die minstens tien keer zoveel massa hadden als onze zon. Om te weten te komen hoe snel de productie van zuurstof en andere zware elementen in het heelal op gang is gekomen, proberen astronomen sterren op te sporen waarvan het vermoeden bestaat dat ze heel vroeg in de kosmische geschiedenis zijn ontstaan. De 5000 lichtjaar verre ster J0815+4729 is zo’n ster. Hij bevindt zich in de halo – het verre buitengebied – van ons Melkwegstelsel. Met behulp van een spectrometer van de Keck I-telescoop hebben de astronomen de relatieve hoeveelheden van 16 elementen in de atmosfeer van deze ster gemeten. Uit de gevonden samenstelling leiden ze af dat het inderdaad om een heel oude ster moet gaan, die tijdens de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal is gevormd. Dat materiaal was waarschijnlijk deels afkomstig van de eerste supernova-explosies die in de Melkweg hebben plaatsgevonden. Dat laatste wordt afgeleid uit het feit dat J0815+4729 opvallend veel koolstof, stikstof en zuurstof bevat, terwijl calcium en ijzer heel schaars zijn – veel schaarser bijvoorbeeld dan in onze veel jongere zon. (EE)
→ Astronomers Detect Large Amounts Of Oxygen In Ancient Star’s Atmosphere
23 januari 2020
De helderheid van de rode superreus Betelgeuse blijft afnemen, maar wat dat betekent weet niemand. Voor de onvermijdelijke supernova-explosie waarmee de ster zijn bestaan zal afsluiten lijkt het nog te vroeg. Die wordt pas over tienduizenden jaren verwacht. Maar feit is dat Betelgeuze sinds november een magnitude – een factor 2,5 – zwakker is geworden. Betelgeuze staat normaal gesproken (net) in de top 10 van helderste sterren aan de nachthemel, maar is inmiddels zelfs buiten de top 20 gezakt. Wel is hij nog steeds de op een na helderste ster van het sterrenbeeld Orion. Bekend was al dat de helderheid van Betelgeuze varieert. Sommige van die variaties treden op met voorspelbare tussenpozen, uiteenlopend van 100 dagen tot 5 of 6 jaar. Maar soms treden onverwachte fluctuaties op, zoals de huidige diepe ‘dip’. De Amerikaanse astronomen Edward Guinan en Richard Wasatonic van Villanova University, die als eersten melding maakten van de helderheidsafname van Betelgeuze, hebben de indruk dat het einde van deze dip nu wel in zicht is. Het licht van de ster wordt nog steeds zwakker, maar dat proces lijkt te vertragen (grafiek). Metingen wijzen erop dat de oppervlaktetemperatuur van Betelgeuze sinds september vorig jaar met 100 graden is afgenomen, maar onduidelijk is of het de ster zelf is die afkoelt. Zijn afnemende helderheid kan namelijk ook een schijneffect zijn, veroorzaakt door een eerder uitgestoten wolk van gas en stof die voor de ster langs schuift. Hoe dan ook zullen de komende tijd veel ogen op de rode superreus gericht blijven. Mocht de huidige dip van Betelgeuze gewoon een flinke uitschieter zijn van een van zijn normale helderheidscycli, dan zou de helderheid van de ster begin februari weer wat moeten gaan toenemen. (EE)
→ Betelgeuse is Continuing to Dim! It’s Down to 1.506 Magnitude
21 januari 2020
Een 500 dagen durende waarnemingscampagne, onder aanvoering van de Europese astronomische satelliet Gaia, heeft informatie opgeleverd over een ‘onzichtbaar’ dubbelstersysteem dat een verder weg staande ster tijdelijk deed oplichten. Het verschijnsel werd veroorzaakt door het gravitatielenseffect. Het licht van de achtergrondster, die de aanduiding Gaia16aye heeft gekregen, werd door de zwaartekracht van de onzichtbare dubbelster zodanig afgebogen, dat het werd versterkt. De dubbelster werkte dus als een soort vergrootglas. Het helderder worden van Gaia16aye werd voor het eerst opgemerkt in augustus 2016. Vervolgwaarnemingen met meer dan vijftig telescopen verspreid over de wereld lieten zien dat de ster zich merkwaardig gedroeg. Eerst werd hij steeds helderder, om binnen een dag weer net zo plotseling af te zwakken. Al snel was duidelijk dat het om een gravitatielens-verschijnsel ging, maar dan wel om een bijzondere variant. Als de ‘lens’ uit één ster zou bestaan, zou een gelijkmatige helderheidstoename te zien zijn geweest, gevolgd door een geleidelijke helderheidsafname. Maar in dit geval zwakte de ster abrupt af, om na een paar weken weer op te lichten. En dat verschijnsel heeft zich in de maanden erna vier keer herhaald. Dit gedrag wijst erop dat de ‘lens’ in dit geval een dubbelster moet zijn geweest. Door de gecombineerde zwaartekrachtsvelden van twee sterren ontstaat een tamelijk ingewikkeld netwerk van meer of minder versterkende gebieden rond de dubbelster. Wanneer van de aarde uit gezien bij toeval een verre ster achter dit sterrenpaar langs trekt, dan licht deze met tussenpozen op. Uit de manier waarop Gaia16aye helderder en zwakker werd, hebben astronomen nu kunnen afleiden dat de dubbelster, die zelf te zwak is om waarneembaar te zijn, bestaat uit twee kleine sterren die vrij snel om hun gemeenschappelijke zwaartepunt wentelen. De sterren hebben een omlooptijd van minder dan drie jaar. (EE)
→ Global Gaia campaign reveals secrets of stellar pair
17 januari 2020
De Europese röntgensatelliet XMM-Newton heeft ongekend heet gas ontdekt in de halo van onze Melkweg. De halo is een uitgestrekt omhulsel van gas, sterren en (vooral) donkere materie dat ons sterrenstelsel volledig omhult. De nieuwe waarnemingen laten zien dat het gas een andere chemische samenstelling heeft dan verwacht. Tot nu toe werd aangenomen dat de halo van een sterrenstelsel heet gas van dezelfde temperatuur bevat. En deze temperatuur zou uitsluitend afhangen van de massa van het stelsel. Het nieuwe onderzoek laat echter zien dat de halo van de Melkweg drie verschillende categorieën van heet gas bevat, waarvan de de heetste een temperatuur van 10 miljoen graden vertoont – tien keer zo hoog als mogelijk werd geacht. Onduidelijk is nog hoe dit gas zo heet is geworden, maar mogelijk ligt de oorzaak bij de ‘winden’ die de sterren van onze Melkweg produceren. De temperatuur en samenstelling van de Melkweghalo zijn gemeten door naar de röntgenstraling van een blazar – de heldere kern van een ver sterrenstelsel – te kijken. Bij zijn tocht door de halo wordt deze straling op bepaalde golflengten geabsorbeerd, wat informatie oplevert over de eigenschappen van het halogas. Tot nu toe werd bij onderzoeken als deze voornamelijk naar het veel voorkomende, en dus makkelijk opspoorbare, element zuurstof gekeken. Het nieuwe onderzoek was gedetailleerder: ook stikstof, neon en ijzer zijn geregistreerd. Verrassend genoeg laten de metingen zien dat er minder ijzer in de halo zit dan verwacht, wat erop wijst dat het halogas is verrijkt met materiaal van uitgeputte zware sterren. Tegelijkertijd is er minder zuurstof dan verwacht, wat mogelijk komt doordat dit element is opgenomen door stofdeeltjes in de halo. (EE)
→ XMM-Newton discovers scorching gas in Milky Way’s halo
15 januari 2020
Astronomen van de Universiteit van Californië in Los Angeles (UCLA) hebben een nieuwe klasse van vreemde objecten ontdekt in het centrum van ons Melkwegstelsel. De vier objecten bevinden zich in de nabijheid van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Nature, 16 januari). De objecten zien er gasachtig uit, maar gedragen zich als sterren. Ze ogen meestal compact, maar worden uitgerekt wanneer hun omloopbanen hen in de buurt van het zwarte gat voeren. Hun omlooptijden variëren van 100 tot 1000 jaar. Deze beschrijving doet sterk denken aan de eerder ontdekte objecten G1 en G2. Deze laatste zou volgens de onderzoekers een omvangrijke ster zijn, gehuld in een dichte wolk van gas en stof. Maar er zijn ook andere verklaringen denkbaar. Hoe dan ook: ook G2 rekte bij zijn nadering van Sagittarius A* uit en wordt nu weer compacter. De vier objecten die nu zijn ontdekt hebben de aanduidingen G3 tot en met G6 gekregen. Stuk voor stuk kunnen ze Sagittarius A* dicht naderen, al doorlopen ze wel heel verschillende omloopbanen. UCLA-astronoom Andrea Ghez denkt dat alle zes de objecten oorspronkelijk dubbelsterren zijn geweest. De sterparen zouden onder invloed van de zwaartekracht van het nabije zwarte gat met elkaar zijn versmolten. Het materiaal dat de G-objecten tijdens hun periodieke naderingen van Sagittarius A* kwijtraken, zal uiteindelijk door het zwarte gat worden opgeslokt. Het aangetrokken materiaal wordt daarbij zeer heet en zal intense straling uitzenden voordat het de waarnemingshorizon van het zwarte gat passeert en uit het zicht verdwijnt. (EE)
→ Astronomers discover class of strange objects near our galaxy’s enormous black hole
13 januari 2020
‘Forensisch’ onderzoek van de enige heldere ster in het zuidelijke sterrenbeeld Indus (Indiaan) heeft nieuwe inzichten opgeleverd over de botsing tussen ons Melkwegstelsel en het kleinere stelsel Gaia Enceladus. Bij deze botsing heeft de ster, Nu Indi, een flinke zet gekregen (Nature Astronomy, 13 januari). Er worden steeds meer aanwijzingen gevonden dat ons Melkwegstelsel in de loop van de miljarden jaren diverse kleinere sterrenstelsels heeft opgeslokt, waaronder het befaamde dwergstelsel Gaia-Enceladus. Dit heeft geleid tot een substantiële chemische verrijking van de Melkweg. Ook het onderzoek van de heldere ster Nu Indi, die door een internationaal team van astronomen zo’n beetje binnenstebuiten is gekeerd, bevestigt dat. Nu Indi is een typische vertegenwoordiger van de oorspronkelijke sterbevolking van de halo (het verre buitengebied) van de Melkweg. Nieuwe gegevens van NASA-satelliet TESS – die eigenlijk bedoeld is om exoplaneten op te sporen, maar tegelijkertijd ook gegevens verzamelt van heldere sterren – wijzen erop dat Nu Indi al vroeg in de geschiedenis van de Melkweg is ontstaan. Hij blijkt namelijk ongeveer 11 miljard jaar oud te zijn. Omdat de botsing met Gaia-Enceladus de beweging van de ster sterk heeft beïnvloed, kan daaruit worden afgeleid dat het dwergstelsel niet veel vroeger dan 12 miljard jaar geleden de Melkweg kan zijn binnengedrongen. Dat komt goed overeen met de uitkomst van theoretische berekeningen van het moment waarop de botsing heeft plaatsgevonden, al zijn de foutenmarges in genoemde getallen vrij groot. (EE)
→ TESS dates an ancient collision with our galaxy
11 januari 2020
Eind november 2019 beweerde een team van voornamelijk Chinese onderzoekers een stellair zwart gat van ongeveer 70 zonsmassa’s te hebben ontdekt in ons Melkwegstelsel. De claim veroorzaakte de nodige ophef, omdat op theoretische gronden wordt aangenomen dat stellaire zwarte gaten – die ontstaan wanneer massarijke sterren aan het einde van hun bestaan instorten – niet veel zwaarder kunnen zijn dan 20 zonsmassa’s. Een team van astronomen van de universiteiten van Erlangen-Nürnberg en Potsdam (Duitsland) hebben de dubbelster waar het vermeende zwarte gat deel van uitmaakt (LB-1) nog eens goed bekeken. Ze komen tot de conclusie dat het lang niet zeker is dat het om een zwart gat gaat. Het zou een zware neutronenster kunnen zijn of zelfs een ‘gewone’ ster. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. Het bestaan van het eventuele zwarte gat werd indirect afgeleid uit de beweging van diens heldere begeleidende ster, die met een periode van 80 dagen om een onzichtbaar compact object leek te draaien. Met nieuwe waarnemingen had een Belgisch team al laten zien dat de oorspronkelijke metingen onjuist waren geïnterpreteerd en dat de massa van het zwarte gat heel onzeker was. De cruciale vraag hierbij is hoe zwaar de zichtbare begeleider, de hete ster LS V+22 25 nu precies is. Hoe zwaarder de ster, des te zwaarder moet het zwarte gat zijn om de waargenomen beweging van de ster te veroorzaken. Aanvankelijk werd aangenomen dat het een normale ster van acht zonsmassa’s betrof. De Duitse onderzoekers hebben nu bestaande spectra van de ster, verkregen met de Keck-telescoop op Hawaï, geanalyseerd. Daarbij waren ze vooral geïnteresseerd in de chemische samenstelling van de gassen aan het steroppervlak. Bij dit onderzoek werden producten van de zogeheten CNO-cyclus aangetroffen – een keten van reacties waarbij waterstof in zwaardere elementen wordt omgezet. Dat is opmerkelijk omdat deze cyclus zich alleen zou afspelen in de kernen van jonge sterren. Hieruit trekken de astronomen de conclusie dat er een interactie moet zijn geweest tussen LS V+22 25 en diens compacte begeleider. De ster zou materie hebben overgedragen aan zijn compacte begeleider, en daarbij zijn buitenste lagen zijn kwijtgeraakt. Wat resteert is de ‘naakte’ heliumkern van ster, die nog de sporen van de CNO-cyclus vertoont. Zo’n gestripte heliumster kan niet erg zwaar zijn. De auteurs schatten zijn massa op hooguit anderhalve zonsmassa. En dat zou betekenen dat zijn compacte begeleider mogelijk niet zwaarder is dan 2 à 3 zonsmassa’s. Dat betekent dat het geen zwart gat hoeft te zijn. Een zware neutronenster of zelfs een normale ster voldoet ook. Een en ander maakt LS V+22 25 overigens niet veel minder interessant. De ster heeft dan misschien wel geen kolossaal zwart gat als begeleider, maar ook ‘gestripte’ heliumsterren zijn zeldzaam. (EE)
→ When David poses as Goliath
8 januari 2020
Enkele duizenden jonge sterren in het buitengebied van ons Melkwegstelsel zijn waarschijnlijk ontstaan uit materiaal dat afkomstig is van twee kleine naburige sterrenstelsels: de Magelhaense Wolken. Dat heeft een team onder leiding van de Amerikaanse astronoom Adrian Price-Whelan bekendgemaakt tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu wordt gehouden. De jonge sterren vormen een sterrenhoop die de aanduiding Price-Whelan 1 heeft gekregen. Spectroscopisch onderzoek heeft laten zien dat de samenstelling van deze sterren overeenkomsten vertoont met die van de Magelhaense Wolken. Deze laatste zullen over niet al te lange tijd door onze Melkweg worden opgeslokt, maar er stroomt nu al materiaal van het tweetal onze kant op. Price-Whelan 1 is met een geschatte leeftijd van 117 miljoen jaar relatief jong. Hij bevindt zich in het verre buitengebied van de Melkweg, een plek waar doorgaans geen jonge sterren te vinden zijn. De sterrenhoop bevindt zich dicht in de buurt van een ‘rivier’ van gas die de Magelhaense Stroom wordt genoemd. Deze loopt vanuit de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk in de richting van ons Melkwegstelsel. Anders dan de gassen in het buitengebied van de Melkweg is de Magelhaense Stroom arm aan elementen zwaarder dan helium. En datzelfde geldt ook voor de 27 helderste sterren van Price-Whelan 1. Volgens de astronomen is de sterrenhoop ontstaan toen gas van de Magelhaense Stroom door het ijle gas in de halo van de Melkweg trok. Daarbij zou dat Magelhaense gas ver genoeg zijn samengedrukt om stervorming op gang te brengen. Uit de positie van de aldus ontstane sterrenhoop leiden de onderzoekers af dat de voorste uitloper van de Magelhaense Stroom maar 90.000 lichtjaar van de Melkweg verwijderd is – ongeveer twee keer zo dichtbij als tot nu toe werd aangenomen. (EE)
→ The Milky Way’s Impending Galactic Collision Is Already Birthing New Stars
7 januari 2020
Astronomen van Harvard University hebben een grote golfvormige gasstructuur in onze Melkweg ontdekt. De structuur, die de Radcliffe-golf wordt genoemd, bestaat uit een aaneenschakeling van stervormingsgebieden. De ontdekking laat zien dat er ook ver boven en onder de schijf van het Melkwegstelsel stervorming plaatsvindt (Nature, 7 januari). Het onderzoek is gebaseerd op een nieuwe analyse van gegevens die zijn verzameld met de Europese satelliet Gaia, die de posities, afstanden en snelheden van vele miljoenen sterren meet. In combinatie met ander onderzoek heeft dat een driedimensionale kaart opgeleverd van de interstellaire materie in de Melkweg. De kaart toont een opvallend patroon in de meest nabije spiraalarm van de Melkweg. Het is een dunne golfvormige structuur van ongeveer 9000 lichtjaar lang en 400 lichtjaar breed, waarvan de toppen 500 lichtjaar boven, en de dalen 500 lichtjaar onder het hoofdvlak van de Melkweg liggen. Van bovenaf gezien ziet deze golf eruit als een kaarsrechte lijn. Van veel van de stervormingsgebieden waaruit deze golf bestaat werd tot nu toe aangenomen dat ze deel uitmaakten van de Gould-gordel. Dat is een grote ellipsvormige structuur, bestaande uit jonge sterren en stervormingsgebieden, die de zon omringt. Lang is geprobeerd om uit te puzzelen of de betreffende gebieden ook werkelijk een soort ring vormen. En dat blijkt dus niet het geval te zijn: het is een golf. Hoe deze structuur is ontstaan is onduidelijk, maar het is denkbaar dat hij vergelijkbaar is met een rimpeling in een vijver. Het is alsof er iets van grote massa in ons Melkwegstelsel is ‘geplonsd’. Wat wel vaststaat is dat onze zon traag meedeint met deze golf, waarvan het meest nabije punt slechts 500 lichtjaar van ons verwijderd is. (EE)
→ New map of Milky Way reveals giant wave of stellar nurseries
7 januari 2020
Astronomen hebben aan de hand van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) vastgesteld dat een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Draak – Alfa Draconis of Thuban – en diens zwakkere begeleider regelmatig voor elkaar langs schuiven. Dat Thuban een dubbelster is, was al langer bekend, maar dat het ook een zogeheten bedekkingsveranderlijke is, kwam als een verrassing. Twee factoren hebben ervoor gezorgd dat de wederzijdse bedekkingen van de twee sterren tot nu toe over het hoofd zijn gezien. Op de eerste plaats duren de bedekkingen slechts zes uur, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden gemist. Bovendien is een van beide sterren dermate helder dat de kleine helderheidsvariaties van de dubbelster niet zo snel opvallen. Alfa Draconis is 270 lichtjaar van ons verwijderd. Hoewel de aanduiding ‘Alfa’ suggereert dat hij de helderste ster is van het sterrenbeeld Draak, is hij slechts de op drie na helderste. In vroeger tijden speelde Thuban echter een belangrijke rol: in de tijd dat in Egypte de eerste piramides werden gebouwd, 4700 jaar geleden, fungeerde hij als poolster – de ster waar alle andere sterren omheen lijken te draaien. Die rol is inmiddels overgenomen door Polaris, een helderdere ster in het sterrenbeeld Kleine Beer. Deze verandering is het gevolg van de schommelbeweging van de aardas, de zogeheten precessie. Deze heeft tot gevolg dat de noordelijke hemelpool geleidelijk opschuift: in de loop van 26.000 jaar doorloopt hij een cirkel. Dat zal er bijvoorbeeld toe leiden dat over 2100 jaar de ster Gamma Cepheï de nieuwe poolster wordt. De beide sterren van Alfa Draconis zijn slechts ongeveer 61 miljoen kilometer van elkaar verwijderd en cirkelen in ruim 51 dagen om elkaar. Doordat we een beetje schuin tegen het baanvlak van de dubbelster aan kijken, bedekken de beide sterren elkaar nooit volledig. (EE)
→ Surprise! TESS Shows Ancient North Star Undergoes Eclipses
28 december 2019
Twee astronomen hebben een nieuwe schatting gemaakt van hoe lang het zal duren voordat vier ruimtesondes die in de jaren 70 naar het buitengebied van ons zonnestelsel werden gestuurd in de buurt van een andere ster komen. Bij hun berekeningen hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van de Gaia-satelliet, die nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van vele miljoenen sterren in onze Melkweg. Het rekenwerk van Coryn Bailer-Jones en Davide Farnocchia laat zien dat de Pioneers 10 en 11 en Voyagers 1 en 2 in de loop van de komende miljoen jaar een stuk of zestig sterren op hun pad vinden. Ongeveer tien daarvan zullen tot op afstanden van minder dan 7 lichtjaar worden genaderd. Waarschijnlijk de eerste die in de buurt van een andere ster komt is de Pioneer 10. Over ongeveer 90.000 jaar zal deze de rode dwergster HIP 117795 in het sterrenbeeld Cassiopeia op ‘slechts’ 0,75 lichtjaar passeren. De kans dat de vier ruimtesondes ooit door een ander stersysteem zullen worden ingevangen lijkt vooralsnog verwaarloosbaar klein. (EE)
→ Calculating the time it will take spacecraft to find their way to other star systems
27 december 2019
Wie regelmatig de sterrenhemel afspeurt, en dan met name het sterrenbeeld Orion, heeft het vast al gemerkt: de afgelopen weken is Betelgeuze, de op één na helderste ster van Orion en een van de tien helderste sterren aan de hemel, duidelijk zwakker geworden (ruwweg een magnitude). Het is bijna honderd jaar geleden dat de ster zo zwak was als nu. Van Betelgeuze was al bekend dat hij flinke helderheidsvariaties vertoont. De ster behoort tot de ‘rode superreuzen’ – de grootste (maar niet de zwaarste of helderste) sterren in heelal. Ze zijn doorgaans honderden of zelfs duizenden keren zo groot als onze zon, maar hebben een beduidend lagere oppervlaktetemperatuur. Rode superreuzen beginnen hun bestaan als hete sterren met minstens tien keer zoveel massa als onze zon. Toch raakt hun ‘brandstof’ – de voorraad waterstof in hun kern – heel snel op. Binnen 5 tot 20 miljoen jaar is alle waterstof omgezet in helium. Vervolgens verplaatst de energieproductie zich naar de schil waterstof rond de kern, en zwelt de ster enorm op. Tijdens deze fase variëren de sterren in helderheid, die worden toegeschreven aan pulsaties (het afwisselend uitdijen en samentrekken) van de ster en de aanwezigheid van grote convectiebellen in diens atmosfeer. Ook Betelgeuze vertoont zulke helderheidsvariaties. Via een reeks andere kernfusieprocessen bereikt de ster uiteindelijk het stadium dat hij geen energie meer kan opwekken. Daarop stort zijn kern ineen en komt er een supernova-explosie op gang. Schattingen geven aan dat Betelgeuze niet zo ver meer verwijderd kan zijn van dit eindstadium. Maar het lijkt ook weer niet zo waarschijnlijk dat zijn huidige helderheidsdip de voorbode is van een supernova-explosie. Die wordt op zijn vroegst pas over enkele tienduizenden jaren verwacht. Maar mocht het tóch zo ver komen, dan verandert Betelgeuze in een zeer heldere ster – honderd keer zo helder als Venus, maar 16 keer zo zwak als de volle maan – die ook overdag te zien kan zijn. (EE)
→ Waiting for Betelgeuse: what's up with the tempestuous star?
20 december 2019
NASA’s Fermi-satelliet, die kosmische gammastraling detecteert, heeft een omvangrijke gloed geregistreerd rond de nabije neutronenster/pulsar Geminga. Als we deze energierijke vorm van straling met onze eigen ogen zouden kunnen zien, zou deze ‘gamma-halo’ aan de hemel veertig keer zo groot lijken als de volle maan (Physical Review D, 17 december). Een neutronenster is de ineengestorte kern van een zware ster die al zijn brandstof heeft verbruikt, en zijn buitenste gaslagen heeft weggeblazen. Deze snel ronddraaiende sterrestanten kunnen, net als vuurtorens, bundels van licht en andere soorten straling uitzenden. Wanneer zo’n bundel periodiek onze kant op wijst, zien we de neutronenster met grote regelmaat pulseren. Zo’n ‘knipperende neutronenster’ wordt een pulsar genoemd. Geminga behoort tot de helderste gammapulsars aan onze hemel. Hij staat op een afstand van ongeveer 800 lichtjaar in het sterrenbeeld Tweelingen (Gemini) en tolt iets meer dan vier keer per seconde om zijn as. Zo’n pulsar is van nature gehuld in een wolk van elektronen en positronen – de antimaterie-variant van elektronen. Dat komt doordat het intense magnetische veld van de neutronenster deze geladen deeltjes aan het steroppervlak onttrekt en ze met bijna de snelheid van het licht de ruimte in schiet. Onze planeet wordt voortdurend bestookt met snelle elektronen, positronen en andere geladen deeltjes uit het heelal. Deze deeltjes zijn echter gevoelig voor magnetische velden, waardoor tegen de tijd dat ze ons bereiken niet meer te achterhalen valt waar ze precies vandaan komen. Maar vermoed werd dat met name de snelle positronen die ons bereiken afkomstig zouden kunnen zijn van nabije pulsars zoals Geminga. Een nieuwe analyse van gegevens van de Fermi-satelliet versterkt dit vermoeden. Uit de gegevens blijkt namelijk dat de gloed van gammastraling rond Geminga veel omvangrijker is dan gedacht. Wetenschappers denken dat deze gammagloed ontstaat wanneer de door de neutronenster versnelde elektronen en positronen in botsing komen met gewoon licht, dat daardoor meer energie krijgt. Hoe omvangrijker de halo rond Geminga is, des te groter is de kans dat positronen van dit object de aarde kunnen bereiken. Aanvankelijk leek die kans dus klein, maar uit hun nieuwe analyse leiden de onderzoekers af dat alleen al Geminga verantwoordelijk kan zijn voor 20 procent van alle energierijke positronen die de aarde bereiken. De overige pulsars in onze Melkweg zouden dan de rest voor hun rekening nemen. (EE)
→ NASA’s Fermi Mission Links Nearby Pulsar’s Gamma-ray ‘Halo’ to Antimatter Puzzle
16 december 2019
ESO’s Very Large Telescope (VLT) heeft het centrale deel van de Melkweg met spectaculaire resolutie waargenomen en nieuwe details ontdekt over de geschiedenis van de stergeboorte in ons sterrenstelsel. Dankzij de nieuwe waarnemingen hebben astronomen bewijs gevonden voor een ingrijpende gebeurtenis in het bestaan van de Melkweg: een geboortegolf van sterren die zo hevig was dat hij meer dan honderdduizend supernova-explosies teweegbracht. Bij het onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd, is ontdekt dat ongeveer 80 procent van de sterren in het centrale deel van de Melkweg zijn gevormd in de begintijd van ons sterrenstelsel, tussen acht en 13,5 miljard jaar geleden. Na deze vroege stervormingsperiode werden gedurende ongeveer 6 miljard jaar maar heel weinig sterren geboren. Een intense uitbarsting van stervorming – een zogeheten starburst – maakte daar circa een miljard jaar geleden een einde aan. Binnen een periode van nog geen 100 miljoen jaar werden in dit centrale gebied talrijke sterren geboren met een gezamenlijke massa van misschien wel enkele tientallen miljoenen zonnen. Tijdens een starburst ontstaan veel zware sterren, die een aanzienlijk kortere levensduur hebben dan hun lichtere soortgenoten. Ze sluiten hun bestaan af met een hevige supernova-explosie. Dit onderzoek was mogelijk dankzij de waarnemingen van het centrale deel van de Melkweg die zijn gedaan met het HAWK-I-instrument van ESO’s Very Large Telescope in de Chileense Atacama-woestijn. Deze infrarood-gevoelige camera keek door het galactische stof heen om ons een opmerkelijk gedetailleerd beeld te geven van het hart van de Melkweg. De magnifieke opname is in oktober gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. De foto toont de sterren en gas- en stofwolken in het meest dichtbevolkte deel van Melkweg, waar zich ook een superzwaar zwart gat bevindt, met een resolutie van 0,2 boogseconde. Dat betekent dat de kleinste details die HAWK-I heeft vastgelegd vergelijkbaar zijn met een voetbal in Zürich, gezien vanuit het ESO-hoofdkwartier in München – een afstand van 240 kilometer. De foto is gemaakt in het kader van de GALACTICNUCLEUS-survey. Bij de survey zijn meer dan drie miljoen sterren onderzocht, verspreid over een gebied dat op de afstand van het galactisch centrum overeenkomt met 60.000 vierkante lichtjaar (een lichtjaar is ongeveer 9,5 biljoen kilometer). (EE)
→ Volledig persbericht
12 december 2019
Het is een internationaal team van wetenschappers, onder wie sterrenkundigen van de Universiteit van Amsterdam, voor het eerst gelukt om van een pulsar tegelijk de massa, de doorsnee en het magnetisch veld te bepalen. Pulsar J0030+0451 blijkt 1,3 keer zo zwaar als de zon, meet 25 kilometer in diameter en heeft een weerbarstiger magneetveld dan het theoretische ‘staafmagneetmodel’ voorspelt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in een serie artikelen in het vakblad Astrophysical Journal Letters. De astronomen deden hun waarnemingen tussen juli 2017 en december 2018 met NICER, de Neutron star Interior Composition Explorer van de NASA. Dit instrument vangt röntgenstraling op en bevindt zich op het Internationale Space Station. Dankzij het instrument hopen de onderzoekers een beter idee te krijgen van de ultradichte samenstelling van de neutronenster. Pulsars zijn kleine, compacte neutronensterren die honderden keren per seconde om hun as draaien. Het zijn overblijfselen van gestorven zware sterren. De pulsar J0030+0451 bevindt zich op 1100 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Vissen. De pulsar tolt 205 keer per seconde om zijn as. Al tientallen jaren proberen sterrenkundigen pulsars uit te vinden hoe het magneetveld van pulsars eruitziet. In de meest gangbare modellen wordt een pulsar voorgesteld als een bol met daarin een rechtopstaande staafmagneet. Er lopen veldlijnen van de noordpool naar de zuidpool. Het idee is dat het magneetveld zo sterk is dat deeltjes die toevallig in de buurt zijn, meteen naar de polen worden gesleurd en daar inslaan. Dat leidt tot hete polen. Na uitvoerige bestudering van pulsar J0030+0451 blijkt echter dat de hete plekken niet recht tegenover elkaar zitten. De onderzoekers hebben vervolgens de vreemde waarnemingen in een nieuw, aangepast model gevat en geprobeerd na te bootsen met supercomputers. Dat gebeurde onder andere met Cartesius, de Nederlandse nationale supercomputer. Na een maand stampen, kwam Cartesius tot de conclusie dat er inderdaad hotspots verspreid over de pulsar konden voorkomen. Het nieuwe aangepaste model, lijkt dus te werken.
→ Volledig persbericht
27 november 2019
Een team van voornamelijk Chinese astronomen heeft in onze Melkweg een stellair zwart gat opgespoord dat 70 keer zoveel massa lijkt te hebben als onze zon (Nature, 28 november). Dat is opmerkelijk, omdat wetenschappers er tot nu toe vanuit gingen dat stellaire zwarte gaten in onze Melkweg niet veel zwaarder kunnen zijn dan 20 zonsmassa’s. Alleen het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum is met ruim 4 miljoen zonsmassa’s aanzienlijk zwaarder. Het zwarte gat, dat deel uitmaakt van de ‘dubbelster’ LB-1, is ongeveer 15.000 lichtjaar van ons verwijderd. Anders dan bijna alle andere stellaire zwarte gaten die tot nu toe in de Melkweg zijn ontdekt, is het niet bezig om grote hoeveelheden gas van een begeleidende ster op te slokken. Daardoor is de dubbelster ook geen bron van intense röntgenstraling. Vermoed wordt dat ons Melkwegstelsel 100 miljoen stellaire zwarte gaten bevat, maar het overgrote deel daarvan laat zich maar moeilijk opsporen. Als een zwart gat niet opvalt door de röntgenstraling van de stermaterie die het om zich heen heeft verzameld, kan het zijn bestaan alleen verraden via zijn zwaartekrachtsaantrekking. LB-1 bestaat uit een ster en een zwart gat die in 79 dagen om hun gemeenschappelijke zwaartepunt draaien. Hierdoor lijkt de ster zonder waarneembare oorzaak heen en weer te schommelen. Recent heeft een ander team dankzij dit effect ook al een zwart gat weten op te sporen, al is dat met een geschatte massa van ruim drie zonsmassa’s een veel kleiner exemplaar. (EE)
→ Chinese Academy of Sciences leads discovery of unpredicted stellar black hole
22 november 2019
Een onderzoeksteam onder leiding van Duitse astronomen heeft ontdekt dat het 300 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 6240 drie superzware zwarte gaten bevat. De drie bevinden zich dicht bij elkaar in de kern van het stelsel. Ze zijn vermoedelijk afkomstig van drie afzonderlijke sterrenstelsels die in elkaar op zijn gegaan. Grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg bestaan doorgaans uit honderden miljarden sterren en hebben een zwart gat in hun kern dat (vele) miljoenen keren meer massa heeft dan onze zon. Vanwege zijn bijzondere vorm wordt NGC 6240 tot de onregelmatige sterrenstelsels gerekend. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat dit stelsel was ontstaan uit een samensmelting van twee kleinere stelsels. In dat geval zou het dan ook twee superzware zwarte gaten moeten bevatten. Maar nieuwe waarnemingen met het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope (VLT) hebben nu laten zien dat NGC 6240 drie superzware zwarte gaten in zijn kern heeft. Stuk voor stuk zijn deze goed voor meer dan 90 miljoen zonsmassa’s. Het drietal bevindt zich binnen een straal van 3000 lichtjaar van elkaar. De ontdekking kan helpen verklaren hoe de grootste en zwaarste sterrenstelsels in het heelal zijn ontstaan. Tot nu toe leek het erop dat het heelal niet oud genoeg is om de vorming van deze kolossen te kunnen verklaren. Het feit dat er ook gelijktijdige fusies van meer dan twee sterrenstelsels hebben plaatsgevonden, maakt de snelle vorming van de grootste stelsels met hun enorme centrale zwarte gaten minder raadselachtig. (EE)
→ The simultaneous merging of giant galaxies
12 november 2019
Astronomen hebben een ster ontdekt die, vijf miljoen jaar geleden, met een snelheid van maar liefst 6 miljoen kilometer per uur uit het hart van onze Melkweg is verdreven. De ster, S5-HVS1, beweegt tien keer sneller dan de meeste sterren in de Melkweg en is op weg om ons sterrenstelsel te verlaten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 november). S5-HVS1 behoort tot de kleine klasse van sterren die met snelheden in de orde van 1000 km/s door de Melkweg razen. Daarvan zijn er nog maar een stuk of twintig bekend. S5-HVS1 is met een afstand van ongeveer 29.000 lichtjaar de meest ‘nabije’ van deze klasse. Met behulp van gegevens van de Europese satelliet Gaia hebben de astronomen de snelheid van de ster kunnen bepalen en de richting waarin deze beweegt. Daaruit kan worden afgeleid dat hij uit het centrum van de Melkweg komt, waar zich het 4 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat Sagittarius A* bevindt. Zwarte gaten kunnen sterren ‘wegschoppen’ door middel van het zogeheten Hills-mechanisme. Wanneer een dubbelster – twee om elkaar wentelende sterren dus – dicht in het buurt van Sagittarius A* komt, kan het gebeuren dat een van beide sterren door deze wordt opgeslokt. Daarbij krijgt de andere ster juist extra veel snelheid – genoeg om aan de greep van het zwarte gat te ontsnappen. (EE)
→ Hyper-fast star ejected by supermassive black hole
8 november 2019
Moleculair waterstof (H2) beslaat 99% van het koude dichte gas in sterrenstelsels. Dus het in kaart brengen waar sterren worden geboren betekent in feite het opmeten van H2, dat helaas een sterke kenmerkende signatuur mist bij lage temperaturen. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen hebben nu een emissiesignaal in kaart gebracht van het traceermolecuul waterstoffluoride (HF), op een plek waar het standaard traceermolecuul koolmonoxide afwezig is. Ze zijn de eersten die een kaart van HF produceren voor een regio in het heelal, waarmee ze een nieuw hulpmiddel creëren om indirect H2 in kaart te brengen (Astronomy & Astrophysics, 6 november). Kriskras door alle sterrenstelsels in ons heelal ontstaan en sterven er sterren. En terwijl het leven op aarde is gebaseerd op een rijke mengelmoes van allerlei elementen en moleculen, is het koude dichte gas waaruit sterren ontstaan erg monotoon met 99% moleculair waterstof (H2). Dus als je in kaart wilt brengen waar sterren worden geboren, kun je maar beter goed in de vingers hebben hoe je H2 detecteert. Helaas is deze stof moeilijk om te zien door een gebrek aan een sterk karakteristiek signaal bij lage temperaturen—in tegenstelling tot zijn atomaire neef (H), die radiostraling uitzendt op een gemakkelijk te onderscheiden golflengte van 21 cm. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen hebben nu een nieuw hulpmiddel ontdekt om indirect H2 te meten, door waterstoffluoride (HF) in kaart te brengen en de aanwezigheid daarvan te linken aan die van H2. Het nieuwe hulpmiddel komt van pas als andere trucjes het laten afweten, bijvoorbeeld in de Orion-balk, tussen de regio’s rond de Orion Trapeziumsterren en de Orion moleculaire wolk. In deze gebieden is koolstof geïoniseerd, wat betekent dat koolstofmonoxide (CO) - doorgaans een betrouwbaar tracermolecuul om H2 te vinden - in dit geval niet werkt als tracer. Floris van der Tak en zijn team waren verrast toen ze, in data van de Herscheltelescoop, een karakteristiek HF-signaal vonden vanuit de Orion-balk, omdat astronomen waterstoffluoride tot dusverre alleen als silhouet hadden gedetecteerd: HF dat andere straling absorbeert. Je kunt de aanwezigheid van HF en H2 aan elkaar linken, omdat HF wordt geproduceerd in een chemische reactie waarin H2 reageert met atomair fluor (F) om HF te vormen en atomair waterstof (H). Zonder H2 heb je geen HF. Het team, onder leiding van SRON-promovendus Ümit Kavak, gebruikte hun kaart van HF om een aantal mechanismen te bestuderen waardoor het zijn signaal kan uitzenden. Botsingen van HF-moleculen met elektronen en moleculair waterstof blijkt het hoofdmechanisme te zijn. De botsingen slaan HF-moleculen aan naar een hoger energieniveau, waarna ze terugvallen naar hun grondtoestand onder uitzending van infrarood licht met een karakteristieke golflengte van 1,2 THz.
→ Oorspronkelijk persbericht
8 november 2019
De NICER-röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS heeft op 20 augustus jl. een grote uitbarsting van röntgenstraling waargenomen. Deze was waarschijnlijk het gevolg van een thermonucleaire explosie op het oppervlak van een pulsar – het kleine, compacte overblijfsel van een ster die lang geleden is geëxplodeerd. De röntgenuitbarsting – de helderste die NICER tot nu toe heeft geregistreerd – was afkomstig van een object dat SAX J1808.4-3658 of kortweg J1808 wordt genoemd. Bij de explosie kwam in 20 seconden bijna net zoveel energie vrij als onze zon in tien dagen produceert. J1808 bevindt zich op een afstand van circa 11.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Boogschutter. De pulsar tolt 401 keer per seconde om zijn as en heeft een bruine dwerg – een ondermaatse ster – als begeleider. Vanuit deze ster stroomt waterstofgas naar de pulsar, dat zich in een schijf om deze laatste verzamelt. Om de paar jaar heeft zich zoveel gas rond de pulsar verzameld, dat de schijf instabiel wordt en er flinke hoeveelheden materie naar het pulsaroppervlak vallen. Zo ontstaat een laag waterstofgas waarin temperatuur en druk hoog genoeg worden om waterstof tot helium te fuseren – net zoals dat in de kern van onze zon gebeurt. Het gevormde helium zakt omlaag en vormt zijn eigen laag. Zodra deze enkele meters diep is, fuseert het helium op explosieve wijze tot koolstof. Het gevolg is een thermonucleaire vuurbal die zich over het hele pulsaroppervlak uitstrekt. De NICER-waarnemingen laten zien dat de röntgenhelderheid van J1808 niet gestaag opliep. Er zat een ‘pauze’ van ongeveer een seconde in, waarna de helderheid in een geleidelijker tempo toenam. Volgens de astronomen die de NICER-gegevens hebben geanalyseerd zou de pauze het moment zijn geweest waarop zich voldoende energie had opgebouwd om de waterstoflaag de ruimte in te blazen. Twee seconden later gebeurde hetzelfde met de heliumlaag. (EE)
→ NASA’s NICER Catches Record-setting X-ray Burst
31 oktober 2019
Astronomen zijn mogelijk op het spoor gekomen van een nieuwe klasse van zwarte gaten. De objecten zouden kleiner en lichter zijn dan alle zwarte gaten die tot nu toe in onze Melkweg zijn aangetroffen (Science, 1 november). Wanneer een zware ster al zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt, ontstaat er een supernova-explosie. Daarbij worden de buitenste lagen van de ster de ruimte in geblazen en stort zijn kern in tot een compact object. Afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid materie verandert de sterkern daarbij in een neutronenster of een zwart gat – een object dat zo’n sterke zwaartekrachtsaantrekking heeft dat niets eraan kan ontsnappen, zelfs licht niet. Astronomen hebben de afgelopen decennia tal van neutronensterren en zwarte gaten opgespoord, maar eenvoudig is dat niet. Een zwart gat is nog het makkelijkst te vinden wanneer hij een normale ster als begeleider heeft die materie aan hem overdraagt. Voordat deze materie in het zwarte gat verdwijnt, wordt zij zeer heet. De intense röntgenstraling die daarbij wordt uitgezonden verraadt de aanwezigheid van het zwarte gat. De zwarte gaten die op deze manier zijn opgespoord hebben massa’s van vijf tot tien zonsmassa’s. Neutronensterren blijven doorgaans steken bij ongeveer 2,1 zonsmassa – als ze de grens van 2,5 zonsmassa zouden passeren, zouden ze instorten tot zwarte gaten. Dat impliceert dat er ook zwarte gaten van 2,5 tot vijf zonsmassa’s kunnen bestaan – bijvoorbeeld in dubbelstersystemen waarin toevallig geen materie-overdracht tussen ster en zwart gat plaatsvindt. Met die gedachte heeft een team onder leiding van Todd Thompson van Ohio State University de gegevens doorgekamd van het APOGEE-project. Bij dat project zijn de spectra van ongeveer 100.000 sterren van onze Melkweg vastgelegd. Wanneer een ster om een onzichtbaar object c.q. een zwart gat draait, verschuift zijn spectrum afwisselend naar kortere en langere golflengten. Dat komt doordat de beide objecten om hun gemeenschappelijke zwaartepunt wentelen. De zoektocht leverde in eerste instantie 200 interessante sterren op, maar van deze kandidaten bleef er uiteindelijk maar één over. Deze ster, een zogeheten rode reus, blijkt om een object te draaien dat waarschijnlijk minder massa heeft dan alle bekende zwarte gaten in onze Melkweg, maar zwaarder is dan de zwaarste neutronenster. Het heeft ongeveer 3,3 keer zoveel massa als de zon. Omdat bij deze zoekactie maar een kleine fractie van alle sterren in de Melkweg is bekeken, is het aannemelijk dat er duizenden van deze lichte zwarte gaten bestaan. (EE)
→ Scientists may have discovered whole new class of black holes
11 oktober 2019
Een internationaal team van sterrenkundigen met daarbij Phil Uttley en Sera Markoff van de Universiteit van Amsterdam heeft met speciale hogesnelheidscamera’s een klein, flitsend zwart gat gefilmd in onze Melkweg. Het stellaire zwarte gat voedt zich met materiaal van een nabijgelegen ster en flitst honderden keren per seconde. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Het onderzoek, onder leiding van John Paice (University of Southampton), gebruikte de gegevens van twee snelle camera’s. De ene camera is het HiPERCAM-instrument op de Gran Telescopio Canarias (La Palma, Canarische Eilanden). Deze camera neemt zichtbaar licht waar. De tweede camera is het NICER-observatorium van NASA aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Die camera is speciaal bedoeld voor röntgenlicht. De onderzoekers kunnen met de camera’s meer dan driehonderd beelden per seconde maken in vijf golflengtegebieden. De sterrenkundigen keken in de nacht van 17 april 2018 naar het toen net ontdekte zwarte gat plus ster MAXI J1820+070. Het duo, ook wel een röntgendubbelster genaamd, is ongeveer 10.000 lichtjaar van ons verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Leeuw. De twee staan daarmee drie keer dichterbij dan het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Het zwarte gat van MAXI J1820+070 is ongeveer zo zwaar als zeven zonnen en neemt minder ruimte in dan de provincie Utrecht. Het zwarte gat zelf is niet zichtbaar, maar doordat het zich voedt met een nabijgelegen ster, ontstaan er oplichtende straalstromen van materiaal. Het zwarte gat flikkert zo snel dat het in een filmpje pas zichtbaar wordt in slow motion. De snelste flikkeringen duren minder dan een honderdste van een seconde. Dankzij precisieklokken op de twee snelle camera’s konden de sterrenkundigen voor het eerst exact construeren in welke volgorde de snelste flitsen ontstaan. Zo konden de sterrenkundigen zien dat er steeds eerst röntgenstraling dicht bij de kern ontstaat. De straling wordt waarschijnlijk uitgezonden door invallend materiaal. Vervolgens, als reactie, ontstaan er plasma-jets die wegschieten en verderop botsen met gas en ander materiaal. Bij die botsingen ontstaat zichtbaar licht. Het zichtbare licht komt dus uit grotere, meer afgelegen gebieden rond het zwarte gat.
→ Volledig persbericht
11 oktober 2019
Amerikaanse astronomen beschuldigen onze Melkweg van diefstal. Van de meer dan vijftig kleine satellietstelsels die om ons sterrenstelsel zwermen, zouden er zeker zes oorspronkelijk hebben toebehoord aan de Grote Magelhaense Wolk (GMW), een fors uitgevallen dwergstelsel op 163.000 lichtjaar afstand. De astronomen baseren hun ‘aanklacht’ op gegevens die zijn verzameld door Gaia. Deze Europese satelliet heeft de bewegingen van diverse nabije sterrenstelsels gemeten. Die gegevens zijn vergeleken met de resultaten van geavanceerde computersimulaties van de verwachte snelheden van materiaal, zoals donkere materie, in de omgeving van de GMW. De ontdekking is in overeenstemming met kosmologische modellen, die voorspellen dat ook kleine sterrenstelsels als de GMW omringd moeten zijn door nog kleinere begeleiders. De Grote Magelhaense Wolk was ooit een zelfstandig sterrenstelsel, maar is op enige moment ‘ingevangen’ door de veel grotere en massarijkere Melkweg. Het feit dat het dwergstelsel al enkele van zijn satellieten is kwijtgeraakt, wijst erop dat de sloop ervan in volle gang is. Uiteindelijk zal het helemaal aan flarden worden getrokken en door de Melkweg worden opgeslokt. De resultaten van het onderzoek worden in november gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
→ Milky Way Kidnapped Several Tiny Galaxies from Its Neighbor
10 oktober 2019
Bij het inventariseren van de hoeveelheid gas die onze Melkweg in en uit stroomt, is ontdekt dat er geen sprake is van een evenwicht. Op basis van gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop zijn astronomen tot de conclusie gekomen dat er meer gas binnenkomt dan dat er uitgaat. De instroom bedraagt ruim een halve zonsmassa per jaar, de uitstroom ongeveer een zesde zonsmassa per jaar. Duidelijk was al dat ons sterrenstelsel zuinig omgaat met zijn gas. Deze kostbare grondstof voor de vorming van nieuwe sterren wordt voortdurend gerecycled. Het gas dat bij supernova-explosies en in de vorm van hevige sterrenwinden de Melkweg uit wordt geblazen, komt uiteindelijk weer terug en kan dan weer worden gebruikt om nieuwe sterren te laten ontstaan. Verrassend genoeg blijkt uit gegevens van Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph echter dat er meer gas terugkomt dan er wordt uitgestoten. Waar dat extra gas vandaan komt, is raadselachtig. Astronomen vermoeden dat het uit de intergalactische ruimte afkomstig is. Een andere bron van gas zouden de kleine sterrenstelsels kunnen zijn die als satellieten om de Melkweg zwermen. Het is echter ook denkbaar dat de nu vastgestelde gasboekhouding niet klopt. Bij het onderzoek is namelijk alleen gekeken naar de hoeveelheid koel gas. Maar ook heter gas zou een rol kunnen spelen. (EE)
→ Milky Way Raids Intergalactic ‘Bank Accounts,’ Hubble Study Finds
9 oktober 2019
Hoe worden sommige neutronensterren de sterkste magneten in het heelal? Met behulp van omvangrijke computersimulaties denkt een team van Duitse en Britse astrofysici een verklaring te hebben gevonden voor de vorming van deze zogeheten magnetars. De computersimulaties laten zien dat bij de samensmelting van twee sterren sterke magnetische velden ontstaan. Als de daarbij gevormde zware ster vervolgens als supernova explodeert, kan daarbij een magnetar ontstaan (Nature, 10 oktober). Overal in het heelal zijn magnetische velden te vinden. Zo worden in de buitenste lagen van onze zon voortdurend magnetische velden opgewekt door de convectie van plasma (heet gas). Hoewel zwaardere sterren geen convectielaag hebben, vertoont ook tien procent van hen een sterk magnetisch veld. En astronomen vragen zich al meer dan 70 jaar af hoe dat kan. Ruim tien jaar geleden kwamen wetenschappers op het idee dat sterke magnetische velden ook kunnen ontstaan bij de botsing tussen twee sterren. Het is deze hypothese die de astrofysici nu hebben getoetst met behulp van computersimulaties. Daarbij is specifiek geprobeerd om de eigenschappen van Tau Scorpii, een zware magnetische ster op 500 lichtjaar afstand, te reproduceren. Tau Scorpii is een zogeheten ‘blauwe achterblijver’. Hij maakt deel uit van een groep sterren die gemiddeld 11 miljoen jaar oud zijn, maar lijkt zelf maar half zo oud. Volgens de huidige inzichten wijst dat erop dat hij is ontstaan door de samenvoeging van twee sterren. De computersimulaties van Tau Scorpii laten zien dat deze ster zijn sterke magnetische veld aan die samenvoeging te danken heeft. Zulke stellaire fusies komen relatief vaak voor: geschat wordt dat ongeveer tien procent van alle zware sterren in de Melkweg op die manier zijn ontstaan. Dat komt goed overeen met het waargenomen aantal magnetars. De astrofysici vermoeden dan ook dat Tau Scorpii uiteindelijk een supernova-explosie zal ondergaan, waarbij de kern van de ster ineenstort tot een magnetar. Dat is een compacte bal van (voornamelijk) neutronen met een magnetisch veld dat honderd miljoen keer zo sterk als het sterkste magnetische veld dat ooit door de mens is gegenereerd. (EE)
→ How do the strongest magnets in the universe form?
9 oktober 2019
Een internationaal team van astronomen en sterrenkunde-amateurs onder leiding van Arnout van Genderen (83 jaar, Universiteit Leiden) heeft in detail vastgesteld hoe de temperatuur van vier gele hyperreuzen in enkele tientallen jaren stijgt van 4000 graden naar 8000 graden en weer terug. Ze publiceren hun bevindingen in het vakblad Astronomy & Astrophysics. De onderzoekers analyseerden van vier gele hyperreuzen het licht dat de afgelopen vijftig tot honderd jaar op aarde is opgevangen. Gele hyperreuzen zijn reusachtige, felle sterren. Ze zijn vijftien tot twintig keer zo zwaar als de zon en schijnen 500.000 maal helderder. De atmosferen van deze sterren kunnen zo enorm groot zijn dat ze, als ze op de plek van onze zon hadden gestaan, zich uitstrekken tot voorbij de baan van Jupiter. Doordat de onderzoekers zo’n lange meetreeks hadden, konden ze in detail zien hoe de sterren in tientallen jaren warm en worden en in enkele jaren weer afkoelen. De cyclus begint met een koele ster. In enkele tientallen jaren stijgt de gemiddelde atmosferische temperatuur tot ongeveer 8000 graden. Bij 8000 graden wordt de atmosfeer echter onstabiel door versterkte pulsaties. Op een gegeven moment volgt een uitbarsting van de hele atmosfeer. Daardoor koelt ze snel af en ontstaat er een zichzelf versnellend proces waarbij elektronen zich hechten aan waterstofionen en er veel ionisatie-energie vrijkomt. Daardoor koelt de atmosfeer nog verder af. De afkoeling van 8000 graden naar 4000 graden duurt slechts twee jaar. Vervolgens begint de cyclus weer van voren af aan, alleen met een iets minder zware ster. Uiteindelijk, denken de astronomen, verandert de hyperreus in een hetere ster en eindigt hij als supernova. Tijdens het onderzoek kwamen de sterrenkundigen er overigens ook achter dat een van de vier bestudeerde hyperreuzen niet zo groot was als eerder werd verondersteld. De ster, HR5171A, blijkt namelijk veel dichterbij te staan dan gedacht.
→ Oorspronkelijk persbericht
7 oktober 2019
Niet zo heel erg lang geleden heeft er een kolossale explosie plaatsgevonden in het centrum van onze Melkweg. Volgens een team van Australische en Amerikaanse astronomen waren de gevolgen ervan ‘voelbaar’ tot op 200.000 lichtjaar afstand. Hun bevindingen zullen binnenkort in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Dat zich enkele miljoenen jaren geleden een kolossale explosie heeft afgespeeld in het centrum van onze Melkweg blijkt onder meer uit het bestaan van grote ‘bellen’ van heet gas die enkele tientallen jaren geleden met de satellieten Rosat en Fermi zijn ontdekt. Deze structuren, die hun oorsprong vinden in het Melkwegcentrum, steken ongeveer 25.000 lichtjaar boven en onder de schijf van de Melkweg uit. In gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben de astronomen nu ontdekt dat de zogeheten Magelhaense Stroom – een lang spoor van gas dat achter de beide Magelhaense Wolken (twee kleine sterrenstelsels die onze Melkweg begeleiden) aansleept – tekenen van sterke ionisatie vertoont. Volgens de onderzoekers zou dat een gevolg zijn van de intense straling die is vrijgekomen bij de explosie in het Melkwegcentrum. Bij het verschijnsel, dat bekendstaat als een ‘Seyfertvlam’, zouden twee enorme kegels van ioniserende straling zijn ontstaan, die in buurt van Sagittarius A* (het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum) relatief smal waren, maar naar buiten toe sterk uitwaaierde. Deze stralingskegels zouden 200.000 lichtjaar verderop op de Magelhaense Stroom zijn gestuit. De explosieve gebeurtenis, die ongeveer 300.000 jaar zou hebben geduurd, bewijst dat ons Melkwegstelsel niet altijd zo rustig is als het nu lijkt. (EE)
→ Not Long Ago, the Centre of the Milky Way Exploded
4 oktober 2019
Astronomen hebben een zeer gedetailleerde opname gemaakt van twee schijven waarin zich jonge sterren aan het vormen zijn. De stellaire tweeling wordt gevoed door een ingewikkeld gevormd netwerk van filamenten van gas en stof. De waarnemingen van dit opmerkelijke fenomeen werpen nieuw licht op de vroegste levensfasen van sterren en helpen astronomen ontdekken onder welke omstandigheden dubbelsterren geboren worden. De twee babysterren werden aangetroffen in het [BHB2007] 11-systeem, het jongste onderdeel van een kleine sterrenhoop in de donkere nevel Barnard 59, die weer deel uitmaakt van een interstellaire stofwolk die de Pijpnevel wordt genoemd. Eerdere waarnemingen van dit dubbelstersysteem toonden alleen de buitenste structuur. Dankzij de hoge resolutie van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) kunnen we nu ook de inwendige structuur van het object zien. ‘We zien twee compacte bronnen die we interpreteren als de circumstellaire schijven rond de twee jonge sterren,’ legt onderzoeksleider Felipe Alves van het MPE uit. Een circumstellaire schijf is de ring van stof en gas rond een jonge ster. De ster trekt materie uit deze ring naar zich toe om te kunnen groeien. ‘De afmetingen van de beide schijven zijn vergelijkbaar met die van de planetoïdengordel in ons zonnestelsel en hun onderlinge afstand is 28 keer zo groot als de afstand tussen de zon en de aarde,’ merkt Alves op. De twee circumstellaire schijven zijn omringd door een grotere schijf met een totale massa van ongeveer 80 Jupitermassa’s, die een wirwar van spiraalvormige stofstructuren vertoont – de lussen van de ‘krakeling’. ‘Dit is een heel belangrijk resultaat,’ benadrukt Paola Caselli, algemeen directeur van het MPE, hoofd van het Zentrum für astrochemische Studien en medeauteur van het onderzoeksverslag. ‘We hebben eindelijk de complexe structuur kunnen vastleggen van twee jonge sterren die nog via hun ‘navelstrengen’ verbonden zijn met de schijf waarin ze geboren zijn. Dit legt belangrijke restricties op aan de bestaande modellen voor de vorming van sterren.’ De aanvoer van materie naar de babysterren gaat in twee stappen. De eerste stap is de overdracht van materie naar de afzonderlijke circumstellaire schijven via het intrigerende lussenpatroon dat op de nieuwe ALMA-opname te zien is. Een analyse van de verzamelde gegevens laat zien dat de minder massarijke, maar helderdere circumstellaire schijf – de onderste op de foto – meer materiaal verzamelt dan de andere schijf. Bij de tweede stap verzamelen de sterren materie uit hun respectievelijke circumstellaire schijven. (EE)
→ Een kosmische krakeling
28 september 2019
Astronoom Edward G. Schmidt van de Universiteit van Nebraska te Lincoln (VS) heeft enkele tientallen sterren opgespoord die net zulk vreemd helderheidsgedrag vertonen als Tabby’s ster. Dat soort sterren zijn dus ‘normaler’ dan gedacht, al wordt hun gedrag nog steeds niet goed begrepen. Tabby’s ster, officieel bekend als KIC 8462852, kwam in 2015 onder de aandacht vanwege het feit dat haar helderheid op onvoorspelbare momenten tijdelijk flink verminderde. Ook bleek dat haar gemiddelde helderheid de afgelopen eeuw geleidelijk is afgenomen. Voor het verschijnsel zijn diverse verklaringen bedacht, maar echt overtuigend zijn die voorlopig nog niet. Schmidt wilde graag weten hoe uniek het gedrag van Tabby’s ster is. Daartoe kamde hij gegevens uit die tussen april 1999 en maart 2000 zijn verzameld in het kader van de Northern Sky Variable Survey – een speurtocht naar veranderlijke sterren aan de noordelijke hemel. Daaruit selecteerde hij sterren die om onduidelijke redenen onregelmatig van helderheid veranderen. Dat leverde een oogst van 21 sterren op. Voor deze 21 sterren zocht hij helderheidsgegevens op die recent zijn verzameld bij de All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Deze lichtkrommen werden vervolgens vergeleken met de lichtkromme van Tabby’s ster. De overeenkomsten tussen deze sterren zijn frappant, al lijkt het om twee verschillende typen te gaan. Bij 15 van de sterren treden de helderheidsdips met vrij lange tussenpozen op, net als bij Tabby’s ster. De overige vertonen vergelijkbare dips, maar dan veel frequenter. Opvallend is dat alle gevonden sterren min of meer dezelfde temperatuur en lichtkracht hebben. Het lijkt dus om een specifieke klasse van sterren te gaan. Maar onduidelijk is nog of ze allemaal geleidelijk in helderheid afnemen en of hun dips, net als die van Tabby’s ster, niet op alle golflengten even diep zijn. Volgens Schmidt is het waarschijnlijk dat de helderheidsdips van de sterren worden veroorzaakt door objecten die ervoor langs bewegen. De golflengte-afhankelijkheid van de dips wijst er bovendien op dat deze objecten voor een belangrijk deel uit stof bestaan. Mogelijk dat gericht onderzoek van deze 21 sterren daar uitsluitsel over kan geven. (EE)
→ Astronomers Have Found Another 21 Stars Dimming as Erratically as Tabby's Star
16 september 2019
Astronomen hebben vastgesteld dat J0740+6620, een zeer snel roterende pulsar, 2,17 keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee is dit de zwaarste neutronenster die we kennen (Nature Astronomy, 16 september). Neutronensterren – de samengeperste overblijfselen van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan – zijn de meest compacte ‘normale’ objecten in het heelal. Eén suikerklontje neutronenstermaterie zou hier op aarde 100 miljoen ton wegen. Hoewel astronomen deze objecten al meer dan een halve eeuw onderzoeken, valt er nog veel aan te ontdekken. Zo is het de vraag of de dicht opeengepakte neutronen in zo’n ‘ster’ zich als een wrijvingsloos ‘superfluïdum’ gedragen of uiteenvallen tot een ‘soep’ van exotische subatomaire deeltjes. Ook onduidelijk is hoe zwaar een neutronenster mag zijn voordat hij onder zijn eigen gewicht ineenstort tot een zwart gat. Dat laatste impliceert dat er een bovengrens bestaat voor de massa van een neutronenster. Maar waar ligt die grens precies? Om die vraag te kunnen beantwoorden, moeten astronomen de massa’s van neutronensterren bepalen. En dat gaat het makkelijkst bij dubbelsterren die bestaan uit een pulsar en een witte dwerg, die om hun gezamenlijke zwaartepunt draaien. Een pulsar is niets anders dan een ronddraaiende neutronenster die vanaf de aarde gezien regelmatige pulsen radiostraling uitzendt. Op de momenten dat de pulsar achter zijn witte dwerg langs trekt, resulteert dat in een subtiele verandering in de aankomsttijd van zijn radiopulsen – de zogeheten Shapiro-vertraging. Deze ontstaat doordat de ruimte rond de witte dwerg enigszins gekromd is. Uit de grootte van de vertraging kunnen astronomen afleiden hoeveel massa de witte dwerg geeft. En daaruit kan dan weer de massa van de pulsar worden berekend. De gevonden waarde van 2,17 zonsmassa (bij een middellijn van slechts 30 kilometer!) ligt dicht bij het theoretische maximum voor de massa van een neutronenster. Het lijkt dus niet waarschijnlijk dat astronomen nog (veel) zwaardere neutronensterren/pulsars zullen vinden. (EE)
→ Most massive neutron star ever detected, almost too massive to exist
11 september 2019
Met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn twee grote ‘bellen’ ontdekt die honderden lichtjaren boven en onder het centrum van onze Melkweg uittorenen. Ze lijken te zijn ontstaan bij een explosieve gebeurtenis die zich enkele miljoenen jaren geleden in de omgeving van Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum – heeft afgespeeld (Nature, 11 september). Op dit moment is het vrij rustig in het centrum van ons sterrenstelsel. Maar zo af en toe leeft het daar aanwezige zwarte gat flink op. Dat gebeurt als het een flinke hoeveelheid interstellair gas weet op te slokken. Het is denkbaar dat zo’n ‘vreetbui’ de oorzaak is geweest van de radiobellen. Mogelijk was de toevoer van gas dermate groot, dat er een kolossale explosie optrad in de accretieschijf rond het zwarte gat – de schijf van hete materie waarin het toestromende gas zich ophoopt. Een andere mogelijkheid is dat de bellen zijn veroorzaakt door een reeks supernova-explosies, die weer het gevolg waren van een ‘geboortegolf’ van sterren. Ook kan zich een combinatie van beide verschijnselen hebben voltrokken. De nu ontdekte radiobellen moeten niet worden verward met de zogeheten Fermi-bellen die in 2010 op gammagolflengten zijn opgespoord. Deze laatste zijn 25 keer zo groot en mogelijk ontstaan door een nóg hevigere en/of langdurigere opleving van de activiteit rond Sagittarius A*. (EE)
→ South Africa’s Meerkat Discovers Giant Radio Bubbles at Centre of Milky Way
7 september 2019
De Indiase maanlander Vikram lijkt te zijn gecrasht bij de landing. Het ruimtevaartuig, dat een kleine mobiele verkenner op de maan moest afzetten, begon vrijdagavond rond 22.08 uur met zijn landingsprocedure. Volgens verwachting zou hij een kwartier later in het zuidpoolgebied van de maan landen. Maar kort voor de landing verbrak Vikram plotseling zijn radioverbinding met de aarde – net zoals dat in april ook met de Israëlische maanlander Beresheet gebeurde. Uit de telemetrische gegevens blijkt dat de landing tot een hoogte van twee kilometer goed verliep, maar even daarna ging er wat mis. De meest waarschijnlijke verklaring is dat de maansonde is gecrasht. Vikram werd op 22 juli gelanceerd met moederschip Chandrayaan-2. Het duo kwam op 20 augustus in een omloopbaan om de maan en vijf dagen geleden werd de maanlander met goed gevolg afgestoten. Als de landing was geslaagd, zou India het vierde land zijn geweest dat een ruimtetoestel veilig op de maan had afgeleverd. Het verlies van Vikram betekent niet het einde van deze tweede Indiase maanmissie. Chandrayaan-2 werkt gewoon nog en zal de maan vanuit haar omloopbaan nog zeker een jaar blijven onderzoeken. De maansonde zal onder meer speuren naar signaturen van bevroren water rond de zuidpool van de maan. (EE)
→ India's Vikram Spacecraft Apparently Crash-Lands on Moon
5 september 2019
Wetenschappers zijn er voor het eerst in geslaagd de topografie van beide magnetische polen van een pulsar – een rondtollende neutronenster – te bepalen. Dit bleek mogelijk dankzij de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Neutronensterren zijn één van de meest exotische objecten in het heelal. Ze hebben de sterkste zwaartekrachts- en magnetische velden in het zichtbare universum. De resultaten worden op 6 september 2019 in het tijdschrift Science wereldkundig gemaakt. ‘Deze neutronenster, met de naam PSR J1906+0746, draait in een dubbelster systeem om een andere zware neutronenster. De enorme zwaartekracht die deze tweelingster op elkaar uitoefent, kromt de tijd-ruimte. Daardoor kantelt de zichtbare neutronenster langzaam [video] en is het ons gelukt voor het eerst een kaart te maken van de twee polen van zo’n ster’, zegt dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON), die de ster in 2005 ontdekte. Het onderzoeksteam, geleid door Gregory Desvignes van het Max Planck Instituut voor Radio Astronomie in Bonn (Duitsland), heeft het kantelen van de neutronenster op de voet gevolgd met de radiotelescopen van Arecibo en Nancay. Uit deze waarnemingen kon het team een kaart maken die aangeeft welke poolgebieden radiostraling uitzenden, en welke magneetvelden daar heersen. ‘PSR J1906+0746 is een uniek laboratorium om te onderzoeken hoe neutronensterren zulke felle radiostraling kunnen maken, en meteen Einsteins algemene relativiteitstheorie te testen’, zegt Dr. Desvignes. ‘Zo blijkt één pool niet rond, zoals verwacht, maar langgerekt.’ Het resultaat is de meest precieze waarneming van deze zogeheten geodetische precessie voor zware, compacte systemen. De poolkaarten zijn ook belangrijke informatie om te voorspellen hoeveel zwaartekrachtsgolven samensmeltende neutronen-dubbelsterren kunnen maken. ‘Het onderzoek duurde lang maar we hebben er veel van geleerd’, zegt medeauteur Michael Kramer, ook van MPIfR. Van Leeuwen vult aan: ‘We weten nu namelijk ook dat er door de kanteling vanaf 2028 geen radiostraling meer richting de aarde komt. Dan verdwijnt deze neutronenster uit ons zicht. We hebben geluk dat we hem hebben gevonden.
→ Oorspronkelijk persbericht
28 augustus 2019
Groepen sterren die uit dezelfde gaswolk worden geboren blijven langer in elkaars buurt dan gedacht. Dit blijkt uit nieuw onderzoek dat gebaseerd is op gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia (Astronomical Journal, 23 augustus). Het reconstrueren van de voorgeschiedenis van sterren is niet eenvoudig, omdat daartoe de leeftijden van de afzonderlijke sterren moeten worden bepaald. Dat is makkelijker gezegd dan gedaan, omdat doorsnee-sterren van vergelijkbare massa maar van verschillende ouderdom heel veel op elkaar lijken. Om vast te stellen wanneer een ster is ontstaan, kijken astronomen daarom vaak naar populaties van sterren die gelijktijdig zijn ontstaan. Maar ook dat is niet eenvoudig, omdat sterren niet per se heel lang in de buurt van hun ‘kraamkamer’ hoeven te blijven. Dat laatste probleem kan weer worden omzeild door naar sterren te zoeken die met ruwweg dezelfde snelheid in dezelfde richting bewegen. In de naaste omgeving van ons zonnestelsel waren al een paar van zulke eensgezind bewegende stergroepen ontdekt. Dankzij Gaia is dat aantal vele malen groter geworden. Een team van astronomen onder leiding van Marina Kounkel van Western Washington University heeft in de Gaia-gegevens bijna 2000 voorheen onbekende sterrenhopen en dezelfde kant op bewegende stergroepen opgespoord. De verste zijn ongeveer 3000 lichtjaar van ons verwijderd. Bij het onderzoek zijn ook de leeftijden van honderdduizenden afzonderlijke sterren bepaald. Dat maakte het mogelijk om de diverse stellaire ‘families’ in kaart te brengen. Ongeveer de helft van deze sterren vormen lange slierten die een afspiegeling zijn van de structuren die in hun reusachtige ‘geboortewolken’ aanwezig waren. Aangenomen werd dat jonge sterren al binnen een paar miljoen jaar na hun ontstaan hun geboortegrond zouden verlaten, en de banden met hun oorspronkelijke familie definitief verbreken. Maar het lijkt er nu op dat sterren tot wel enkele miljarden jaren min of meer in de buurt van hun broertjes en zusjes blijven. Opvallend is ook dat de oriëntaties van de sterslierten afhankelijk zijn van hun leeftijd. Sterslierten bestaande uit sterren jonger dan 100 miljoen jaar staan veelal haaks op de spiraalarm die zich het dichtst bij ons zonnestelsel bevindt. De astronomen vermoeden dat de oudere sterslierten haaks op de spiraalarmen hebben gestaan zoals die tijdens hun ontstaan bestonden. Deze spiraalarmen zijn in de loop van de miljarden jaren ‘opgelost’, maar de oude sterslierten geven aan waar ze ongeveer hebben gelegen. Dit biedt astronomen dus de mogelijkheid om de vroegere spiraalstructuur van onze Melkweg te reconstrueren. (EE)
→ Gaia untangles the starry strings of the Milky Way
14 augustus 2019
Het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg heeft in mei van dit jaar een enorme uitbarsting laten zien. Het was plotseling 75 keer zo helder als normaal. In twee uur tijd nam de helderheid weer af. Dat heeft astronoom Tuan Do van de Universiteit van Californië (VS) op Twitter laten weten.
Het onderzoeksteam nam afgelopen mei het zwarte gat waar met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaï op nabij-infrarood golflengten. In de data zagen ze plotseling een heldere flits, die in een paar uur tijd uitdoofde. Het is de helderste uitbarsting die ooit op deze golflengte is waargenomen.
De wetenschappers tasten in het duister over de oorzaak van de plotselinge uitbarsting. Het zwarte gat zelf kan zo'n flits niet produceren want aan een zwart gat kan niets ontsnappen, ook geen licht, dus het zal afkomstig zijn van materiaal uit de buurt. Een mogelijke verklaring is de activiteit van de ster S2, die iedere 16 jaar relatief dicht langs het zwarte gat scheert. Meer waarnemingen over een langere tijdsperiode zijn nodig om de plotselinge helderheidstoename te verklaren.
→ Preprint van de vakpublicatie in ApJ Letters
12 augustus 2019
Een nieuwe analyse van gegevens die drie jaar geleden zijn verzameld laat zien dat de Vela-pulsar – een snel ronddraaiende, compacte neutronenster die het restant is van een ontplofte ster – zich wispelturig gedraagt. De rotatie van deze pulsar blijkt merkwaardige variaties te vertonen (Nature Astronomy, 12 augustus). De meeste pulsars draaien om hun as met de regelmaat van een atoomklok. Maar ongeveer 1 op de 20 vertoont soms een kleine hapering of ‘glitch’, die inzicht kan geven in de inwendige structuur van deze objecten. Zo ook de 1000 lichtjaar verre Vela-pulsar. De Vela-pulsar hapert ruwweg eens in de drie jaar en is daarom een geliefd onderzoeksobject. Australische astronomen hebben nog eens goed gekeken naar de meest recente hapering, die in 2016 plaatsvond. Daarbij hebben ze vastgesteld dat de neutronenster tijdens de hapering sneller begon te draaien om vervolgens weer tot rust te komen. Volgens de astronomen wijst dit erop dat een ‘soep’ van supervloeibare neutronen uit het binnenste deel van de korst van de neutronenster naar buiten bewoog en in botsing kwam met de vaste buitenkost. Hierdoor versnelde de rotatie van de ster. Vervolgens zou een tweede golf van supervloeibaar materiaal vanuit de kern de eerste golf hebben ingehaald, waardoor de rotatie weer vertraagde. Het hiervoor beschreven scenario, dat ‘overshoot’ wordt genoemd, was al theoretisch voorspeld, maar nog niet eerder duidelijk waargenomen. Maar geheel onverwacht lijkt de rotatie van de pulsar vlak vóór het verschijnsel ook eventjes te zijn vertraagd. De astronomen hebben hier nog geen verklaring voor, al suggereren ze wel dat die eerdere vertraging iets te maken kan hebben met de oorzaak van de glitch. Echt begrepen wordt het haperen van pulsars als deze dus nog niet. (EE)
→ Glitch in neutron star reveals its hidden secrets
1 augustus 2019
De schijf van ons Melkwegstelsel is krommer dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit Pools onderzoek waarbij een 3D-kaart van een deel van de Melkweg is gemaakt (Science, 1 augustus). Bij het maken van die kaart hebben astronomen gebruik gemaakt van heldere, pulserende sterren die cepheïden worden genoemd. Deze sterren stralen 10.000 keer zo fel als onze zon en zijn dus tot op grote afstanden waarneembaar. Belangrijker nog is dat cepheïden ‘standaardkaarsen’ zijn. Ze worden afwisselend helderder en zwakker in een tempo dat overeenkomt met hun absolute helderheid oftewel hun werkelijke lichtkracht. Anders gezegd: uit het pulseren van de ster kunnen astronomen afleiden hoeveel licht deze uitzendt. Door de absolute helderheden van de sterren te vergelijken met hun schijnbare helderheden, zoals waargenomen vanaf de aarde, kunnen hun afstanden worden berekend. Op die manier zijn met een telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in Chili de afstanden van meer dan 2400 cepheïden bepaald. En dat heeft een nieuw ruimtelijk model van de Melkweg opgeleverd. Van boven gezien vertoont de Melkweg een spiraalstructuur, maar die spiraal is niet plat. De waargenomen cepheïden zijn verspreid over een S-vormige kromme, wat aantoont dat de schijf van ons sterrenstelsel sterker gekromd is dan gedacht. (EE)
→ The Milky Way is more warped than astronomers thought
1 augustus 2019
Een team van astronomen, onder leiding van Thomas Nordlander van de Australian National University, heeft in het buitengebied van onze Melkweg een ster opgespoord die uitzonderlijk weinig ijzer bevat. Mogelijk gaat het om een directe afstammeling van de eerste generatie van sterren in het heelal. De ster, met de aanduiding SMSS 1605−1443, is een ‘rode reus’ op 35.000 lichtjaar van de aarde. Uit spectroscopisch onderzoek blijkt dat hij 1,5 miljoen keer zo weinig ijzer bevat als onze zon. Daarmee is de ster recordhouder ‘ijzerarmoede’. Sterren zoals onze zon zijn rijk aan elementen zwaarder dan helium, omdat ze materiaal bevatten van voorgaande generaties van sterren die hun bestaan hebben afgerond met een supernova-explosie. Dat SMSS 1605−1443 zo weinig ijzer bevat, kan erop wijzen dat hij is gevormd kort nadat een van de allereerste sterren in het heelal is geëxplodeerd. Het zou dus om een vroeg voorbeeld van een ster van de tweede generatie gaan. Volgens de astronomen zou deze ontplofte ster hooguit tien keer zoveel massa hebben bevat als onze zon. Een veel zwaardere ster zou minder koolstof hebben achtergelaten dan in SMSS 1605−1443 is aangetroffen. Astronomen verwachten overigens niet dat ze ooit nog op sterren van de eerste generatie zullen stuiten. Deze sterren zullen zoveel massa hebben gehad dat ze al vroeg in de geschiedenis van het heelal bij hevige supernova-explosies aan hun einde zijn gekomen. (EE)
→ Anaemic Star Carries the Mark of Its Ancient Ancestor
25 juli 2019
Nauwgezet onderzoek van een ster die om Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel – cirkelt, laat zien dat het licht van de ster moeite heeft om uit het zwaartekrachtsveld van het zwarte gat te ontsnappen. Hierdoor heeft het sterlicht een wat langere golflengte gekregen – een verschijnsel dat gravitationele roodverschuiving wordt genoemd. De gemeten roodverschuiving is in overeenstemming met de algemene relativiteitstheorie (Science, 26 juli). De betreffende ster, die S2 of S0-2 wordt genoemd, draait in 16 jaar om Sagittarius A*. De gravitationele roodverschuiving van zijn licht is gemeten rond het moment dat hij dit zwarte gat het dichtst was genaderd. Precies een jaar geleden kwam ook een ander onderzoeksteam al tot de conclusie dat S2 zich aan de regels van de algemene relativiteitstheorie houdt. De nu gepubliceerde resultaten zijn een nauwkeuriger vervolg daarop. De algemene relativiteitstheorie van Einstein stelt dat wat wij als zwaartekracht ervaren het gevolg is van een kromming van ruimte en tijd. Het is nog steeds de beste theorie om de werking van de zwaartekracht te beschrijven, maar met de meest extreme zwaartekrachtvelden – die in het inwendige van een zwart gat – kan de theorie niet overweg. Wetenschappers zijn dan ook naarstig op zoek naar een bredere zwaartekrachtstheorie die nader kan verklaren wat een zwart gat nu precies is. (EE)
→ Einstein’s general relativity theory is questioned but still stands for now, team reports
24 juli 2019
Bij waarnemingen met een nieuw instrument van de 2,1-meter telescoop van de Kitt Peak-sterrenwacht in Arizona is een zeer compacte dubbelster ontdekt, bestaande uit twee om elkaar wentelende witte dwergen – de compacte overblijfselen van uitgeputte zonachtige sterren (Nature, 25 juni). Vanaf de aarde zien we het baanvlak van dubbelster J1539 vrijwel precies van opzij, waardoor de twee witte dwergen elkaar beurtelings bedekken. Dit maakt het mogelijk om heel nauwkeurig de omlooptijd van het tweetal te bepalen. De omlooptijd blijkt iets minder dan zeven minuten te bedragen – een record voor zo’n ‘bedekkingsveranderlijke’ dubbelster. Daaruit volgt dat de afstand tussen de twee sterren zo gering is dat ze minder ruimte innemen dan de planeet Saturnus. De algemene relativiteitstheorie voorspelt dat compacte dubbelsterren als deze bronnen van zwaartekrachtgolven zijn. Deze golven zijn niet te detecteren met de huidige zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo, maar de zwaartekrachtgolfdetector LISA, die omstreeks 2024 de ruimte in zal gaan, moet daar wel toe in staat zijn. Overigens is het ook zonder geschikte detector al duidelijk dat dubbelster J1539 zwaartekrachtgolven produceert. Door de nieuwe metingen te vergelijken met (achteraf opgedoken) archiefgegevens van de afgelopen tien jaar, hebben de ontdekkers kunnen vaststellen dat de afstand tussen de twee sterren aan het afnemen is. En dat gebeurt in een tempo van 26 centimeter per dag – geheel in overeenstemming met het energieverlies dat ontstaat door het uitzenden van zwaartekrachtgolven. (EE)
→ Found: Fastest Eclipsing Binary
24 juli 2019
Japanse astronomen hebben, met behulp van de 45-meter radiotelescoop van de Nobeyama-radiosterrenwacht, ontdekt dat slechts een paar procent van de totale hoeveelheid waterstofgas in de Melkweg voor rekening komt van gaswolken van hoge dichtheid. Dat verklaart waarom veel sterrenstelsels als het onze zo weinig nieuwe sterren produceren. Sterren worden geboren in wolken van gas. In deze uitgestrekte vrij ijle gaswolken vormen zich concentraties die uiteindelijk uitgroeien tot nieuwe sterren. Waarnemingen van verre sterrenstelsels hebben echter laten zien dat deze duizend keer minder sterren bevatten dan je op grond van hun ‘productiecapaciteit’ c.q. de hoeveelheid beschikbaar gas zou mogen verwachten. Om deze discrepantie te onderzoeken hebben de astronomen de verdeling van gas van zowel hoge als lage dichtheid in onze Melkweg nauwkeurig in kaart gebracht. Dat is nog niet zo eenvoudig omdat gasstructuren van hoge dichtheid tientallen keren kleiner zijn dan die van lage dichtheid. Het nieuwe onderzoek heeft nu voor het eerst laten zien dat maar ongeveer drie procent van al het gas in de Melkweg voldoende dichtheid heeft om sterren te kunnen vormen. Dat impliceert dat er in de bestaande gaswolken maar geringe aantallen verdichtingen ontstaan en dus ook weinig sterren. Waarom dat zo is, hopen de Japanse astronomen door middel van vervolgonderzoek te kunnen vaststellen. (EE)
→ Production Sites of Stars are Rare
22 juli 2019
Uit recent onderzoek is gebleken dat ons Melkwegstelsel 10 miljard jaar geleden in botsing is gekomen met een kleiner sterrenstelsel: Gaia-Enceladus. Vervolgonderzoek laat zien waar de sterren van het opgeslokte stelsel – althans een deel ervan – zijn gebleven (Nature Astronomy, 22 juli). Onderzoekers van het Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) hebben gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop gebruikt om de posities, helderheden en afstanden van ongeveer een miljoen sterren in de Melkweg tot op 6500 lichtjaar van de zon te meten. Sommige van deze sterren bevinden zich in de ‘dikke schijf’, dat wil zeggen vlak boven of onder het hoofdvlak van de Melkweg. Andere behoren tot de halo – een bolvormige structuur die zich tot ver buiten de schijf uitstrekt. De halo-sterren blijken uit twee populaties te bestaan, waarvan de ene meer blauwe sterren bevat dan de andere. Eerder onderzoek had al laten zien dat de blauwere sterren oorspronkelijk tot Gaia-Enceladus hebben behoord. Deze sterren bevatten relatief weinig elementen zwaarder dan helium, terwijl de andere, ‘rodere’ populatie juist meer van deze elementen bevat. Uit de bewegingen en samenstellingen van deze sterren leiden de astronomen af dat beide populaties even oud zijn, maar dat de blauwere sterren chaotischere bewegingen vertonen. Dat laatste zou zijn veroorzaakt door de botsing met Gaia-Enceladus. Op het moment van deze botsing waren de sterren ruwweg drie miljard jaar oud. Dat de blauwere populatie minder elementen zwaarder dan helium bevat komt doordat Gaia-Enceladus door zijn geringere omvang minder chemisch verrijkt was dan de grotere Melkweg. (EE)
→ The Milky Way devoured another galaxy and we've spotted the remains
9 juli 2019
Astronomen van Arizona State University (ASU) denken een verklaring te hebben gevonden voor het schijnbare gebrek aan ijzer in het gas tussen de sterren. Het ijzer is er wel, maar het is vermomd (Astrophysical Journal, 26 juni). Na lichte elementen zoals waterstof, koolstof en zuurstof is ijzer een van de meest voorkomende elementen in het heelal. In gasvorm komt het voor in sterren zoals onze zon en in vaste vorm in planeten zoals de aarde. Dat impliceert dat ook de interstellaire ruimte rijk zou moeten zijn aan ijzer. Daar bevindt zich immers het gas waaruit sterren en planeten ontstaan. Maar tot nu toe was veel van dat ijzer zoek. Volgens de ASU-onderzoekers is dat minder raadselachtig dan het lijkt. Ze denken dat het interstellaire ijzer banden is aangegaan met koolstofmoleculen, waardoor zogeheten ijzer-pseudocarbines zijn ontstaan. Dat zijn ketens van moleculen waarvan de spectra bijna identiek zijn aan die van gewone ketens van koolstofmoleculen, waarvan allang bekend is dat ze veel voorkomen in de interstellaire ruimte. Recent onderzoek van meteorieten wijst erop dat ijzeratomen in de ruimte kunnen samenklonteren tot kleine clusters. Bij de extreem lage temperaturen in de ruimte zouden deze ijzerclusters als ‘aanvriesdeeltjes’ gaan fungeren: koolstofketens blijven eraan plakken. Hierdoor wordt het interstellaire ijzer aan het zicht onttrokken. De nieuwe theorie kan ook een ander vraagstuk helpen oplossen. Normaal gesproken zouden koolstofketens van meer dan negen atomen instabiel moeten zijn, maar in de interstellaire ruimte komen nog veel langere koolstofketens voor. Volgens de onderzoekers zou ook dat wel eens aan de ijzerclusters te danken kunnen zijn: ze zouden de vorming van ‘onmogelijk’ grote koolstofmoleculen bevorderen. (EE)
→ Interstellair ijzer vermomd zich als koolstof
9 juli 2019
Voor het eerst is geïoniseerd waterstof gedetecteerd op de laagste frequentie ooit nabij het centrum van onze Melkweg. Deze ontdekking werd gedaan in een wolk die zowel erg koud is (ongeveer -230 graden Celsius) als ook geïoniseerd, iets wat nooit eerder is waargenomen. De ontdekking kan een verklaring zijn waarom sterren zich niet zo snel vormen als theoretisch mogelijk zou zijn. Dr. Raymond Oonk (ASTRON/Sterrewacht Leiden/SURFsara) leidde deze studie die vandaag in MNRAS wordt gepubliceerd. Ionisatie is een energetisch proces waarbij atomen hun elektronen verliezen. Het atoom raakt hierdoor elektrisch geladen en kan dan een ion worden genoemd. Dit gebeurt normaal in erg heet gas (10.000 graden Celsius) waar de atomen hun elektronen gemakkelijk kunnen verliezen. Het was daarom raadselachtig om geïoniseerd waterstof van zeer koud gas te ontdekken in deze wolk. Normale energiebronnen, zoals fotonen van zware sterren, zouden dit niet veroorzaken. Meer exotische energievormen, zoals hoogenergetische deeltjes die ontstaan in supernova-schokgolven en nabij zwarte gaten, zijn waarschijnlijk verantwoordelijk. Dr. Oonk: ‘Deze ontdekking toont aan dat de energie die nodig is om waterstofatomen te ioniseren diep kan doordringen in koude wolken. Van zulke koude wolken wordt aangenomen dat ze de brandstof zijn waaruit nieuwe sterren worden geboren. We weten dat in onze Melkweg het geboortecijfer voor sterren zeer laag is, veel lager dan men in eerste instantie zou verwachten. Misschien fungeert de energie die hier waargenomen is als een stabilisator voor koude wolken, zodat de wolk niet ineen zal storten en nieuwe sterren kan vormen.’ De waarneming werd uitgevoerd met de Engineering Development Array (EDA), een prototype station van de Square Kilometre Array (SKA), ’s werelds grootste radiotelescoop. Het betreft een samenwerking tussen het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), de Universiteit Leiden, the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), University of Manchester en de Square Kilometre Array.
→ Volledig persbericht
2 juli 2019
Astronomen hebben opnieuw een ster ontdekt die onverklaarbaar helderheidsgedrag vertoont. Het betreft de 360 lichtjaar verre dubbelster HD 139139. Waarnemingen met de (inmiddels uitgeschakelde) ruimtetelescoop Kepler laten zien dat deze ster verspreid over een periode van bijna drie maanden 28 helderheidsdipjes heeft laten zien. Normaal gesproken wijst dat erop dat er een of meer planeten in het spel zijn, die vanaf de aarde gezien om de zoveel tijd voor de ster langs schuiven. Maar in dit geval vertonen de meeste dipjes geen vaste periodiciteit: ze vinden op willekeurige momenten plaats. Slechts vier van de helderheidsdipjes van HD 139139 zouden door een en hetzelfde om de ster cirkelende object veroorzaakt kunnen zijn. Als de overige ook het gevolg zijn van planeetovergangen, dan moet het om een onwaarschijnlijk aantal planeten gaan. Theoretisch is het ook denkbaar dat de ster omgeven is door een gordel van desintegrerende planetoïden, maar die zouden dan toevallig allemaal puinwolken van dezelfde grootte en dichtheid moeten uitstoten. Ook lijkt het niet waarschijnlijk dat ‘zonnevlekken’ op de ster zelf de oorzaak zijn: die verschijnen en verdwijnen niet op tijdschalen van enkele uren. Het is verleidelijk om de helderheidsvariaties dan maar toe te schrijven aan een enorm bouwwerk dat door buitenaardse wezens rond de ster is gestationeerd. Die suggestie werd ook gedaan bij een andere ster die vreemd helderheidsgedrag vertoont: KIC8462852 oftewel Tabby’s ster. Maar de ervaring leert dat er doorgaans een meer natuurlijke verklaring wordt gevonden. (EE)
→ The weirdest stars we've ever seen have astronomers utterly baffled
1 juli 2019
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een nieuwe opname gemaakt van de kolossale dubbelster Eta Carinae. De foto geeft een nog gedetailleerder beeld van de ontploffing die zich al sinds 1838 in ‘slow motion’ in dit object voltrekt. Eta Carinae kent een lange geschiedenis van kleinere en grotere uitbarstingen, waarbij flinke hoeveelheden materie de ruimte in werden geblazen. Maar de grote uitbarsting van 1838 brak alle records. Bij deze explosie werd de grootste van de twee sterren van deze dubbelster bijna aan flarden geblazen. De gevolgen van de klap zijn nog steeds goed te zien: twee opzwellende wolken van stof en gas die bekendstaan als de Homunculusnevel. De Hubble-ruimtetelescoop maakt al meer dan 25 jaar opnamen van dit kosmische drama. Bij de nieuwste opname is het warme magnesiumgas in de nevel geregistreerd, dat een gloed van ultraviolette straling afgeeft. Daarbij is een grote hoeveelheid warm gas ontdekt die bij de grote uitbarsting van 1838 is uitgestoten, maar nog niet in botsing is gekomen met het overige materiaal in de omgeving van Eta Carinae. De ontdekking van dit snel bewegende gas wijst erop dat er nóg meer energie bij de explosie is vrijgekomen dan tot nu toe werd aangenomen. De eigenlijke oorzaak van de grote explosie staat nog steeds niet vast. Volgens de meest recente inzichten is Eta Carinae begonnen als een stelsel van drie sterren die tezamen meer dan 150 keer zoveel massa hadden als onze zon. De explosie van 1838 zou zijn ontstaan toen de zwaarste van deze sterren een van zijn begeleiders opslokte. Uiteindelijk zal deze kolossale ster waarschijnlijk een nóg hevigere en fatale explosie ondergaan. Misschien heeft deze supernova-explosie zelfs al plaatsgevonden, maar als dat zo is zal het nog duizenden jaren duren voordat we daar iets van merken. Het licht van Eta Carinae doet er namelijk 7500 jaar over om de aarde te bereiken. (EE)
→ Hubble Captures Cosmic Fireworks in Ultraviolet
27 juni 2019
Vier jaar geleden ontdekte astronomen diverse rode reuzensterren met paradoxale eigenschappen. Hun chemische samenstelling wees erop dat ze uit oud stellair materiaal bestonden, maar hun grote massa’s suggereerden dat ze relatief jong waren. Deze schijnbare tegenspraak lijkt nu te zijn opgelost. De betreffende reuzensterren lijken fusies met andere sterren te zijn aangegaan. Rode reuzensterren zijn van oorsprong sterren zoals onze zon. Zodra de voorraad waterstof in hun kern opraakt, zwellen deze sterren op en kan heet materiaal dat tot dan toe alleen in de kern heeft gezeten het steroppervlak bereiken. Spectroscopische metingen van de samenstellingen van deze sterren lieten zien dat ze relatief weinig ijzer bevatten – een element waarvan de productie in de loop van de evolutie van ons Melkwegstelsel maar langzaam op gang is gekomen. Oude sterren bevatten dus minder ijzer dan jonge. Daaruit leidden astronomen af dat de sterren meer dan 10 miljard jaar oud waren. Tegelijkertijd lieten de massabepalingen van de vreemde reuzensterren – gebaseerd op onderzoek van hun seismische oscillaties – zien dat zij opvallend zwaar waren. Dat is merkwaardig, want zwaardere sterren raken sneller door hun brandstof heen. Op basis van hun massa zouden de onderzochte sterren jonger dan 6 miljard jaar moeten zijn. Astronomen Saskia Hekker en Jennifer Johnson hebben deze tegenspraak uit de weg geruimd door niet alleen naar de hoeveelheid ijzer in de sterren te kijken, maar ook naar de hoeveelheden koolstof, stikstof en zuurstof – elementen die in de kern van de ster zijn geproduceerd. De onderlinge verhoudingen van deze elementen verraden hoe heet een ster is en daarmee ook zijn massa. De resultaten laten zien dat deze verhoudingen bij sterren van lage massa passen. Dat wijst erop dat ze oorspronkelijk aanzienlijk lichter waren dan nu. Hun huidige grote massa’s zijn alleen verklaarbaar als ze op enig moment met andere sterren zijn samengegaan. (EE)
→ Old at Heart: Solution to Red Giants‘ Age Paradox
24 juni 2019
Aan het eind van hun bestaan stoten sterren van minstens één zonsmassa hun buitenste lagen af: zo ontstaan de zogeheten planetaire nevels (die overigens niets met planeten te maken hebben). Theoretisch zou dit proces zich af moeten spelen bij sterren tot acht zonsmassa’s, maar tot nu toe was geen enkel voorbeeld van een planetaire nevel bekend met een ster van meer dan drie zonsmassa’s in zijn centrum. Dankzij een internationaal onderzoeksteam is daar verandering in gekomen: er is nu een planetaire nevel ontdekt rond een ster van ruim vijf zonsmassa’s (Nature Astronomy, 24 juni). De ster en zijn omringende nevel, die de aanduiding BMPJ1613-5406 heeft gekregen, maken deel uit van de jonge open sterrenhoop NGC 6067 en zijn ongeveer 4600 lichtjaar van ons verwijderd. Het is pas voor de tweede keer dat er een planetaire nevel in een open sterrenhoop is ontdekt. Het gas van een planetaire nevel wordt door de ultraviolette straling van de achtergebleven hete kern van de centrale ster tot lichten gebracht. Doordat de uitgestoten buitenlagen blijven uitdijen en de ster afkoelt en uiteindelijk in een witte dwerg verandert, wordt een planetaire nevel mettertijd steeds zwakker. Binnen enkele tienduizenden jaren wordt zijn schijnsel onwaarneembaar zwak. (EE)
→ Smash and Grab: A heavyweight stellar champion for dying stars
11 juni 2019
Magnetische velden zorgen ervoor dat het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel relatief weinig activiteit vertoont. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van nieuwe waarnemingen van de vliegende infraroodsterrenwacht SOFIA (een infraroodtelescoop aan boord van een omgebouwde Boeing, die waarnemingen doet vanuit de stratosfeer).
Door metingen te verrichten aan de polarisatie van infraroodstraling is het mogelijk om magnetische velden in kaart te brengen. Dat is nu voor het eerst in detail gedaan voor straling die afkomstig is uit de omgeving van de radiobron Sagittarius A* - het zwarte gat in het centrum van het Melkwegstelsel. Terwijl superzware zwarte gaten in de kernen van andere sterrenstelsels vaak grote activiteit vertonen, als gevolg van het opslokken van materie vanuit hun omgeving, is Sgr A* (ruim vier miljoen keer zo zwaar als de zon) relatief rustig.
Uit de SOFIA-waarnemingen blijkt dat het magnetisch veld zodanig georiënteerd is dat plasma (elektrisch geladen gas) bij voorkeur in een baan rond het zwarte gat terecht komt, waardoor er weinig materiaal naar binnen valt. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal en gepresenteerd op de 234ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in St. Louis, Missouri. (GS)
→ Magnetic Field May Be Keeping Milky Way’s Black Hole Quiet
5 juni 2019
Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, is omgeven door koel interstellair gas. Dat blijkt uit waarnemingen met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili (Nature, 5 juni). Het Melkwegcentrum is 26.000 lichtjaar van ons verwijderd. Bekend was al dat de naaste omgeving van het daar aanwezige zwarte gat wemelt van de sterren, stof en wolken van heet en minder heet gas. Deze gassen maken deel uit van een uitgestrekte accretieschijf die op enkele tienden van een lichtjaar van het centrum begint. Tot nu toe was alleen het ijle, 10 miljoen graden hete deel van deze accretieschijf in beeld gebracht. Dat gas is een sterke bron van röntgenstraling, die met behulp van röntgensatellieten goed waarneembaar is. Daarnaast was met kleinere ALMA-achtige telescopen al koeler gas op afstanden van enkele lichtjaren van zwarte gat waargenomen, dat temperaturen van ongeveer 10.000 °C heeft. Met de grote ALMA-telescoop is nu vastgesteld dat dit koele gas zich inderdaad tot op een fractie van een lichtjaar van het zwarte gat uitstrekt. Hierdoor is het nu ook mogelijk om te bepalen om hoeveel koel gas het gaat. Veel is het niet: ongeveer een tiende Jupitermassa oftewel een tienduizendste zonsmassa. Door het dopplereffect heeft het gas in de schijf dat onze kant op komt een iets kortere (‘blauwere’) golflengte dan het gas dat zich van ons verwijdert. Daaruit leiden astronomen af dat het koele gas daadwerkelijk om Sagittarius A* cirkelt. (EE)
→ Cool, Nebulous Ring Around Milky Way's Supermassive Black Hole
31 mei 2019
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om een coronale massa-ejectie (CME) waar te nemen bij een andere ster dan onze zon (Nature Astronomy, 27 mei). De waarneming bevestigt het al bestaande vermoeden dat grote uitbarstingen als deze kenmerkend zijn voor magnetisch actieve sterren. Zoals de naam al aangeeft, treden CME’s op in de corona – het buitenste deel van de atmosfeer – van een ster. De CME werd opgemerkt bij een 450 lichtjaar verre ster die de aanduiding HR 9024 heeft. De gebeurtenis bestond uit een intense flits van röntgenstraling, gevolgd door de uitstoot van een reusachtige bel plasma (ziedend heet gas dat uit geladen deeltjes bestaat). Bij de uitbarsting kwam ruwweg een miljoen biljoen kilogram aan plasma vrij en een kinetische energie in de orde van duizend biljoen biljoen joule. Beide getallen zijn ruwweg een factor tienduizend groter dan bij de CME’s die onze zon produceert. (EE)
→ A Giant Stellar Eruption Detected for the First Time
21 mei 2019
Een team van Duitse en Russische astronomen heeft een bijzonder hete ster (J00531) ontdekt die omgeven is door een nevel die infrarode straling uitzendt. Spectraal onderzoek laat zien dat de ster zeer snelle deeltjes uitstoot, snel roteert en een sterk magnetisch veld heeft (Nature, 20 mei). Opvallend is dat noch de ster, noch de nevel waterstof en helium bevat – de twee meest voorkomende elementen in het heelal. Dit is een karakteristieke eigenschap van witte dwergsterren – de ‘opgebrande’ restanten van zonachtige sterren. Normaal gesproken dooft zo’n ster geleidelijk uit, en dat is het dan. Maar J00531 is veel helderder dan een witte dwerg en produceert een hevige sterrenwind. Dat wijst erop dat hij bezig is om elementen zwaarder dan waterstof en helium tot nóg zwaardere elementen te fuseren – iets waartoe een witte dwerg niet in staat is. De wetenschappers trekken daaruit de conclusie dat de ster het resultaat is van een recente botsing tussen twee witte dwergsterren. Na miljarden jaren om elkaar heen te hebben gecirkeld, zouden deze naar elkaar toe zijn gespiraald en zijn samengesmolten tot een ‘nieuwe’ ster. Door zijn grote massa kan deze ster elementen zwaarder dan helium produceren. Het zeldzame eindproduct is ontdekt op opnamen van de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), een satelliet die waarnemingen doet op infraroodgolflengten. De opleving van de ster, die op een afstand van 10.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Cassiopeia staat, is waarschijnlijk van korte duur. Over een paar duizend jaar zal hij al zijn materie hebben omgezet in ijzer en vervolgens ineenstorten tot een zogeheten neutronenster. Deze collaps gaat gepaard met een supernova-explosie. (EE)
→ Stellar waltz with dramatic ending
8 mei 2019
Onze Melkweg was twee tot drie miljard jaar geleden het toneel van een grote geboortegolf van sterren. Bij dat proces zou mogelijk meer dan de helft van alle sterren in de Melkwegschijf zijn gevormd. Tot die conclusie komt een team van onderzoekers van de universiteit van Barcelona op basis van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia en computersimulaties. Deze laatste zijn gebruikt om de huidige verdeling van de destijds gevormde sterren te voorspellen. De stellaire geboortegolf zou in gang zijn gezet door een botsing met een satellietstelsel van de Melkweg, ruwweg 5 miljard jaar geleden. Dat stelsel zou grote hoeveelheden gas in de schijf van de Melkweg hebben gedumpt en op die manier de op dat moment juist tanende stervorming hebben doen opleven. Deze opleving kwam ongeveer 1 miljard jaar geleden ten einde. De ontdekking past goed in het beeld dat kosmologische modellen van het ontstaan van sterrenstelsels als het onze schetsen. Volgens die modellen is ons Melkwegstelsel ontstaan door samenvoeging van talrijke kleinere sterrenstelsels. Een van die ‘fusies’ zou de oorzaak zijn geweest van de nu ontdekte stellaire ‘babyboom’. (EE)
→ Star Formation Burst in the Milky Way 2-3 Billion Years Ago
8 mei 2019
Enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal ontstonden de allereerste sterren, die in hun kernen waterstof en helium begonnen te fuseren tot zwaardere elementen zoals koolstof, ijzer en zink. Na een kort bestaan explodeerden deze sterren als supernova’s. Nieuw onderzoek wijst erop dat deze explosies niet symmetrisch verliepen: ze stootten bundels van materie uit die zo krachtig waren dat de daarin aanwezige zware elementen naburige sterrenstelsels konden bereiken (Astrophysical Journal, 8 mei). Dit wordt afgeleid uit waarnemingen van één specifieke 5000 lichtjaar verre ster, waarvan wordt aangenomen dat hij tot de op een na oudste generatie van sterren in het heelal behoort: HE 1327-2326. Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat deze ster opvallend veel zink bevat, maar verder weinig andere elementen zwaarder dan helium. Volgens de onderzoekers is dat alleen verklaarbaar als de gaswolk waaruit de ster is voortgekomen vooraf was verrijkt met materiaal dat afkomstig was van de allereerste sterren in het heelal. Dat laatste wordt geconcludeerd uit duizenden computersimulaties van supernova-explosies. Deze laten zien dat normale, symmetrisch verlopende supernova’s niet in staat zijn om sterren van de tweede generatie van zoveel zink te voorzien. De enige simulatie die wél het gewenste resultaat gaf zien, was er een waarbij een supernova op extreem explosieve wijze bundels van materie uitstootte die naburige wolken van maagdelijk waterstof- en heliumgas verrijkten met zware elementen zoals zink. Deze elementen zouden uiteindelijk hebben gefungeerd als de ‘kiemen’ voor de vorming van volgende generaties van sterren. (EE)
→ Explosions of universe’s first stars spewed powerful jets
6 mei 2019
Blauwe reuzensterren zijn de rock-and-roll-sterren van het universum. Het zijn massieve sterren met het motto ‘Live fast, die young’. Hierdoor zijn ze echter zeldzaam en dus moeilijk te bestuderen, zelfs met moderne telescopen. Voor we satellieten de ruimte instuurden, waren er maar een paar blauwe superreuzen waargenomen. Dankzij nieuwe waarnemingen van NASA hebben asteroseismologen van de KU Leuven nu ontdekt dat bijna alle blauwe superreuzen fonkelen en glinsteren omdat ze golven hebben op hun oppervlak (Nature Astronomy, 6 mei). In het heelal vind je sterren in alle vormen, maten en kleuren. Sommige sterren, zoals onze zon, leiden een rustig leventje dat miljarden jaren kan duren. Andere, massieve sterren zijn minstens tien keer groter dan onze zon en leiden een beduidend korter, maar actiever leven vooraleer ze eindigen in een zogenaamde supernova-explosie, waarbij ze hun materiaal de ruimte in slingeren. De blauwe superreuzen vallen onder deze categorie. Het zijn de metaalfabrieken van ons heelal, want ze produceren bijna alle chemische elementen die na helium komen in de Tabel van Mendelejev. Telescopen laten ons toe om diep in het universum te turen, maar toch blijft het voor astronomen moeilijk om diep in de sterren te ‘kijken’. Het is pas sinds kort dat zij met moderne ruimtetelescopen de binnenste lagen van sterren kunnen onthullen door te ‘luisteren’ naar de symfonie van trillingen aan het steroppervlak. ‘Voor NASA-missies zoals Kepler/K2 en TESS kenden we weinig blauwe superreuzen waarbij trillingen variaties in helderheid veroorzaken’, zegt postdoctoraal onderzoeker Dominic Bowman van het Instituut voor Sterrenkunde van de KU Leuven. ‘Dat zoveel blauwe superreuzen glinsteren en fonkelen doordat ze golven hebben aan hun oppervlak was tot nu toe niet geweten. Pas door de helderheid van een individuele ster lang genoeg te bekijken met een zeer gevoelige detector, kan je in kaart brengen hoe deze verandert doorheen de tijd. In de asteroseismologie - de studie van stertrillingen - gebruiken we deze variaties om de fysische en chemische processen diep in de ster te bestuderen.’ ‘De frequenties van de golven aan het oppervlak laten ons toe om de fysica en chemie in het binnenste lagen en de kern van de ster te bestuderen. De waargenomen frequenties zeggen ons hoe efficiënt de geproduceerde metalen zich verspreiden in deze stellaire fabrieken.’
→ Volledig persbericht
29 april 2019
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie de Nederlanders Peter Jonker (SRON en RU), Elmar Körding (RU), Sera Markoff (UvA) en Thomas Russell (UvA), heeft een slecht uitgelijnd zwart gat ontdekt dat in het wilde weg jets van plasmagas sproeit. De zwiepende jets komen uit het zwarte gat V404 Cygni op achtduizend lichtjaar afstand van de aarde (Nature, 29 april). V404 Cygni, in het sterrenbeeld Zwaan, werd voor het eerst geïdentificeerd als een zwart gat in 1989. Net als veel zwarte gaten, voedt V404 Cygni zich met een ster in de buurt. Het zwarte gat onttrekt gas van de ster. Daardoor vormt zich een schijf van materiaal rond het zwarte gat. Ook worden er jets, straalstromen van energie en materie, gelanceerd vanuit een gebied vlakbij het zwarte gat. De onderzoekers vermoeden dat bij V404 Cygni de schijf en het zwarte gat niet goed zijn uitgelijnd. Daardoor wiebelt het binnenste gedeelte van de schijf als een goedkope speelgoedtol. Het gevolg is dat de jets verschillende kanten op schieten. De onderzoekers bekeken het zwarte gat in de twee weken na 15 juni 2015. Ze gebruikten daarvoor de Very Long Baseline Array. Dat zijn tien radiotelescopen in de Verenigde Staten, op de Maagdeneilanden en op Hawaï. Normaal gesproken maken die radiotelescopen één samengestelde afbeelding in vier uur. Maar omdat de jets binnen een paar uur van richting veranderden, was op de samengestelde beelden alleen een waas te zien. Daarop besloten de onderzoekers om 103 losse beelden-met-korte-sluitertijd in een filmpje te zetten. Daardoor zagen ze het zwarte gat wiebelen en de jets alle kanten op schieten. De onderzoekers vermoeden dat er meer wiebelende zwarte gaten zijn. Bijvoorbeeld als een zwart gat een ster vernietigt of als een superzwaar zwart gat zich heel snel voedt.
→ Volledig persbericht
29 april 2019
Een internationaal team onder leiding van de Chinese astronoom Zhao Gang heeft een chemisch afwijkende ster in de halo van onze Melkweg ontdekt die tot een veel kleiner sterrenstelsel heeft behoord. Uit waarnemingen met de telescopen LAMOST (China) en Subaru (Hawaï) blijkt onder meer dat de ster ongewoon weinig magnesium bevat – het op zeven na meest voorkomende element in het heelal. Tegelijkertijd bevat hij opvallend veel zware elementen, zoals europium, goud en uranium (Nature Astronomy, 29 april). Volgens de astronomen wijst deze chemische samenstelling erop dat de oorsprong van deze ster in een dwergstelsel ligt. De stervorming in deze kleine sterrenstelsels verloopt, in vergelijking met die in hun grote soortgenoten, vrij traag. Hierdoor vertonen hun sterpopulaties ook een andere samenstelling. Zo vertonen de dwergstelsels die nu nog om de Melkweg zwermen een ‘overdaad’ aan magnesium. Het hoge gehalte aan zware elementen in de ster wijst erop dat er in het dwergstelsel een botsing tussen neutronensterren heeft plaatsgevonden. De neutronen die bij zo’n botsing vrijkomen kunnen worden ingevangen door andere atomen. Dit zogeheten r-proces is de belangrijkste bron van de vorming van elementen zwaarder dan ijzer. De ontdekking van de ster, die de aanduiding J1124+4535 heeft gekregen, onderbouwt het al bestaande vermoeden dat dwergstelsels de bouwstenen zijn van grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg. (EE)
→ Chemical evidence shows how a dwarf galaxy contributes to growth of Milky Way
22 april 2019
Astronomen hebben een stroom van enkele honderden sterren ontdekt die zich heeft losgemaakt uit de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri. Het bestaan van deze ‘sterrenstroom’ is aan het licht gekomen bij het doorzoeken van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. De ontdekking bevestigt het al bestaande vermoeden dat Omega Centauri het restant is van een klein sterrenstelsel dat aan de getijdenkrachten van onze Melkweg is bezweken (Nature Astronomy, 22 april). Omega Centauri is ongeveer 18.000 lichtjaar van ons verwijderd en bestaat uit enkele miljoenen sterren die ruwweg 12 miljard jaar geleden zijn ontstaan. De hypothese dat de sterrenhoop een overblijfsel is van een dwergstelsel was tot nu toe voornamelijk gebaseerd op het feit dat zijn sterren niet allemaal even oud zijn, zoals bij sterrenhopen doorgaans wel het geval is. De ontdekking dat Omega Centauri een spoor van ruim 300 sterren heeft achtergelaten in zijn omloopbaan om de Melkweg past bij deze hypothese. Onderzoek van vijf sterren in de sterrenstroom heeft laten zien dat hun samenstelling overeenkomt met die van sterren die nog deel uitmaken van Omega Centauri. Naar verwachting zullen de sterren van de sterrenstroom zich geleidelijk vermengen met de stellaire bevolking in het ijle buitengebied van de Melkweg, de halo. Mogelijk kunnen daar nog meer sterren worden opgespoord die ooit tot het ontmantelde dwergstelsel hebben behoord. (EE)
→ Omega Centauri’s lost stars
18 april 2019
Komende woensdag, 24 april, is het precies 29 jaar geleden dat de Hubble-ruimtetelescoop werd gelanceerd. Om dat te vieren heeft hij een fraaie opname gemaakt van de Zuidelijke Krabnevel. Deze gasnevel is geproduceerd door een dubbelstersysteem. De dubbelster in het centrum van de Zuidelijke Krabnevel bestaat uit een rode reus en een witte dwerg die om elkaar heen draaien. De rode reus is bezig om zijn buitenste lagen af te stoten en zal uiteindelijk ook in een witte dwerg veranderen. Maar tot het zover is wordt het materiaal dat hij uitstoot aangetrokken door zijn begeleider. Zodra voldoende van dit afgestoten materiaal naar de witte dwerg toe is getrokken, blaast deze op zijn beurt eveneens gas de ruimte in. Zo komt de nevel aan zijn opmerkelijke zandloperstructuur. Aan dit proces komt pas een einde wanneer de rode reus zijn buitenlagen compleet heeft afgestoten. (EE)
→ Hubble Celebrates its 29th Birthday with Unrivaled View of the Southern Crab Nebula
17 april 2019
Astronomen hebben een bijzonder molecuul ontdekt in de planetaire nevel NGC 7027: heliumhydride of HeH+. Dit was het eerste molecuul dat zich vormde toen, ruim 13 miljard jaar geleden, het heelal voldoende was afgekoeld om lichte atomen zoals waterstof en helium te laten ontstaan. Het heliumhydride dat toen ontstond kwam voort uit reacties tussen geïoniseerde waterstof- en neutrale heliumatomen. Chemische modelberekeningen lieten zien dat het uiterst reactieve heliumhydride – via een iets andere reactie – ook nu nog zou kunnen ontstaan, bijvoorbeeld in jonge planetaire nevels zoals NGC 7027. Waarnemingen met behulp van een speciale spectrometer aan boord van de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA hebben dat nu bevestigd. Heliumhydride-moleculen zenden hun sterkste signaal uit op een golflengte van 0,149 millimeter. Dat is ver in het infrarood. Omdat de aardatmosfeer dit type straling niet doorlaat, kunnen de moleculen niet worden opgespoord met met telescopen op het aardoppervlak. Dat lukt alleen met satellieten of – zoals in dit geval – met een telescoop die naar grote hoogte wordt gebracht. NGC 7027 bestaat uit gas dat een zonachtige ster tegen het einde van haar bestaan heeft uitgestoten. De planetaire nevel is pas ongeveer 600 jaar oud en staat op een afstand van 3200 lichtjaar in het sterrenbeeld Zwaan. (EE)
→ First Astrophysical Detection of the Helium Hydride Ion
17 april 2019
Onderzoekers van het Instituto de Astrofísica de Canarias (Spanje) en de universiteit van Cambridge (VK) hebben lithium gedetecteerd in de stokoude ster J0023+0307, een uiterst metaalarme dwergster in de halo van ons Melkwegstelsel op 9450 lichtjaar afstand. Het onderzoek van de oudste sterren van de Melkweg levert informatie op over de oorspronkelijke (chemische) eigenschappen van ons sterrenstelsel. Ook geven ze een indicatie van de hoeveelheid lithium die tijdens de oerknal is ontstaan. Naast waterstof en helium is lithium het enige element dat (in geringe hoeveelheden) al in de prille begintijd van het heelal werd gevormd. Voor dat onderzoek moeten echter sterren van de eerste of tweede generatie onder de loep worden genomen, en deze sterren zijn extreem zeldzaam. Een jaar geleden hebben astronomen met behulp van de ISIS-spectrograaf van de William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma echter een ster opgespoord die extreem weinig elementen zwaarder dan helium – ook wel ‘metalen’ genoemd – bevat: J0023+0307. Vervolgonderzoek met de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili heeft nu uitgewezen dat het lithiumgehalte van J0023+0307 in overeenstemming is met dat van andere metaalarme sterren. Maar de hoeveelheid lithium die theoretisch bij de oerknal zou zijn ontstaan, ligt nog altijd een factor drie hoger. Doorgaans wordt het geringe lithiumgehalte van oude sterren verklaard door aan te nemen dat het lithium in de sterren zelf is afgebroken. Dat ook een extreem metaalarme ster als J0023+0307 een duidelijk lithiumtekort vertoont, kan er echter ook op wijzen dat er bij de oerknal beduidend minder lithium is geproduceerd dan tot nu toe wordt aangenomen. (EE)
→ Lithium Detected in an Ancient Star Gives New Clues for Big Bang Nucleosynthesis
17 april 2019
Astronomen van de universiteit van Warwick hebben een kolossale uitbarsting waargenomen van een ‘ultrakoele’ ster die tien keer zo klein is als onze zon. Tijdens de uitbarsting was de dwergster – ULAS J224940.13-011236.9 – tienduizend keer zo helder als normaal. Zelfs de krachtigste uitbarsting van onze zon, de zogeheten Carrington-gebeurtenis in 1859, was tien keer minder krachtig dan deze ‘supervlam’ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 17 april). De explosieve dwergster behoort tot een categorie van sterren die deze benaming maar amper verdienen. De waarneming dat ook zulke kleine sterren supervlammen kunnen produceren bewijst dat ook zij een sterke magnetische activiteit vertonen. Vermoed wordt dat stervlammen worden veroorzaakt door het plotseling vrijkomen van magnetische energie die in het inwendige van de ster wordt gegenereerd. Dit zorgt ervoor dat geladen deeltjes het plasma aan het steroppervlak zo sterk verhitten, dat er enorme hoeveelheden licht, uv-straling en röntgenstraling vrijkomen. (EE)
→ Explosion on Jupiter-sized star ten times more powerful than ever seen on our Sun
15 april 2019
Met de onlangs geüpgrade 13,7-meter radiotelescoop van het Taeduk Radio Astronomy Observatory in Zuid-Korea is een groot stervormingsgebied in de buitendelen van ons Melkwegstelsel gedetailleerd in beeld gebracht. Het stervormingsgebied, CTB102 geheten, is vanaf de aarde niet zichtbaar met gewone telescopen: het gaat schuil achter dichterbij gelegen wolken van gas en stof. De radiostraling van koolmonoxide-moleculen in het verder weg gelegen stervormingsgebied (op ca. 14.000 lichtjaar afstand van de aarde) dringt echter vrijwel ongehinderd door die absorberende wolk heen.
De Koreaanse radiowaarnemingen zijn aangevuld met infraroodmetingen door de Amerikaanse WISE-satelliet en de 2MASS-telescoop in New Mexico. CTB102 blijkt uit verschillende moleculaire wolken te bestaan, elk zo'n 180 lichtjaar in middellijn en ca. 100.000 keer zo zwaar als de zon. De stervormingsactiviteit in de meeste wolken is vrij gemiddeld, maar één gebied vertoont een veel hogere efficiëntie in het omzetten van moleculair gas in nieuwe sterren. Waarom dat zo is zal moeten blijken uit aanvullend onderzoek, zo schrijven de auteurs in een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Taeduk Radio Astronomy Observatory
15 april 2019
Astronomen hebben een nieuwe techniek toegepast om de afmetingen van verre sterren te bepalen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van het feit dat er af en toe een planetoïde in ons eigen zonnestelsel voor een verre ster langs schuift. Tijdens zo'n sterbedekking treedt er een klein beetje lichtbuiging op (diffractie). Door het resulterende diffractiepatroon van concentrische lichtringen floept de ster niet in één keer uit, en uit het opgemeten helderheidsverloop kan de schijnbare grootte van de lichtbron aan de hemel worden afgeleid. Als ook de afstand tot de ster bekend is, valt op die manier de werkelijke middellijn te berekenen.
Duitse en Amerikaanse astronomen publiceren deze week in Nature Astronomy hun waarnemingen met de VERITAS-telescoop in Arizona, die tijdens twee sterbedekkingen door planetoïden 300 opnamen per seconde maakte. Daaruit viel het diffractiepatroon van de ster in beide gevallen nauwkeurig te reconstrueren.
De eerste ster was TYC 5517-227-1, een rode reuzenster op een kleine 2700 lichtjaar afstand. Die werd op 22 februari 2018 bedekt door de 60 kilometer grote planetoïde Imprinetta. Uit de waarnemingen volgt een schijnbare middellijn van 0,125 milliboogseconden, wat op die afstand overeenkomt met een werkelijke middellijn van 15,4 miljoen kilometer - elf keer zo groot als de zon.
De tweede ster, TYC 278-748-1 op ca. 700 lichtjaar afstand, werd op 22 mei 2018 bedekt door de 88 kilometer grote planetoïde Penelope. De metingen wijzen op een schijnbare middellijn van 0,094 milliboogseconden en een bijbehorende werkelijke middellijn van 3 miljoen kilometer - 2,17 maal die van de zon. Nooit eerder is van zo'n kleine ster de middellijn op een directe manier gemeten. (GS)
→ Asteroids Help Scientists Measure Diameters of Faraway Stars
9 april 2019
Bij onderzoek door Catalaanse astronomen is voor het eerst het verband gemeten tussen de massa en de straal van het oudste soort sterren in het heelal: de zogeheten koele subdwergen (Nature Astronomy, 8 april). Koele subdwergen zijn lichte sterren met een laag ‘metaalgehalte’. Dat wil zeggen dat deze sterren arm zijn aan elementen zwaarder dan helium. In onze naaste omgeving zijn dergelijke sterren schaars, waardoor er eigenlijk geen betrouwbare metingen van hun massa’s en afmetingen beschikbaar waren. De astronomen hebben nu echter een dubbelster ontdekt, SDSS J2355+0448 geheten, die uit een koele subdwerg en een witte dwerg bestaat. De beide sterren bedekken elkaar vanaf de aarde gezien periodiek, en dat heeft nauwkeurige informatie opgeleverd over hun massa’s en afmetingen. De eigenschappen van de subdwerg blijken in goede overeenstemming te zijn met de theoretische verwachtingen. Wel is de ster een beetje aan de kleine kant. De afwijking is echter niet zo sterk dat de theoretische modellen voor sterren van dit type de prullenbak in kunnen. Bij het onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van een geavanceerde camera die, gekoppeld aan de 10,4-meter Gran Telescopio Canarias op La Palma, meer dan duizend opnamen per seconde kan maken. Dankzij deze ‘HiPERCAM’ konden de omloopbewegingen van de beide sterren heel precies worden bepaald. (EE)
→ Understanding the oldest stars in the Milky Way
2 april 2019
In de atmosfeer van een zeer 'primitieve' ster in ons eigen Melkwegstelsel is het element lithium gedetecteerd. De ster, J0023+0307, werd vorig jaar ontdekt. Hij bevat ruim duizend maal zo weinig zware elementen (elementen zwaarder dan waterstof en helium) als onze eigen zon. Dat betekent dat de ster hooguit 300 miljoen jaar na de oerknal moet zijn ontstaan, toen er nog weinig van zulke zogeheten 'metalen' gevormd waren bij kernfusiereacties in het inwendige van sterren.
Met de Europese Very Large Telescope is nu het op twee na lichtste element lithium gedetecteerd in de atmosfeer van de ster. Het lithiumgehalte is gelijk aan dat van primitieve sterren in de uitgestrekte halo van het Melkwegstelsel. Lithium ontstaat niet bij kernfusiereacties in sterren, en wordt in het inwendige van sterren juist eenvoudig vernietigd. Al het lithium in de kosmos is tijdens de oerknal ontstaan. Daardoor biedt onderzoek aan deze ster een nieuw venster op de nucleosynthese-processen tijdens de oerknal.
De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Journey to the Big Bang through the lithium of a Milky Way star
1 april 2019
Australische astronomen hebben aangetoond dat nauwe dubbelsterren – twee sterren die op geringe afstand om elkaar wentelen – niet alleen licht uitzenden, maar ook elkaars licht weerkaatsen. Dat opent nieuwe wegen voor de detectie van zulke dubbelsterren (Nature Astronomy, 1 april). Bij hun onderzoek hebben de astronomen gekeken naar Spica, de helderste ster van sterrenbeeld Maagd. Spica is in werkelijkheid niet één ster, maar bestaat uit twee sterren die in slechts vier dagen om elkaar wentelen. Het onderzoek toont aan dat de polarisatie van het licht van Spica verandert met de positie die de twee sterren ten opzichte van elkaar innemen. Dat bewijst dat ze elkaars licht weerkaatsen. Normaal gesproken is het licht van een ster ongepolariseerd, wat wil zeggen dat licht van een ster in meer dan één vlak oscilleert. Als dat licht echter door iets wordt weerkaatst, wordt het alsnog gepolariseerd – net als zonlicht dat aan het oppervlak van een vijver of een glazen ruit weerkaatst. Modelberekeningen laten zien dat sterren wel vrij beroerde ‘spiegels’ zijn. Zo weerkaatst onze zon minder dan 0,1 procent van het licht dat zij ontvangt. Bij hete sterren, zoals de beide componenten van Spica, loopt dat echter op tot een paar procent. In combinatie met hun geringe onderlinge afstand maakt dat het effect bij deze dubbelster relatief makkelijk meetbaar. Uiteindelijk hopen de astronomen met dit soort metingen compacte dubbelsterren te kunnen opsporen die nog niet als zodanig herkend zijn. (EE)
→ Scientists prove that binary stars reflect light from one another
21 maart 2019
NASA heeft een 360°-video gemaakt van het centrum van ons Melkwegstelsel, gezien vanuit de positie van het superzware zwarte gat dat daar schuilgaat. De beelden zijn gebaseerd op opnamen van de röntgensatelliet Chandra en computersimulaties. Het filmpje geeft een dynamisch beeld van de diverse processen die zich rond het Melkwegcentrum afspelen. Het toont de effecten van de hevige sterrenwinden van de tientallen zware sterren rond Sagittarius A* (Sgr A*)– het 4 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat in het centrum. Deze sterrenwinden voorzien Sgr A* van ‘brandstof’. Idealiter moet de video worden bekeken met een VR-bril, zoals de Samsung Gear VR of de Google Cardboard. Er is echter ook een YouTube-versie beschikbaar die op een gewone smartphone (of op het beeldscherm van een computer_ kan worden bekeken. Door de telefoon te kantelen kan de omgeving van Sgr A* worden verkend. (EE)
→ Galactic Center Visualization Delivers Star Power
21 maart 2019
Astronomen hebben vastgesteld dat de in 1997 ontdekte bolvormige sterrenhoop HP1 tot de oudste van ons Melkwegstelsel behoort. De verzameling sterren is waarschijnlijk ongeveer 12,8 miljard jaar oud. HP1 wordt beschouwd als een overgebleven ‘bouwsteen’ uit de tijd dat het hart van onze Melkweg – de zogeheten bulge – werd gevormd. De leeftijd van HP1 is vastgesteld met behulp van de Gemini South-telescoop in het noorden van Chili. Deze telescoop is voorzien van een geavanceerd adaptief optisch systeem waarmee haarscherpe opnamen kunnen worden gemaakt. Dat HP1 zo oud is, blijkt uit het feit dat hij weinig ‘metalen’ bevat – dat wil zeggen: elementen zwaarder dan helium. Vroeg in de geschiedenis van het heelal waren deze elementen veel schaarser dan nu. Tot een aantal jaren geleden waren astronomen in de veronderstelling dat de oudste bolvormige sterrenhopen alleen in het buitengebied van de Melkweg te vinden waren, terwijl de jongere zich in het centrale deel ophielden. Recent onderzoek heeft echter aangetoond dat ook binnen de bulge oude bolhopen te vinden zijn. Bolvormige sterrenhopen geven inzicht in de vorming en evolutie van ons Melkwegstelsel. Vermoed wordt dat veel van deze oude stersystemen zijn ontstaan uit dezelfde ‘oerwolk’ van gas waaruit ook de Melkweg is voortgekomen. Andere lijken overblijfselen te zijn van kleine sterrenstelsels die door ons sterrenstelsel aan flarden zijn getrokken. (EE)
→ Ultra-Sharp Images Make Old Stars Look Absolutely Marvelous!
20 maart 2019
Het centrum van ons Melkwegstelsel bruist van de activiteit. Dat is te danken aan het daar aanwezige zwarte gat van 4 miljoen zonsmassa’s én aan de stervormingsgebieden in diens directe omgeving. Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat door deze activiteit twee ‘uitlaatpijpen’ zijn ontstaan, waarlangs de energie die bij het kosmische vuurwerk in het Melkwegcentrum wordt gegenereerd ontsnapt (Nature, 21 maart).De galactische uitlaatpijpen zijn ontdekt met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. Ze komen uit bij twee kolossale structuren die al in 2010 zijn ontdekt: de zogeheten Fermi-bellen. Deze laatste steken ongeveer 25.000 lichtjaar boven en onder de schijf van de Melkweg uit. De uitlaatpijpen zijn enkele honderden lichtjaren lang en bevatten zeer heet gas dat loodrecht op de schijf uit het Melkwegcentrum ontsnapt. Op die manier worden de beide Fermi-bellen ‘bijgetankt’. Onduidelijk is nog of dat een continu proces is of dat het bij vlagen gebeurt. De uitstroom zou een overblijfsel kunnen zijn uit de tijd dat de activiteit in het Melkwegcentrum veel groter was dan nu. Maar het is ook mogelijk dat zelfs ‘rustige’ sterrenstelsels als het onze een sterke uitstroom van gas en energie genereren. Eerdere waarnemingen met XMM-Newton hebben al laten zien dat de kern van ons Melkwegstelsel meer activiteit vertoont dan je op het eerste gezicht zou denken. Er vinden geregeld supernova-explosies plaats en het centrale superzware zwarte gat weet zo nu en dan een gaswolk op te slokken, wat in een uitbarsting van straling en energierijke deeltjes resulteert. (EE)
→ Giant ‘chimneys’ vent X-rays from Milky Way’s core
19 maart 2019
Sterrenkundigen hebben op 6500 lichtjaar afstand een pulsar ontdekt die met een snelheid van ca. 1100 kilometer per seconde door het Melkwegstelsel beweegt - snel genoeg om uiteindelijk aan de zwaartekracht van het Melkwegstelsel te ontsnappen. De pulsar werd in 2017 voor het eerst opgemerkt door deelnemers aan het citizen science-project Einstein@home.
Pulsars zijn kleine, extreem compacte neutronensterren die achterblijven nadat een zware ster aan het eind van zijn leven explodeert als supernova. PSR J0002+6216, zoals de kanonskogel-pulsar officieel heet, is ca. 10.000 jaar geleden ontstaan bij zo'n supernova-explosie. Daarbij werd ook een schil van materiaal het heelal ingeblazen. Die supernovarest dijde oorspronkelijk sneller uit dan de pulsar bewoog, maar werd afgeremd door de ijle interstellaire materie in het Melkwegstelsel. Ca. 5000 jaar geleden werd de uitdijende schil door de pulsar ingehaald.
De pulsar bevindt zich momenteel op 53 lichtjaar afstand van het centrum van de supernovarest en sleept een 13 lichtjaar lange 'staart' van elektrisch geladen deeltjes achter zich aan. In een artikel dat voor publicatie is aangeboden aan The Astrophysical Journal suggereren de onderzoekers dat de extreem hoge snelheid van de pulsar vermoedelijk te danken is aan hydrodynamische instabiliteiten in de exploderende ster. (GS)
→ Astronomers Find “Cannonball Pulsar” Speeding Through Space
19 maart 2019
Met het ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Noord-Chili zijn gedetailleerde waarnemingen verricht aan IRAS 07299-1651, een stervormingsgebied op 5500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Puppis (Achtersteven). Uit de ALMA-waarnemingen, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, blijkt dat zich in de samentrekkende moleculaire wolk een zware dubbelster aan het vormen is.
Veel sterren in het heelal maken deel uit van dubbelstersystemen, maar over hun ontstaan is weinig met zekerheid bekend. Astronomen weten bijvoorbeeld niet of een (zware) dubbelster in één keer ontstaat uit een samentrekkende (en fragmenterende) wolk van gas en stof, of dat de componenten van de dubbelster afzonderlijk ontstaan en pas in een later stadium in een baan om elkaar heen terecht komen.
De ALMA-metingen aan IRAS 07299-1651 ondersteunen het eerste scenario. De moleculaire wolk vertoont duidelijk twee kernen. De twee sterren-in-wording hebben een gezamenlijke massa van ca. 18 zonsmassa's. Ze bevinden zich op een onderlinge afstand van ca. 27 miljard kilometer en hebben een omlooptijd van hooguit 600 jaar. (GS)
→ Spiralling giants: Alma witnesses the birth of a massive binary star
19 maart 2019
Dankzij speciale waarnemingstechnieken is het astronomen gelukt om het magnetisch veld van een andere ster in kaart te brengen. Het gaat om de ster II Pegasi (ook bekend als HD 224085). Met de Large Binocular Telescope op Mount Graham in Arizona (die een effectieve spiegeldiameter heeft van 11,8 meter) zijn gedurende een aantal nachten gedetailleerde spectra vastgelegd van de ster.
Doordat II Pegasi eens per 6,7 dagen om zijn as draait, beweegt de ene kant van de ster naar ons toe en de andere kant van ons af. Door middel van zogeheten dopplertomografie kan uit de waarnemingen worden afgeleid waar zich op het steroppervlak relatief donkere (koelere) en heldere (warmere) gebieden bevinden. In het geval van II Pegasi blijkt het daarbij om zeer grote gebieden te gaan - veel groter dan reguliere zonnevlekken.
Met het PEPSI-instrument (Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument) zijn ook metingen verricht aan de polarisatie van het sterlicht en aan de zogeheten Zeeman-splitting: het verschijnsel dat spectraallijnen in tweeën gesplitst worden door de aanwezigheid van magnetische velden. De Zeeman Doppler Imaging-techniek (ZDI) maakte het vervolgens mogelijk om het magnetisch veld van de ster te reconstrueren. Het blijkt dat de warme en koele gebieden een tegengestelde magnetische polariteit hebben.
Het is voor het eerst dat het magnetiosch veld van een andere ster in kaart is gebracht. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Mapping Stars with PEPSI
15 maart 2019
Na meer dan tien jaar rustig afwachten hebben astronomen weer een nieuw ‘levensteken’ opgevangen van XTE J1810–197, een rondtollende neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Sterren van dit type worden magnetars genoemd. Net als ‘gewone’ pulsars zijn magnetars de ineengestorte restanten van zware sterren die bij een supernova-explosie hun buitenste lagen hebben weggeblazen. Maar ze hebben een veel sterker magnetisch veld: ongeveer een biljard keer zo sterk als dat van de aarde. Tot op dit moment zijn 23 van die magnetars bekend, maar XTE J1810–197 is een buitenbeentje. Hij behoort tot een select gezelschap van slechts vier magnetars die pulsen van radiostraling produceren. Althans: dat was tot 2008 het geval. Want in dat jaar viel XTE J1810–197 stil. Sinds 8 december 2018 pikken radioastronomen weer signalen op van dit bijzondere object. Opmerkelijk is dat deze signalen duidelijk afwijken van die van vóór de ‘radiostilte’. De pulsen vertonen op tijdschalen van uren tot maanden aanzienlijk minder variatie dan in 2006. Wel zijn korte ‘rimpelingen’ in het pulsprofiel te zien, die mogelijk ontstaan door kleine ‘bevingen’ in de korst van de neutronenster. Hoe magnetars aan hun belachelijk sterke magnetische velden komen, en waarom ze zich zo wispelturig gedragen is nog steeds niet helemaal duidelijk. De meest gangbare verklaring is dat er in de korst van deze objecten verschuivingen kunnen optreden die ertoe leiden dat de oriëntatie van het magnetische veld verandert. (EE)
→ After a Decade of Radio Silence, a Mysterious Star Is Showing Signs of Waking Up
12 maart 2019
De snelle wegloopster LAMOST-HVS1 is niet afkomstig uit het centrum van ons Melkwegstelsel, maar uit de binnendelen van de Melkwegschijf. Dat blijkt uit een analyse van meetgegevens van de Magellan-telescoop in Chili en de Europese ruimtetelescoop Gaia, gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Sterrenkundigen hebben in de afgelopen decennia enkele tientallen hyper velocity stars ontdekt: sterren die met enorme snelheden (meer dan 500 kilometer per seconde) door het Melkwegstelsel bewegen, en uiteindelijk in de intergalactische ruimte zullen verdwijnen. Om een ster tot zo'n hoge snelheid te versnellen, is zeer veel energie nodig. Algemeen werd aangenomen dat de snelle wegloopsterren de ruimte in geslingerd worden wanneer een dubbelster in de directe omgeving van een groot, zwaar zwart gat uiteen wordt gerukt door getijdenkrachten. Een van de componenten van de dubbelster kan dan met hoge snelheid worden weggeschoten.
Omdat zich in het centrum van het Melkwegstelsel een superzwaar zwart gat bevindt (ongeveer 4 miljoen keer zo zwaar als de zon), en veel hyper velocity stars min of meer uit die richting afkomstig lijken te zijn, leek die theorie de juiste verklaring te bieden voor hun hoge snelheden. Uit de nieuwe, precieze metingen aan afstand en (ruimtelijke) snelheid van LAMOST-LVS1 blijkt nu echter dat de ster niet afkomstig is uit het centrum van de Melkweg, maar uit de Norma-spiraalarm, in de binnendelen van de Melkwegschijf. Vermoedelijk is hij weggeslingerd uit een compacte, jonge sterrenhoop in deze spiraalarm.
Eerder was al bekend dat jonge sterrenhopen inderdaad ook sterren de ruimte in kunnen slingeren, maar dat daarbij zulke hoge snelheden bereikt kunnen worden is een verrassing. Overigens is de betreffende sterrenhoop in de Norma-spiraalarm (nog) niet ontdekt - mogelijk gaat hij schuil achter absorberende stofwolken in het Melkwegvlak. (GS)
→ U-M researchers confirm massive hyper-runaway star ejected from the Milky Way Disk
11 maart 2019
Met de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) in Chili is ontdekt dat de twee componenten van de jonge, zware dubbelster PDS 27 op een onderlinge afstand staan van slechts 30 astronomische eenheden (30 AE, ca. 4,5 miljard kilometer) - ongeveer gelijk aan de afstand tussen de zon en de planeet Neptunus. Bij een andere jonge zware dubbelster, PDS 37, is een afstand van 42 à 54 AE gemeten.
De sterren in PDS 27 zijn minstens tien maal zo zwaar als de zon. De dubbelster staat op een afstand van 8000 lichtjaar. Jonge zware sterren zijn zeldzaam; over hun ontstaanswijze is nog weinig bekend. Zo is nog steeds niet duidelijk waarom ze vrijwel nooit alléén geboren worden, maar meestal in dubbelstersystemen.
De afstand tussen de twee componenten van PDS 27 en PDS 37 kon bepaald worden dankzij de enorme beeldscherpte die verkregen wordt door de vier 8,2-meter telescopen van de Europese Very Large Telescope in Noord-Chili onderling te koppelen tot een zogeheten interferometer - de VLTI. De nieuwe resultaten worden gepubliceerd in Astronomy and Astrophysics: Letters. (GS)
→ Massive twin star snuggles close to its stellar sibling
7 maart 2019
Metingen van de Hubble-ruimtetelescoop en de Europese Gaia-satelliet hebben een nieuwe nauwkeurige schatting opgeleverd van de massa van ons sterrenstelsel: de Melkweg. De hoeveelheid massa binnen een afstand van 129.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum blijkt overeen te komen met 1,5 biljoen zonsmassa’s. Eerdere schattingen liepen uiteen van 500 miljard tot 3 biljoen zonsmassa’s. Die grote marge was voornamelijk het gevolg van de verschillende methoden die werden gebruikt voor het meten van de verdeling van de donkere materie, die ongeveer 90 procent van de massa van de Melkweg voor haar rekening neemt. Die donkere materie is niet rechtstreeks waarneembaar. Om dat probleem te omzeilen hebben astronomen nu de snelheden van bolvormige sterrenhopen bepaald. Dat zijn compacte sterrenhopen die in wijde omloopbanen om de spiraalschijf van de Melkweg draaien. Bij eerdere metingen was al vastgesteld met welke snelheid de bolhopen naar ons toe of van ons vandaan bewegen – hun snelheid langs de gezichtslijn dus. Nu is van 46 bolhopen ook de zijwaartse snelheidscomponent gemeten. Gaia nam 34 daarvan voor haar rekening, Hubble de overige 12. Dat heeft geresulteerd in nauwkeurigere bepalingen van de snelheden waarmee de bolhopen om het Melkwegcentrum draaien. (EE)
→ Hubble & Gaia accurately weigh the Milky Way
6 maart 2019
Astronomen hebben een rode dwergster ontdekt die bijzonder helderheidsgedrag heeft laten zien. De ongeveer 440 lichtjaar verre ster, EPIC 204376071, was een dag lang maar liefst 80 procent zwakker dan normaal. Ter vergelijking: de grootste helderheidsdip van Tabby’s ster, die door sommigen aan een kunstmatige ‘megastructuur’ werd toegeschreven, bedroeg maar 22 procent. Opmerkelijk is dat de ‘verduistering’ van EPIC 204376071 niet symmetrisch verliep. De ster werd vrij plotseling zwakker, waarna zijn helderheid veel geleidelijker weer toenam. Tijdens een 160 dagen lange waarnemingscampagne van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler vertoonde de ster verder geen uitschieters. Het asymmetrische verloop van de sterverduistering vertoont overeenkomsten met het helderheidsgedrag dat in 2017 is waargenomen bij de Jupiter-achtige exoplaneet KIC 10403228. De oorzaak wordt bij deze laatste gezocht bij een ringenstelsel rond de planeet. Uiteraard hebben sterren geen ringenstelsels, maar het is denkbaar dat er om EPIC 204376071 een ander object cirkelt – een bruine dwerg of een grote planeet – dat wél door ringen is omgeven. Computersimulaties laten zien dat dit het helderheidsverloop van de ster prima zou kunnen verklaren. Probleem is wel dat de betreffende planeet dan een omlooptijd van 28 dagen zou moeten hebben, terwijl er in 160 dagen maar één verduistering is gezien. Er zijn nog andere verklaringen mogelijk, zoals een passerend ‘gordijn’ van stof, maar voorlopig hebben we er weer een nieuw astronomisch raadsel bij. (EE)
→ Astronomers Have Discovered Another Mysterious Dimming Star, And It's Even More Epic
28 februari 2019
Japanse astronomen zijn erin geslaagd om een zwart gat op te sporen dat zich heeft verstopt in een interstellaire gaswolk in ons eigen Melkwegstelsel. Het gaat om een zwart gat van ‘middelbare’ massa, waarvan er alleen al in de Melkweg misschien wel 100 miljoen rondzwerven. Omdat zwarte gaten zelf geen licht uitzenden, moeten astronomen hun bestaan afleiden uit de zwaartekracht die ze op andere objecten uitoefenen. Bijna alle zwarte gaten die tot nu toe zijn opgespoord, hebben ofwel vijf tot tien keer zoveel massa als onze zon of juist miljoenen keren meer massa. Vermoed wordt echter dat er ook nog grote aantallen zwarte gaten bestaan van honderden of duizenden zonsmassa’s. Een onderzoeksteam onder leiding van Shunya Takekawa van het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) heeft nu ontdekt dat het gas van de gaswolk HCN–0.009–0.044, die zich op slechts 20 lichtjaar van het centrum van de Melkweg bevindt, om een onzichtbaar zwaar object draait. Uit de beweging van het gas kan worden afgeleid dat dit geheimzinnige object 30.000 keer zoveel massa heeft als de zon en kleiner in omvang moet zijn dan ons zonnestelsel. Daarmee is het vrijwel zeker een zwart gat. De astronomen denken dat het object uiteindelijk zal samensmelten met het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat goed is voor 4 miljoen zonsmassa’s. (EE)
→ Hiding Black Hole Found
26 februari 2019
Japanse astronomen hebben de oorsprong gevonden van de dubbel uitgevoerde gasstromen of jets van een ster-in-wording. Met behulp van de ALMA-radiotelescoop hebben ze ontdekt dat de trage en de snelle gasstroom van de protoster niet dezelfde kant op wijzen en dat de eerste vroeger is ontstaan dan de laatste. Dat wijst erop dat de beide jets vanuit verschillende delen van de gasschijf rond de ‘babyster’ zijn gelanceerd. Protosterren trekken gas uit hun omgeving aan, maar een deel van het aldus verzamelde materiaal wordt ook weer terug de ruimte in geblazen. Dat gebeurt in de vorm van jets die loodrecht op de circumstellaire schijf staan. Deze gasstromen zijn een bron van radiostraling. Sommige protosterren, zoals MMS5/OMC-3, vertonen twee verschillende gasstromen: een trage en een snelle. Door de dopplerverschuiving van de radiogolven te meten, hebben astronomen nu de snelheden van het van deze ster weg stromende gas gemeten. Daarbij hebben ze vastgesteld dat ze respectievelijk 1300 en 500 jaar geleden zijn ontstaan. Ook blijken de beide gasstromen niet dezelfde kant op te wijzen. Voor het ontstaan van de verschillende gasstromen van protosterren bestonden twee theorieën. Volgens de eerste ontstaan ze in verschillende delen van de gasschijf, volgens de andere ontstaat eerst de snelle jet, waarna deze materiaal uit de omgeving ‘meesleept’. Dat materiaal zou dan de trage gasstroom vormen. Het nieuwe onderzoek wijst er nu echter op dat de trage gasstroom van MMS5/OMC-3 eerder op gang is gekomen dan diens snelle jet. Dat ondergraaft het tweede model en is een steuntje in de rug voor de eerste theorie. Computerberekeningen geven aan dat trage uitstroom van gas uit het buitenste deel van de circumstellaire schijf komt, en de snelle jet uit het centrale deel ervan. (EE)
→ ALMA Differentiates Two Birth Cries from a Single Star
25 februari 2019
Een internationaal team van onderzoekers met daarin de Nederlanders Alex de Koter (UvA en KU Leuven) en Rens Waters (SRON en UvA) heeft twaalf rode reuzen onttroond die een recordhoeveelheid aan massa zouden verliezen. De betreffende oude sterren blijken er een verborgen partner op na te houden die voor een vertekend beeld zorgt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen op 25 februari in het vakblad Nature Astronomy.
Rode reuzen zijn sterren op leeftijd die via een sterrenwind gassen en stofdeeltjes uitstoten. Sommige rode reuzen leken via die sterrenwind bijzonder veel massa te verliezen. Maar nieuwe waarnemingen stellen dat bij. De sterrenwind is niet intenser dan normaal, maar wordt beïnvloed door een partner die tot nu toe onder de radar bleef.
Rode reuzen stoten tijdens hun eindfase gassen en andere materie uit via een sterrenwind. Sterrenkundigen hadden eerder twaalf recordhouders ontdekt die het equivalent van honderd aardes per jaar uitstoten in slechts honderd tot tweeduizend jaar.
Dat was moeilijk te verklaren, zegt sterrenkundige en hoofdonderzoeker Leen Decin (KU Leuven): "Als je de massa van zo’n ster in de volgende levensfase bekijkt, duurt die intense sterrenwind niet lang genoeg om het vastgestelde massaverlies te verklaren. Het was ook statistisch onwaarschijnlijk dat we al twaalf van die rode reuzen zouden hebben ontdekt, als je weet dat het gaat om een fase van amper enkele honderden of duizenden jaren in hun leven van miljarden jaren. Dat is alsof je twaalfmaal een naald in een hooiberg zou vinden."
Dankzij nieuwe waarnemingen van de ALMA-telescoop in Chili werd duidelijk wat er aan de hand was bij twee van deze rode reuzen. Bij deze twee sterren vormt de sterrenwind een spiraal. Dat is een indicatie dat de rode reus niet alleen is, maar deel uitmaakt van een dubbelster. De rode reus is dan de hoofdster en een tweede ster draait eromheen. Beide sterren beïnvloeden elkaar en hun omgeving door de zwaartekracht op twee manieren. Enerzijds wordt de sterrenwind in de richting van de tweede ster getrokken en anderzijds wiebelt de rode reus zelf ook wat. Die bewegingen geven aan de sterrenwind een spiraalvorm.
Door de ontdekking van de partnersterren vielen de puzzelstukjes op hun plek. De onderzoekers dachten dat de rode reuzen recordhouders in massaverlies waren, maar dat is niet het geval. Het lijkt alleen maar alsof ze veel massa verliezen. Tussen de twee sterren bevindt zich een gebied waar de sterrenwind veel meer geconcentreerd is vanwege de zwaartekracht van de partnerster. Toen de sterrenkundigen dat meenamen in hun berekeningen bleek dat de rode reuzensterren niet het equivalent van honderd aardes per jaar verliezen, maar slechts van tien aardes. Dat is vergelijkbaar met gewone rode reuzen.
De onderzoekers hebben nu twee van de twaalf recordsterren onder de loep genomen en onttroond. Ze verwachten de tien overgebleven recordhouders ook vrij snel te kunnen onttronen, omdat deze erg lijken op de eerste twee. Leen Decin: "We dachten tot nu toe dat veel sterren alleen leefden, maar vermoedelijk moeten we dat beeld bijstellen. Een ster met partner komt waarschijnlijk vaker voor dan we denken."
→ Origineel persbericht
19 februari 2019
Op 145 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Steenbok is een oude, koele witte dwergster gevonden die omgeven wordt door een of meer ringen van stof en gruis. De witte dwerg (LSPM J0207+3331 geheten, of kortweg J0207) heeft een oppervlaktetemperatuur van 'slechts' 5800 graden (erg koel voor een witte dwerg), wat wijst op een leeftijd van ca. 3 miljard jaar. Er zijn wel meer witte dwergen bekend die omgeven worden door stofgordels, maar die zijn altijd veel jonger - nooit meer dan 1 miljard jaar.
Witte dwergen zijn de eindstadia van sterren zoals onze eigen zon. Over een paar miljard jaar zal ook de zon eerst opzwellen tot een rode reus, om vervolgens ineen te schrompelen tot een afkoelende witte dwerg, niet veel groter dan de aarde. De binnenste planeten in het zonnestelsel zullen het rode-reuzenstadium niet overleven. Botsingen tussen op drift geraakte planetoïden kunnen leiden tot het ontstaan van stofgordels. Dat stof spiraliseert in de loop van vele miljoenen jaren naar binnen, en komt uiteindelijk op de witte dwerg terecht. Dat er nu ook stof is ontdekt in een baan rond een zeer oude witte dwerg is dan ook opmerkelijk.
De witte dwerg werd ontdekt door de Duitse burgerwetenschapper (citizen scientist) Melina Thévenot, in waarnemingsgegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia en de Amerikaanse infraroodkunstmaan WISE. De grote infraroodhelderheid van J0207 wijst op de aanwezigheid van stof. De ontdekking is gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, met Thévenot als co-auteur. (GS)
→ Astronomers Zero In on Old, Cold White Dwarf with Ring System
15 februari 2019
Onderzoekers van de universiteiten van Heidelberg en Wenen hebben vastgesteld dat de Hyaden – een bekende open sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier – bezig is om uit elkaar te vallen. Ook hebben ze op slechts een paar honderd lichtjaar van de zon een nabije ‘rivier’ van minstens 4000 sterren opgespoord, die het restant lijkt te zijn van een veel grotere sterrenhoop. Beide ontdekkingen zijn gedaan aan de hand van gegevens van de Gaia-satelliet. In de loop van hun leven verliezen open sterrenhopen voortdurend sterren aan hun omgeving. De ‘slierten’ van sterren – zogeheten getijdenstaarten – die daarbij ontstaan geven inzicht in de manier waarop de sterrenhoop oplost. Tot nu toe waren in en rond de Melkweg alleen bij grote bolvormige sterrenhopen en dwergsterrenstelsels van die getijdenstaarten waargenomen. Maar theoretisch zouden ze ook bij open sterrenhopen moeten bestaan. Open sterrenhopen zijn verzamelingen van ruwweg honderd tot enkele duizenden sterren die vrijwel gelijktijdig uit dezelfde samentrekkende gaswolk zijn ontstaan en met dezelfde snelheid door de ruimte bewegen. Door invloeden van buitenaf beginnen deze sterren zich na een paar honderd miljoen jaar echter te verspreiden. Een belangrijke factor daarbij is de getijdenkracht van het sterrenstelsel waartoe ze behoren. Door de beweging van de sterrenhoop door de Melkweg vormen zich ‘staarten’ van sterren, die het begin van het einde van de sterrenhoop betekenen. De astronomen hebben dat verschijnsel nu voor het eerst waargenomen bij de Hyaden. Daartoe hebben ze gegevens bestudeerd van de Gaia-satelliet, die bezig is om de ruimtelijke posities en snelheden van sterren in onze Melkweg heel nauwkeurig te bepalen. Bij het onderzoek zijn twee getijdenstaarten in de Hyaden ontdekt, bestaande uit ongeveer 500 sterren die zich tot op 650 lichtjaar van de sterrenhoop hebben verspreid. Verrassend genoeg is in de Gaia-gegevens ook een grote verzameling sterren opgedoken die precies de verwachte kenmerken vertoont van een sterrenhoop die al helemaal uit elkaar getrokken is. Vanaf de aarde gezien bestrijken deze nabije sterren bijna de hele hemel, maar nu pas is duidelijk geworden dat ze bij elkaar horen. Geschat wordt dat ze een sterrenhoop hebben gevormd die aanzienlijk omvangrijker was dan alle sterrenhopen die momenteel in onze omgeving te zien zijn. Het verval van deze sterrenhoop zou ongeveer een miljard jaar geleden zijn begonnen. (EE)
→ Tidal tails -- The beginning of the end of an open star cluster
11 februari 2019
Met de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) op Hawaii is op 26 november 2016 een extreem krachtige uitbarsting waargenomen op een pasgeboren protoster (JW566 geheten) in de Orionnevel, een van de dichtstbijzijnde grote stervormingsgebieden in het Melkwegstelsel. De explosie, die slechts enkele uren duurde, was tien miljard maal zo intensief als een gemiddelde zonnevlam. De uitbarsting is gedetecteerd door de diepgekoelde SCUBA2-camera van de JCMT, die gevoelig is voor straling op submillimetergolflengten.
Sterrenkundigen denken dat de explosie het gevolg is ven een plotselinge verstoring in het magnetisch veld rond de protoster, waardoor er opeens een grote hoeveelheid gas uit de omgeving op de ster kon 'vallen'. De waarnemingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ A Stellar Flare 10 Billion Times More Powerful than Those on the Sun
7 februari 2019
Een Amerikaans-Nederlands team van sterrenkundigen en chemici heeft keukenzout waargenomen in de planeetvormende schijf rond een jonge zware ster in de Orionnevel. Er was al wel zout gevonden rond stervende sterren, maar nu is er voor het eerst zout rond een jonge ster ontdekt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het tijdschrift The Astrophysical Journal. Het onderzoeksteam detecteerde met de ALMA-telescoop (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chili) een reeks chemische streepjescodes die duidden op keukenzout (NaCl, natriumchloride) en enkele andere zoutverbindingen. Het zout is aanwezig in de stofschijf rond de ster Orion Source I. Dat is een jonge, zware ster in het stervormingsgebied de Orionnevel in het sterrenbeeld Orion op zo’n 1500 lichtjaar afstand van de aarde. Het zout bevindt zich in een gebied op dertig tot zestig astronomische eenheden van de ster (een astronomische eenheid is de afstand aarde-zon). De sterrenkundigen hebben berekend dat er mogelijk een triljard kilo zout in het gebied te vinden is (een 1 met 21 nullen erachter). De variatie in chemische streepjescodes duidt op grote temperatuurverschillen, van ongeveer -175 graden Celsius tot 3700 graden Celsius. Het is nog onduidelijk waar de zouten vandaan komen. De Italiaanse onderzoeker in Nederlandse dienst Ciriaco Goddi (Radboud Universiteit Nijmegen en Universiteit Leiden) en zijn collega’s vermoeden dat ze de nasleep zien van stofdeeltjes die uit elkaar worden geblazen in de protoplanetaire schijf rond de ster. In 2011 ontdekte een door Goddi geleid team namelijk dat Orion Source I ongeveer 550 jaar geleden vanuit zijn kraamkamer is weggeschoten. Het zou kunnen dat de ster en zijn schijf toen een andere ster hebben geschampt en dat de bijbehorende schokgolven ervoor zorgden dat de vaste zoutdeeltjes verdampten.
→ Volledig persbericht
4 februari 2019
Ons Melkwegstelsel is gewelfd. In de buitendelen van het stelsel is het waterstofgas niet netjes verdeeld in een vlakke schijf, maar is er sprake van een soort golving. Dat blijkt uit metingen aan vele honderden veranderlijke sterren, deze week gepubliceerd in Nature Astronomy.
Astronomen van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) en van Macquarie University in Sydney, Australië, hebben nauwkeurig de ruitmelijke posities bepaald van 1339 zogeheten cepheïden: jonge, zware en heldere sterren die op een regelmatige manier van helderheid veranderen. Uit de gemeten lichtwisselingsperiode van een cepheïde kan de werkelijke lichtkracht worden afgeleid, en door die te vergelijken met de waargenomen helderheid is de afstand te bepalen, tot op een paar procent nauwkeurig.
Omdat heldere cepheïden niet ouder worden dan enkele tientallen miljoenen jaren, bevinden ze zich nog in de gasrijke centrale schijf van het Melkwegstelsel, waarin ze ook zijn ontstaan. Uit het onderzoek (waaraan ook is deelgenomen door de Nederlandse astronoom Richard de Grijs) blijkt nu dat cepheïden in de buitendelen van het Melkwegstelsel een ruimtelijke verdeling hebben die overeenkomt met een gewelfde structuur. Dat betekent dat ook de verdeling van waterstofgas in de buitendelen van het Melkwegstelsel gewelfd is. Een vergelijkbare structuur is ook bij veel andere sterrenstelsels waargenomen.
De ontdekking werpt nieuw licht op de evolutie van ons Melkwegstelsel. De gewelfde structuur is mogelijk veroorzaakt door torsiekrachten van het (relatief zwaardere) binnendeel van de gasschijf. Een andere mogelijke oorzaak is de getijdenwerking van een naburig sterrenstelsel; mogelijk de Grote Magelhaense Wolk. (GS)
→ The Milky Way in a twist
24 januari 2019
Met behulp van de ALMA-telescoop in het noorden van Chili zijn astronomen meer te weten gekomen over de wijze waarop reusachtige gaswolken uiteenvallen in dichte kernen, die vervolgens als de kraamkamers van sterren fungeren. Daarbij is vastgesteld dat de oorzaak van het fragmentatieproces tamelijk voor de hand ligt: het is het resultaat van druk en zwaartekracht. Ingewikkeldere aspecten zoals magnetische velden en turbulentie lijken een ondergeschikte rol te spelen. Sterren ontstaan wanneer een grote wolk van gas en stof onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrekt. Zodra de samentrekkende materie in een deel van de wolk heet en dicht genoeg wordt om kernfusiereacties in gang te zetten, wordt een ster geboren. Voor ‘zware’ sterren – dat wil zeggen: sterren met meer dan acht keer zoveel massa als onze zon – is dat echter maar een deel van het verhaal. De grootste sterren worden niet als eenlingen geboren. Ze ontstaan uit uit enorme wolken van moleculair gas, die in talrijke fragmenten uiteenvallen. Uit veel van die fragmenten ontstaat dan een enkelvoudige ster of dubbelster. Astronomen vragen zich allang af of dit fragmentatieproces andere fysische mechanismen vereist dan de samentrekking die tot de vorming van lichtere sterren leidt. Zo was onduidelijk of er in die massarijke wolken turbulenties zouden optreden die het samentrekkingsproces zouden versnellen of magnetische velden die het proces juist zouden vertragen. Om dat te kunnen vaststellen zijn opnamen van een stervormingsgebied nodig die detailrijk genoeg zijn om het fragmentatieproces goed te kunnen bekijken. Een schoolvoorbeeld van zo’n gebied is G351.77-0.54 in het sterrenbeeld Schorpioen. Uit eerdere waarnemingen was al gebleken dat deze gaswolk bezig is om uiteen te vallen, maar die waren niet detailrijk genoeg om de afzonderlijke protostellaire kernen te kunnen zien. De nieuwe ALMA-waarnemingen hebben daar verandering in gebracht. ALMA bestaat uit 66 radiotelescopen die tezamen tien keer zo scherpe beelden kunnen maken dan hun voorgangers. Op de beelden die met deze ‘array’ zijn gemaakt zijn subkernen te zien met afmetingen van minder dan 50 astronomische eenheden (dus minder dan 50 keer de gemiddelde afstand tussen aarde en zon). In combinatie met eerdere waarnemingen van de grotere structuren in de gaswolk wijst dat erop dat het fragmentatieproces tot op de kleinste schalen wordt geregeerd door de algemene gaswet die al op de middelbare school wordt onderwezen. Toch hebben de ALMA-waarnemingen een verrassing opgeleverd. Een ster-in-wording is doorgaans omgeven door een accretieschijf – de schijf waarin het uit de omgeving toestromende gas zich ophoopt vooraleer op de ster zelf te belanden. Onder invloed van magnetische velden wordt een deel van dit gas in de beide richtingen loodrecht op de schijf terug de ruimte in geblazen. Bij de nieuwe waarnemingen zijn deze straalstromen of ‘jets’ inderdaad opgespoord, maar de accretieschijven zelf bleven onvindbaar. Dat betekent dat ze waarschijnlijk nog kleiner zijn dan tot nu toe werd aangenomen, maar alleen nóg nauwkeurigere waarnemingen kunnen daar uitsluitsel over geven. (EE)
→ As Clouds Fall Apart, A New Star Is Born
22 januari 2019
De zwakke gloed van de planetaire nevel ESO 577-24 zal niet lang standhouden – ongeveer 10.000 jaar, een oogwenk naar astronomische begrippen. Deze schil van gloeiend geïoniseerd gas – de laatste ademtocht van een stervende ster waarvan het nagloeiende overblijfsel in het midden van deze foto te zien is – is vastgelegd met ESO’s Very Large Telescope. Naarmate de gasschil van deze planetaire nevel uitdijt en zwakker wordt, zal deze geleidelijk onzichtbaar worden.
De gasnevel is het overblijfsel van een rode reuzenster die zijn buitenste lagen heeft afgestoten, en een kleine, intens hete dwergster heeft achtergelaten. Dit gekrompen overblijfsel zal geleidelijk afkoelen en uitdoven, en zijn dagen slijten als de schim van de vroegere ‘rode reus’.
Rode reuzen zijn sterren die alle waterstof in hun kern hebben verbruikt en onder de verpletterende greep van de zwaartekracht beginnen samen te trekken. Door het krimpen van de rode reus, komen er weer fusiereacties in de kern van de ster op gang, die ervoor zorgen dat deze zijn buitenste lagen de ruimte in blaast in de vorm van een krachtige sterrenwind. De hete kern van de stervende ster zendt ultraviolette straling uit die intens genoeg is om deze afgestoten lagen te ioniseren en ervoor te zorgen dat ze licht gaan geven. Het resultaat is wat we als een planetaire nevel waarnemen – een laatste, vluchtige herinnering aan een oude ster die het einde van zijn bestaan heeft bereikt.
Deze wonderschone planetaire nevel werd ontdekt bij de National Geographic Society – Palomar Observatory Sky Survey in de jaren 50 van de vorige eeuw, en werd in 1966 opgenomen in de Abell-catalogus van planetaire nevels. Vanwege de afstand van ongeveer 1400 lichtjaar is de spookachtige gloed van ESO 577-24 alleen zichtbaar met een krachtige telescoop. Terwijl de dwergster afkoelt, zal de nevel blijven uitdijen en geleidelijk vervagen.
Deze foto van ESO 577-24 is gemaakt in het kader van het ‘Cosmic Gems’-programma van ESO – een initiatief waarbij interessante, intrigerende of visueel aantrekkelijke objecten voor educatieve of publicitaire doeleinden met ESO-telescopen worden gefotografeerd. Dit programma maakt gebruik van ‘telescooptijd’ die niet geschikt is voor wetenschappelijke waarnemingen. Wel staan de verzamelde beeldgegevens via ESO’s wetenschappelijke archief ter beschikking van astronomen.
→ Origineel persbericht
21 januari 2019
Astronomen hebben met een netwerk van gekoppelde telescopen, waaraan voor het eerst ook ALMA meedeed, ontdekt dat de radiostraling uit het zwarte gat in het centrum van de Melkweg (Sagittarius A*) uit een kleiner gebied komt dan eerder werd gedacht. Mogelijk wijst een jet van Sgr A* in onze richting. Het onderzoeksartikel, onder leiding van de Nijmeegse promovenda Sara Issaoun, wordt vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Een wolk van heet gas onttrok het superzware zwarte gat tot nu toe aan het zicht waardoor weinig details bekend waren over Sgr A*. Astronomen zijn er nu in geslaagd door de ‘mist’ heen te kijken met een netwerk van radiotelescopen. Met deze techniek, die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) heet en een virtuele telescoop ter grootte van de aarde oplevert, is het gelukt de exacte eigenschappen van de lichtverstrooiing in kaart te brengen. Het weghalen van de meeste verstrooiingseffecten heeft een beeld opgeleverd van de omgeving van het zwarte gat.
Door de hoge kwaliteit van het niet-verstrooide beeld kon het team de theoretische modellen voor het gas rond Sgr A* aanscherpen. Het grootste deel van de radio-emissie blijkt uit slechts een 300 miljoenste van een graad te komen, en de bron heeft een symmetrische morfologie. “Dit zou erop kunnen wijzen dat de radiostraling is geproduceerd in een schijf met invallend gas in plaats van door een radio-jet,” verklaart Issaoun, die de waarnemingen heeft vergeleken met computermodellen, “Maar als dit echt het geval is, is Sgr A* een buitenbeetje vergeleken met andere zwarte gaten die radiostraling uitzenden. Daarom houden we ook rekening met de alternatieve verklaring dat de radio-jet vrijwel recht op ons is gericht.”
Issaoun’s promotor Heino Falcke (Radboud Universiteit) noemt deze verklaring zeer ongebruikelijk, maar ook hij sluit die niet langer uit. “Het GRAVITY-instrument-team kwam onlangs tot een vergelijkbare conclusie via een onafhankelijke techniek en waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope Interferometer van optische telescopen in Chili.” “Dus mogelijk kijken we inderdaad vanuit een zeer speciale positie naar het monster in het centrum van de Melkweg,” aldus Falcke.
Superzware zwarte gaten bevinden zich in centra van sterrenstelsels en genereren de meest energetische verschijnselen in het heelal. Rond een zwart gat valt materiaal op een ronddraaiende accretieschijf. Een deel daarvan wordt met bijna de lichtsnelheid weer het heelal ingeblazen via twee smalle straalstromen (of jets) die helder oplichten in radio-emissie. Het is onduidelijk of de radio-emissie in Sgr A* van het invallende gas afkomstig is of van jets.
Sgr A* is het dichtstbijzijnde superzware zwarte gat en ‘weegt’ ongeveer 4 miljoen zonsmassa’s. Zijn zichtbare grootte aan de hemel is minder dan een 100 miljoenste graad, wat overeenkomt met de grootte van een tennisbal op de maan, gezien vanaf de aarde. Om dat te waar te kunnen nemen, is de VLBI-techniek nodig. De resolutie die met VLBI kan worden bereikt wordt ook verhoogd door de waarneemfrequentie. De hoogste frequentie met VLBI is tot nu toe 230 GHz. De eerste waarnemingen van Sgr A* op 86 GHz dateren van 26 jaar geleden, met slechts een handjevol telescopen. “In de loop der jaren werd de kwaliteit van de data gestaag beter naarmate meer telescopen meededen,” zegt J. Anton Zensus, directeur van het Max Planck Institute for Radio Astronomy.
Het onderzoek van Issaoun en collega’s uit Nijmegen en van andere instituten beschrijft de eerste waarnemingen op 86 GHz waaraan ook ALMA meedeed, verreweg de gevoeligste telescoop in dit frequentiegebied. ALMA is onderdeel geworden van de Global Millimeter VLBI Array (GMVA) in april 2017.
“Sgr A* bevindt zich aan de zuidelijke hemel en de deelname van ALMA is niet alleen belangrijk vanwege zijn gevoeligheid maar ook vanwege de ligging op het zuidelijk halfrond,” zegt coauteur Ciriaco Goddi van van het Europese ALMA Regional Center (Allegro) aan de Sterrewacht Leiden. Naast ALMA deden twaalf telescopen in Noord-Amerika en Europa mee in het netwerk. “De bereikte resolutie is twee keer zo hoog als in eerdere waarnemingen op deze frequentie en heeft een eerste foto van het gebied direct rond Sgr A* opgeleverd die volledig vrij is van interstellaire verstrooiing, een effect dat wordt veroorzaakt door onregelmatigheid in de dichtheid van geïoniseerd materiaal langs de zichtlijn van de aarde naar Sgr A*.”
De gebruikte techniek is ontwikkeld door Michael Johnson van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in de VS. “Hoewel verstrooiing de afbeelding van Sgr A* vervormt en vervaagt, hebben we door de geweldig resolutie van deze waarnemingen de exacte eigenschappen van de verstrooiing kunnen bepalen,” zegt Johnson. “De meeste effecten konden we verwijderen, wat een beeld opleverde van de omgeving van het zwarte gat. Het goede nieuws is ook dat deze waarnemingen aantonen dat verstrooiing geen beperking zal vormen voor de Event Horizon Telescope, die op 230 GHz en met nog betere resolutie de schaduw van een zwart gat zelf probeert te zien.”
Toekomstige waarnemingen op verschillende golflengten zullen meer informatie opleveren over zwarte gaten, de meest exotische objecten in het heelal.
→ Origineel persbericht
9 januari 2019
Amerikaanse astronomen hebben de pulsen radiostraling geanalyseerd van een magnetar – een ronddraaiende neutronenster met een sterk magnetisch veld – in de nabijheid van het superzware zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel. Het nieuwe onderzoek heeft aanwijzingen opgeleverd dat magnetars als deze, die een zwart gat als buurman hebben, weleens een bron van snelle radioflitsen zouden kunnen zijn. Snelle radioflitsen zijn korte stoten radiostraling die van bronnen ver buiten onze Melkweg afkomstig zijn. Magnetars zijn een zeldzame subklasse van de zogeheten pulsar, die op hun beurt tot de neutronensterren behoren. Aangenomen wordt dat magnetars simpelweg jonge pulsars zijn die langzamer ronddraaien dan gewone pulsars en een veel sterker magnetisch veld hebben. Dat kan erop wijzen dat alle pulsars ooit als magnetar zijn begonnen. De astronomen hebben gekeken naar de magnetar PSR J1745-2900, die oorspronkelijk is ontdekt met de röntgensatelliet Swift. Bij het nieuwe onderzoek is het object onderzocht met radioschotels van NASA. PSR J1745-2900 is slechts 0,3 lichtjaar verwijderd van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Behalve dat PSR J1745-2900 overeenkomsten vertoont met de snelle radioflitsers hebben de astronomen ook ontdekt dat de afzonderlijke pulsen van deze magnetar sterke variaties vertonen. Dit zou erop kunnen wijzen dat er wolken plasma met hoge snelheid rond de magnetar bewegen, maar het is ook denkbaar dat de variabiliteit een eigenschap van de magnetar zelf is. De nieuwe waarnemingen zijn gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ Probing the Magnetar at the Center of Our Galaxy: New Observations Find Possible Links Between Magnetars and Extragalactic Radio Bursts
9 januari 2019
Waarnemingen van MAXI J1820+070 – een dubbelstersysteem bestaande uit een zwart gat van 10 zonsmassa’s en een normale ster – hebben meer inzicht gegeven in de wijze waarop dit zwarte gat materie van zijn begeleider aantrekt en verwerkt. De waarnemingen, gedaan met instrumenten in het internationale ruimtestation ISS, wijzen erop dat de röntgenuitbarstingen die daarbij optreden worden gereguleerd door de compacte ‘corona’ rond het zwarte gat (Nature, 10 januari). Op 11 maart 2018 registreerde de Japanse experimentenmodule MAXI aan boord van het ISS een enorme röntgenuitbarsting van een object op bijna 10.000 lichtjaar van de aarde. MAXI bestaat uit een aantal röntgendetectors die de complete hemel afspeuren naar uitbarstingen van röntgenstraling. Na de ontdekking van J1820 werd de gebeurtenis ook gevolgd met een ander instrument in het ISS: NASA’s Neutron star Interior Composition Explorer (NICER). De waarnemingen laten zien dat terwijl het zwarte gat in het dubbelstersysteem enorme hoeveelheden stermateriaal te verwerken kreeg diens corona – de halo van energierijke elektronen in de onmiddellijke omgeving van het zwarte gat – binnen een maand kromp van ongeveer 100 kilometer tot slechts 10 kilometer. De corona kan worden gezien als het centrale deel van de zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. Deze miljoenen kilometers grote schijf is de plek waar de materie die de begeleidende ster aan het zwarte gat overdraagt naartoe spiraalt. Vanuit de accretieschijf, die tijdens de waargenomen röntgen uitbarsting stabiel bleef, stroomt er bij vlagen stermaterie over naar het zwarte gat. Onduidelijk is nog wat er precies voor zorgt dat de corona samentrekt. Vermoed wordt dat de wolk van energierijke elektronen wordt samengeperst door de enorme van druk die door het vanuit de de accretieschijf toestromende gas wordt opgewekt. Maar waarom dat gebeurt is onbekend. (EE)
→ Astronomers observe evolution of a black hole as it wolfs down stellar material
9 januari 2019
Astronomen hebben bewijs gevonden dat witte dwergsterren kristalliseren. Witte dwergen zijn de uitdovende restanten van sterren zoals onze zon die grotendeels uit zuurstof en koolstof bestaan. Op theoretische gronden was al vermoed dat deze objecten op enig moment in hun bestaan een kern van vaste zuurstof en koolstof ontwikkelen. Dat zou het gevolg zijn van een fase-overgang vergelijkbaar met die van water naar ijs, maar dan bij veel hogere temperaturen. Gegevens van de Europese ruimtetelescoop lijken dat nu te staven (Nature, 10 januari).Met behulp van de Gaia-gegevens hebben de astronomen 15.000 witte dwergen op afstanden tot ongeveer 300 lichtjaar van de aarde geselecteerd, en de helderheden en kleuren van deze sterren geanalyseerd. Daarbij hebben ze ontdekt dat er bij bepaalde kleuren en helderheden een overschot aan witte dwergen bestaat. Modelberekeningen laten zien dat deze ‘ophopingen’ waarschijnlijk zijn veroorzaakt door de warmte die vrijkomt bij het kristallisatieproces. Deze warmte kan het afkoelproces van een witte dwerg met meer dan een miljard jaar vertragen, waardoor deze veel jonger lijkt dan hij in werkelijkheid is. Naar verwachting zullen alle witte dwergsterren ooit kristalliseren, de zwaarste als eerste. Dat betekent dat er alleen al in onze Melkweg miljarden gekristalliseerde witte dwergen moeten rondzwerven. Ook onze zon zal, over ongeveer 10 miljard jaar, dit proces gaan doorlopen. (EE)
→ Thousands of Stars Turning Into Crystals
7 januari 2019
Astronomen van de Universiteit Leiden hebben in SOFIA-data ontdekt dat de sterrenwind van een pasgeboren ster in de Orionnevel verhindert dat er in de directe omgeving meer sterren worden gevormd. Dat maakte coauteur Xander Tielens bekend tijdens een persconferentie op de 233ste bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Seattle, VS. Het onderzoeksresultaat verschijnt op 7 januari in Nature.
Het resultaat is verrassend omdat wetenschappers dachten dat andere processen zoals exploderende sterren (supernova’s) grotendeels voor het reguleren van stervorming verantwoordelijk zijn. Maar de SOFIA-waarnemingen suggereren dat de babysterren sterrenwinden genereren die het basismateriaal voor de productie van sterren wegblazen.
SOFIA is NASA’s stratosferisch observatorium voor infraroodsterrenkunde, dat zijn waarnemingen doet vanuit een aangepaste Boeing 747SP jetliner. De Orionnevel is een kraamkliniek van sterren, die vaak is waargenomen en gefotografeerd. Het is de sterrenfabriek die het dichtst bij de aarde staat. Sluiers van gas en stof maken de Orionnevel prachtig om te zien, maar zorgen er ook voor dat het geboorteproces van de sterren goeddeels aan het oog blijft onttrokken. Telescopen zoals SOFIA kunnen het infrarode licht waarnemen dat wel door de stofwolken heen komt, en dus stervormingsprocessen zien die in optisch licht verborgen blijven.
In het hart van de Orionnevel ligt een klein groepje jonge, zware en heldere sterren. Het GREAT-instrument op SOFIA ontdekte dat de sterke sterrenwind van de helderste van deze babysterren, Theta1 Orionis C (θ1 Ori C), een grote schil van materiaal heeft weggeveegd uit de wolk waarin deze ster is geboren, zoals een sneeuwschuiver een straat schoonveegt door de sneeuw naar de kant van de weg te schuiven.
“De wind is verantwoordelijk voor het blazen van zo’n grote bel rond de centrale sterren,” legt eerste auteur en promovenda aan de Leidse Sterrewacht Cornelia Pabst uit. “Hij rukt de stervormingswolk uit elkaar en voorkomt daarmee de geboorte van nieuwe sterren”
De onderzoekers maten met het GREAT-instrument op SOFIA de chemische vingerafdruk van geïoniseerde koolstof. De aardse dampkring houdt infrarood licht tegen, maar doordat SOFIA hoog vliegt (waardoor het geen last heeft van 99 procent van de waterdamp in de atmosfeer) konden de fysische eigenschappen van de sterrenwind worden bestudeerd. Astronomen gebruiken de spectraallijn van geïoniseerde koolstof om de snelheid van het gas door de nevel heen vast te stellen, en de interacties tussen de zware sterren en de wolken waarin ze zijn geboren te bestuderen.
In het hart van de Orionnevel vormt de sterrenwind van θ1 Ori C een bel die de stergeboorte in de buurt ontregelt. Tegelijkertijd duwt de wind moleculair gas naar de randen van de bel, en vormt op die manier nieuwe regio’s van dicht opeengepakt materiaal waaruit in de toekomst nieuwe sterren kunnen worden gevormd.
→ Origineel persbericht
4 januari 2019
Nog vóórdat ons Melkwegstelsel in botsing komt met het naburige Andromedastelsel zou het wel eens tot een aanvaring kunnen komen met een veel kleiner buurstelsel: de Grote Magelhaense Wolk. Dat schrijven Britse wetenschappers in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Door deze relatief bescheiden botsing, over 2 miljard jaar, wordt ons zonnestelsel mogelijk uit de Melkweg verbannen. De wetenschappers baseren zich op computersimulaties waarbij in rekening is gebracht dat de Grote Magelhaense Wolk bijna twee keer zoveel donkere materie bevat dan tot voor kort werd aangenomen. Door deze grotere massa is een botsing met de Melkweg onvermijdelijk. De Grote Magelhaense Wolk is verreweg de grootste van de bijna zestig kleine sterrenstelsels die om ons Melkwegstelsel zwermen. Het stelsel is pas ongeveer anderhalf miljard jaar geleden in onze omgeving aangekomen en bevindt zich momenteel op een afstand van 163.000 lichtjaar. Lang is verondersteld dat hij nog miljarden jaren uit de greep van de Melkweg zou blijven of misschien zelfs weer zou kunnen ontsnappen. Maar dat lijkt nu toch niet zo te zijn – integendeel zelfs. Als het echt tot een botsing komt, zal dat ertoe leiden dat het ‘slapende’ superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg wordt geactiveerd. Door de verstoring van Melkwegschijf zal er zo veel materie naar het zwarte gat toestromen, dat het spectaculair in omvang toeneemt. Een deel van de energie die daarbij vrijkomt wordt in vorm van twee bundels van energierijke deeltjes en straling terug de ruimte in geblazen. Dat laatste zal geen grote gevolgen hebben voor ons zonnestelsel: daarvoor is onze afstand tot het Melkwegcentrum te groot. Maar er bestaat wel een kleine kans dat de botsing met de Grote Magelhaense Wolk de omloopbaan van de zon zodanig verstoord, dat zij en haar gevolg van planeten de interstellaire ruimte in worden geslingerd. (EE)
→ Catastrophic Galactic Collision Could Send Solar System Flying Into Space
31 december 2018
Japanse astronomen hebben met het ALMA-observatorium in Noord-Chili een jonge protoster ontdekt die omringd wordt door een 'gewelfde' protoplanetaire schijf. Het gaat om de ster L1527, op ca. 450 lichtjaar afstand van de aarde, in een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier. De gas- en stofschijf rond deze protoster, waaruit in een later stadium planeten kunnen samenklonteren, is vermoedelijk nog geen honderdduizend jaar oud, maar vertoont toch al een opmerkelijke structuur. Het materiaal in de schijf draait niet in één plat vlak rond de ster; in plaats daarvan bestaat de schijf uit twee delen, waarbij het buitenste deel een helling vertoont ten opzichte van het binnenste deel. Het is voor het eerst dat zo'n 'gewelfde' structuur gevonden is in een jonge protoplanetaire schijf.
De ontdekking biedt mogelijk een verklaring voor het feit dat de planeten in een planetenstelsel niet altijd netjes in hetzelfde platte vlak rond hun moederster bewegen (in ons eigen zonnestelsel vertonen de planeetbanen bijvoorbeeld een helling van enkele graden ten opzichte van elkaar). Vaak wordt aangenomen dat die licht gehelde banen het gevolg zijn van onderlinge botsingen tussen de reeds samengeklonterde brokstukken waaruit de planeten ontstaan. De schijf rond L1527 is echter zo jong dat dat samenklonteringsproces nog niet goed op gang gekomen kan zijn. Dat de schijf toch niet netjes in één plat vlak ligt, kan betekenen dat de lichte helling van de planeetbanen in andere stelsels (waaronder ons eigen zonnestelsel) gewoon een 'erfenis' is van de oorspronkelijke structuur van de protoplanetaire schijf.
Hoe de planeetvormende schijf rond L1527 aan zijn opmerkelijke structuur komt, is nog niet bekend. Mogelijk is die het gevolg van een onregelmatige toevoer van materiaal uit de gas- en stofwolk waaruit de protoster is ontstaan; mogelijk speelt het magnetisch veld van de jonge ster een rol. De nieuwe ontdekking is vandaag online gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Early Protostar Already Has a Warped Disk
21 december 2018
Een team van Britse astronomen heeft een enorme uitbarsting waargenomen bij een jonge ster op 685 lichtjaar van de aarde. Het gaat om een van de grootste ‘sterrenvlammen’ die ooit bij een ster van dit type zijn gezien. Er kwam 10.000 keer zoveel energie bij vrij als bij de grootste uitbarsting die ooit bij onze zon is geregistreerd. De vlam is gezien bij de pas ongeveer 2 miljoen jaar oude rode dwergster met de aanduiding NGTS J121939.5-355557. Volgens de astronomen was de uitbarsting groot genoeg om het materiaal rond de ster waaruit planeten zouden kunnen ontstaan te verstoren. Dat laatste hoeft overigens geen negatieve gevolgen te hebben voor het planeetvormingsproces. De straling die bij zulke uitbarstingen vrijkomt zou wel een bevorderlijk kunnen zijn voor de vorming van zogeheten chondrulen – kleine vaste deeltjes die kunnen samenklonteren tot planetaire bouwstenen. Een sterrenvlam ontstaat wanneer het magnetische veld van een ster zichzelf herschikt. Bij dit proces komen kolossale hoeveelheden energie vrij, die er uiteindelijk toe leiden dat de temperatuur aan het steroppervlak lokaal oploopt tot ongeveer 10.000 graden. Daarbij komen allerlei soorten elektromagnetische straling vrij – van infrarood licht tot röntgen- en gammastraling. (EE)
→ Baby star’s fiery tantrum could create the building blocks of planets
20 december 2018
Onderzoek van de planetaire nevel K4-47 heeft meer inzicht gegeven in de oorsprong van ‘sterrenstof’ – het vaste materiaal waaruit zowat alles in en op de aarde bestaat. Doorgaans wordt aangenomen al dat dit materiaal is gegenereerd bij explosieve verschijnselen zoals nova’s en supernova’. Maar het lijkt er nu op dat ook zonachtige sterren een steentje kunnen bijdragen (Nature, 20 december). Planetaire nevels zijn gasnevels die ontstaan wanneer een zonachtige ster aan het einde van haar bestaan haar buitenste lagen afstoot. Het onderzoek van K4-47 heeft nu laten zien dat deze nevel zeer rijk is aan zeldzame isotopen van koolstof, zuurstof en stikstof – rijker zelfs dan onze zon. Voor de vorming van deze isotopen zijn temperaturen vereist van meer dan 100 miljoen graden Celsius. Vandaar ook dat wetenschappers hun oorsprong bij zeer hevige explosies zochten. Dat ze nu ook in het restant van een niet-geëxplodeerde ster zijn aangetroffen kwam dus als een verrassing. Een mogelijke verklaring is dat de betreffende ster tegen het eind een zogeheten heliumflits heeft ondergaan – een kortstondige fase waarin in de buitenlagen van de ster helium tot zwaardere elementen is gefuseerd. Er zijn ook andere verklaringen denkbaar, maar hoe dan ook: het lijkt erop dat ook sterren zoals onze zon belangrijke producenten (kunnen) zijn van de isotopen koolstof-13, stikstof-15 en zuurstof-17. De vaste deeltjes waarin deze isotopen worden aangetroffen – zoals in interstellair gas en meteorieten – zijn dus niet allemaal afkomstig van nova’s en supernova’s, zoals doorgaans wordt aangenomen. (EE)
→ Stellar Corpse Reveals Clues to Missing Stardust
18 december 2018
Sterrenkundigen zijn getuige geweest van een krachtige groeispurt van een pasgeboren ster. Het gaat om de ster Gaia 17bpi. De Europese ruimtetelescoop Gaia registreerde als eerste dat de helderheid van deze ster veranderde. Nader onderzoek wees uit dat twee Amerikaanse infraroodsatellieten (NEOWISE en Spitzer) ook op infrarode golflengten al een helderheidstoename hadden geregisteerd. De ster is vervolgens gedetailleerd bestudeerd met grote telescopen op aarde.
Het blijkt om een zogeheten FU Orionis-ster te gaan, genoemd naar het prototype. Tot nu toe zijn pas ca. 25 van dit soort veranderlijke protosterren bekend. Ze zijn hooguit een paar miljoen jaar oud, en zijn nog aan het ontstaan uit een samentrekkende en afplattende gaswolk. Af en toe ontstaat er in die wolk een instabiliteit, en wordt er in relatief korte tijd een grote hoeveelheid materiaal op de nieuwe ster 'gedumpt'.
Zo'n uitbarsting is nu dus zowel in zichtbaar licht als op infrarode golflengten waargenomen. Sterrenkundigen krijgen daardoor een veel beter beeld van het proces, omdat infrarode straling niet geabsorbeerd wordt door omringende stofwolken. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Young Star Caught in a Fit of Growth
12 december 2018
Tijdens het testen van een nieuw subsysteem van SPHERE, het ‘planetenjachtinstrument’ van ESO’s Very Large Telescope, hebben astronomen indrukwekkende details kunnen vastleggen van de turbulente stellaire relatie binnen de dubbelster R Aquarii. De opname is nog scherper dan beelden die met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt. Jaren van waarnemingen hebben het bijzondere verhaal achter R Aquarii blootgelegd. De grootste van de twee sterren die deze dubbelster vormen is een rode reus van het Mira-type. Sterren van deze soort beginnen tegen het einde van hun bestaan te pulseren en worden duizend keer zo helder als onze zon. Daarbij zwellen hun buitenste lagen op om uiteindelijk de interstellaire leegte in te verdwijnen. De doodsstrijd van deze enorme ster is al een opzienbarend verschijnsel, maar de invloed van de begeleidende witte dwergster maakt er een onheilspellend kosmisch spektakel van. De witte dwerg, die kleiner, compacter en veel heter is dan de rode reus, onttrekt materie aan de buitenste lagen van zijn grote metgezel. Daardoor verzamelt zich af en toe voldoende materiaal op het oppervlak van de witte dwerg om een thermonucleaire nova-explosie te veroorzaken – een immense gebeurtenis waarbij een enorme hoeveelheid materie de ruimte in wordt geblazen. In de ijle nevel van gas rond R Aquarii zijn de sporen van eerdere nova-explosies te zien. R Aquarii is slechts 650 lichtjaar van de aarde verwijderd en is daarmee een van de dichtstbijzijnde symbiotische dubbelsterren. Vandaar dat dit intrigerende object al decennialang op de bijzondere aandacht van astronomen mag rekenen. SPHERE is primair ontwikkeld om exoplaneten rechtstreeks in beeld te brengen. De mogelijkheden van dit instrument beperken zich echter niet tot de jacht op exoplaneten. Het kan ook worden ingezet om allerlei andere hemelobjecten te onderzoeken – zoals ook blijkt uit de nu gepresenteerde opname van R Aquarii. (EE)
→ Dansen met de vijand
10 december 2018
Astronomen gebruiken sterverduisteringen om de atmosfeer te bestuderen van accretieschijven rond compacte sterren. SRON-onderzoekers hebben deze methode toegepast op röntgendubbelsterren met lage massa. Ze vinden een dikkere atmosfeer dan voorspeld en onderscheiden twee verschillende gascomponenten. De resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.
De twee componenten van een röntgendubbelster houden elkaar gevangen met hun aantrekkingskracht. Degene met de sterkere zwaartekracht ‘steelt’ materiaal van zijn begeleider en vormt een accretieschijf. De exacte omvang en geometrie van accretieschijven zijn op dit moment niet bekend. Nieuwe modellen en röntgenobservaties duiden op een dikkere schijf dan oudere theoretische modellen voorspellen. Op de schijf zou een uitgebreide atmosfeer kunnen liggen. Maar hoe zie je die zonder dat de felle röntgenstralen van de schijf de hele observatie overbelichten? Dit probleem kun je oplossen door een geschikte röntgendubbelster te vinden die onder een dermate gunstige hoek ligt dat de begeleidende ster de accretieschijf blokkeert.
SRON-astronomen Ioanna Psaradaki, Elisa Costantini en Missagh Mehdipour selecteerden samen met Maria Diaz Trigo van ESO de ‘eclipsing’ dubbelster EXO 0748-676 en bestudeerden hem met de röntgenruimtetelescoop XMM-Newton. Het team koos een dubbelsysteem van twee sterren met lage massa, omdat zwaardere sterren sterke wind uitblazen die moeilijk te onderscheiden is van accretiestromen. Op sommige momenten verdwenen de aantrekkende ster en zijn accretieschijf volledig uit het zicht achter de begeleidende ster, zodat de onderzoekers erin slaagden om een spectrum te krijgen van de rijke atmosfeer van de schijf.
De eclipsmethode stelde de astronomen in staat om de atmosfeer directer te observeren dan eerdere studies. Ze bevestigen dat de atmosfeer dikker moet zijn dan voorspeld en dat het gas in de uitgebreide atmosfeer voorkomt in twee verschillende vormen. De eerste gascomponent is heet, met een temperatuur vergelijkbaar met die van het onderste deel van de schijf. De tweede gascomponent is kouder en kleiner, en komt uit het buitenste gedeelte van de schijf. De onderzoekers vermoeden dat de tweede component bestaat uit klonters die zijn ontstaan uit de impact van de accretiestroom op de schijf.
‘De meest waarschijnlijke verklaring voor zo’n uitgebreide atmosfeer is dat de aantrekkende ster met zijn sterke röntgenstralen de buitenste delen van de accretieschijf foto-ioniseert,’ zegt Psaradaki. ‘Dit verschijnsel veroorzaakt thermische instabiliteit, terwijl het gas juist zoekt naar een stabiele oplossing. Die krijgt het als de schijf toeneemt in volume en zo een uitgebreide atmosfeer creëert, zoals blijkt uit onze resultaten.’
→ Origineel persbericht
29 november 2018
Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben de bevestiging opgeleverd dat de jets van een ster-in-wording hun smalle structuur te danken hebben aan magnetische velden. Dat jets een belangrijke rol spelen bij de vorming van nieuwe sterren werd al vermoed. Ze stellen een protoster in staat om materie op te nemen uit de hem omringende accretieschijf door impulsmoment af te voeren. Zou dat niet gebeuren, dan stokt de aanvoer van materie naar de ster. De onderzochte protoster, HH 211, maakt deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Perseus op ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde. De ster-in-wording is naar schatting pas 10.000 jaar oud en heeft twintig keer zo weinig massa als onze zon. Zijn beide jets, die loodrecht op de accretieschijf staan, zijn rijk aan siliciumoxidemoleculen. Met ALMA hebben de astronomen ingezoomd op het binnenste deel van een van de jets, waar de emissie van het siliciumoxidegas het helderst is. Uit de polarisatie die deze straling vertoont blijkt dat het een magnetisch veld is dat het gas tot een smalle jet bundelt. (EE)
→ Magnetic Fields Found in a Jet From a Baby Star
21 november 2018
Astronomen hebben een ster ontdekt die net zulk bizar helderheidsgedrag vertoont als ‘Tabby’s ster’ (genoemd naar astronoom Tabetha Boyajian). De onregelmatige helderheidsvariaties worden toegeschreven aan materiaal – van nog onbekende aard – dat rond ster cirkelt. De ster is opgespoord in het kader van de Vista Variables in the Via Lactea (VVV) survey – een systematische speurtocht naar veranderlijke sterren in het centrale deel van de Melkweg. Daarbij zijn tal van sterren ontdekt die plotselinge helderheidsuitbarstingen vertonen. Maar één ster deed juist het omgekeerde: hij werd in 2012 gedurende enige tijd juist zwakker. De ster, die de aanduiding VVV-WIT-07 heeft gekregen, lijkt veel ouder en roder te zijn dan onze zon, al kan die kleur ook te maken hebben met het feit dat het hart van de Melkweg zeer stofrijk is. Zeker is wel dat de helderheid van de ster in de zomer van 2012 in de loop van elf dagen geleidelijk afnam, om in de 48 dagen daarna te kelderen. ‘Iets’ leek driekwart van het sterlicht tegen te houden, maar wat? Bij Tabby’s ster (KIC 8462852), die vergelijkbaar gedrag vertoont, wordt de oorzaak gezocht bij een zwerm uiteenvallende kometen of een gordel van planetair puin. Maar eigenlijk is er nog geen sluitende verklaring voor de waargenomen helderheidsvariaties. Dat bracht sommige wetenschappers zelfs tot de suggestie dat de ster is omgeven door een kunstmatige megastructuur – een kolossaal ‘zonnepaneel’. Op basis van de beschikbare helderheidsgegevens van VVV-WIT-07 vermoeden de ontdekkers van deze ster dat deze volgend jaar opnieuw een aantal ‘verduisteringen’ zal vertonen. Dat zou de bevestiging zijn dat er een grote hoeveelheid materiaal om de ster cirkelt. (EE)
→ Have Astronomers Found Another "Alien Megastructure" Star? (Scientific American)
21 november 2018
Een team van wetenschappers heeft in het data-archief van de röntgensatellieten XMM-Newton (ESA) en Chandra (NASA) drie nog onbekende röntgenpulsars opgespoord. Daarbij is gebruik gemaakt van gegevens in een ander golflengtegebied: dat van de gammastraling. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren die bundels straling uitzenden. Terwijl zo’n neutronenster ronddraait kan een van zijn bundels met korte tussenpozen eventjes op de aarde gericht zijn. Hierdoor licht het object met onderbrekingen van enkele milliseconden tot seconden kortstondig op. De eerste pulsars werden op radiogolflengten ontdekt, maar inmiddels is bekend dat deze objecten allerlei soorten straling uitzenden, zij het in veel geringere hoeveelheden. Een van die soorten is gammastraling, zoals die door de NASA-satelliet Fermi wordt gedetecteerd. Fermi speurt de hele hemel af en heeft op die manier de afgelopen decennia meer dan tweehonderd ‘gammapulsars’ opgespoord. Van slechts ongeveer twintig daarvan is ook röntgenstraling waargenomen, terwijl naar verwachting sommige van deze objecten beide soorten straling zouden moeten uitzenden. Het probleem is echter dat, anders dan een gamma-detector die de hele hemel afspeurt, een röntgentelescoop precies op een object moet worden gericht. Aan de hand van een nieuw ontwikkeld model hebben de wetenschappers onlangs drie gammapulsars geselecteerd, waarvan de kans groot leek dat ze óók op röntgengolflengten zouden moeten knipperen. Vervolgens is het team de archieven van de röntgensatellieten XMM-Newton en Chandra in gedoken, om te zien of dat inderdaad het geval was. En met succes: van alle drie zijn niet alleen röntgenpulsen geregistreerd, maar de eigenschappen van de uitgezonden röntgenstraling bleken ook nog eens in goede overeenstemming te zijn met de voorspelling van het gebruikte model. Het team verwacht dan ook dat op deze manier nog meer röntgenpulsars kunnen worden opgespoord. (EE)
→ From Gamma Rays to X-Rays: New Method Pinpoints Previously Unnoticed Pulsar Emission
19 november 2018
Een zware ster in ons eigen Melkwegstelsel, op 'slechts' ca. 8000 lichtjaar afstand van de aarde, zal over relatief korte tijd (astronomisch gesproken!) mogelijk exploderen in een energierijke 'gammaflits'. Gammaflitsen zijn de krachtigste explosies in het heelal; tot nu toe zijn ze alleen in verre sterrenstelsels waargenomen.
Een internationaal team van radioastronomen onder leiding van Joseph Callingham van Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON) ontdekte een opmerkelijke stofspiraal rond de ster. Zulke spiraalvormige wolken ontstaan wanneer er sprake is van een zware dubbelster, bestaande uit twee zogeheten Wolf-Rayetsterren: grote, hete en lichtsterke sterren die krachtige 'sterrenwinden' het heelal in blazen en die op het punt staan hun leven op catastrofale wijze te beëindigen.
Uit de metingen, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, blijkt dat het stof snelheden van rond de 2 miljoen kilometer per uur heeft. Metingen met optische telescopen wijzen echter uit dat er ook sprake is van wegstromend heet gas met snelheden van ca. 12 miljoen kilometer per uur. De enige verklaring voor deze snelheidsverschillen is dat er vanuit de poolgebieden van de sterren ijl en heet gas met zeer hoge snelheid wordt weggeblazen, terwijl iets koeler en dichter gas en stof aan de evenaar een lagere uitstroomsnelheid heeft. Zo'n situatie doet zich voor wanneer een ster met extreem hoge snelheid om zijn as draait.
Onderzoek aan (lange) gammaflitsen heeft uitgewezen dat deze extreem krachtige explosies optreden wanneer zware, snel roterende sterren aan het eind van hun leven ineenstorten tot een zwart gat. De waarnemingen aan de dubbelster (door de onderzoekers Apep genoemd, naar een Egyptische slangengod) doen dan ook vermoeden dat het niet lang meer zal duren voordat ook hier sprake zal zijn van zo'n gammaflits - misschien niet meer dan enkele tienduizenden jaren. (GS)
→ Kosmische slang onthult hoe zware sterren sterven
19 november 2018
In het centrum van onze eigen Melkweg bevindt zich een zwart gat, genaamd Sagittarius A*. In afwachting van de eerste echte foto van een zwart gat, waarmee onder anderen sterrenkundigen van de Radboud Universiteit bezig zijn, bouwde Jordy Davelaar samen met collega’s alvast een Virtual Reality-simulatie (Computation Astrophysics and Cosmology, 19 november). In de simulatie (video) beweeg je rondom Sagittarius A*. Het licht dat je ziet, is afkomstig van materiaal dat als een draaikolk in het zwarte gat verdwijnt, en door de extreme omstandigheden een plasma wordt dat begint te gloeien. Dit licht wordt door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat vervormd en afgebogen. Een deel van het plasma verlaat de omgeving van het zwarte gat op hele hoge snelheid via een straalstroom of jet. Daarna volg je het pad dat een deeltje af zou kunnen leggen in zo’n plasmastroom; je beweegt in een spiraalvormige baan steeds verder naar binnen totdat je door de jet wordt ‘uitgespuugd’. Het doel van de simulatie is om een zo realistisch mogelijke weergave van de directe omgeving van Sagittarius A* te maken. De camera rekent op elk punt uit hoe de omgeving er uit zou zien als we in radiostraling zouden kunnen kijken.
→ Volledig persbericht
16 november 2018
Nieuw onderzoek, gebaseerd op infraroodwaarnemingen met de ruimtetelescoop Spitzer, heeft laten zien dat bij de explosie van een zware ster silica oftewel siliciumdioxide vrijkomt – een van de meest voorkomende mineralen op aarde. Silica is een belangrijk bestanddeel van bijvoorbeeld gesteenten, zand en (dus ook) glas. Silica komt zo’n beetje overal in het heelal voor, maar onduidelijk was waar het spul nu precies vandaan komt. Bij het nieuwe onderzoek is nu silica ontdekt in twee bekende restanten van supernova-explosies – Cassiopeia A en G54.1+0.3. In beide gevallen gaat het om een ster, veel zwaarder dan de zon, waarvan de kern ineenstortte toen de daar aanwezige nucleaire brandstof opraakte. Bij dat proces ontstaan allerlei zware elementen, waaronder silicium. Hoewel in het spectrum van Cassiopeia A eerder al spectraallijnen waren gezien die dicht bij die van silica lagen, werden die niet onmiddellijk als zodanig herkend. Dat bleek te liggen aan de vorm van de silicadeeltjes in de supernovarest: die zijn niet volmaakt rond, maar enigszins langwerpig. Hierdoor geven ze een iets andere spectrale ‘vingerafdruk’ dan verwacht. Toen dat eenmaal duidelijk was, kon met behulp van aanvullende gegevens van de Europese infraroodsatelliet ook een schatting worden gemaakt van de hoeveelheid silica die bij zo’n supernova-explosie vrijkomt. De conclusie is de ontploffende zware sterren genoeg silica de ruimte in blazen, om de grote verspreiding van dit mineraal te kunnen verklaren. (EE)
→ Exploding Stars Make Key Ingredient in Sand, Glass
16 november 2018
Een team onder leiding van Vardan Adibekyan van het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Portugal) heeft een nieuw ‘zusje’ van de zon opgespoord. De ster – HD 186302 – heeft hoogstwaarschijnlijk deel uitgemaakt van dezelfde gaswolk als waaruit onze zon is ontstaan. De sterren die deel hebben uitgemaakt van de sterrenhoop waartoe ook de zon heeft behoord, hebben zich in de loop van de miljarden jaren over het Melkwegstelsel verspreid, en zijn daardoor niet gemakkelijk meer te traceren. Bij de nieuwe zoektocht zijn 230.000 stellaire spectra gebruikt, die zijn verzameld in het kader van het AMBRE-project – een samenwerking van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en de Sterrenwacht van de Côte d’Azur. Met behulp van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia zijn daaruit de sterren geselecteerd die de juiste leeftijd en ruimtelijke snelheden hebben. Nou ja, sterren… Uiteindelijk bleef er dus maar één ster over: HD 186302. Hoewel deze ster in het persbericht zelfs een ‘tweelingzusje’ van de zon wordt genoemd, voldoet zij niet aan alle eisen. Haar temperatuur is daarvoor iets te laag. Zusjes van de zon zijn gewilde onderzoeksobjecten. Het onderzoek van de sterren kan ons meer leren over de omstandigheden waaronder onze eigen ster is ontstaan. Ook zouden zulke sterren goede kandidaten kunnen zijn voor de zoektocht naar buitenaards leven. Het is namelijk niet ondenkbaar dat de planeten van de sterren van de sterrenhoop waar de zon deel van heeft uitgemaakt levende organismen hebben uitgewisseld. Adibekyan en zijn collega’s willen HD 186302 dan ook op de aanwezigheid van planeten onderzoeken. (EE)
→ A solar sibling identical to the Sun
7 november 2018
Bevatten sterrenhopen sterren van meerdere generaties of niet? Nieuw onderzoek van de sterrenhoop M11, die uit sterren van verschillende leeftijden lijkt te bestaan, wijst toch op het laatste (Nature, 8 november). In M11 vertonen sterren van dezelfde helderheid een opvallende variatie in kleuren, c.q. temperaturen. Dat suggereert dat deze sterren verschillende leeftijden hebben. En dat is opmerkelijk omdat ervan wordt uitgegaan dat de sterren in zo’n sterrenhoop allemaal tegelijk en uit hetzelfde materiaal zijn ontstaan. Doorgaans wordt deze variatie verklaard door aan te nemen dat er toch enige spreiding is geweest in het ontstaansmoment van de sterren. Het nieuwe onderzoek van M11 heeft echter een andere verklaring opgeleverd: de kleurverschillen zijn waarschijnlijk het gevolg van verschillen in rotatietijd. Dit blijkt uit metingen van de rotatiesnelheden van de sterren in M11, die met de MMT-telescoop van de universiteit van Arizona zijn gedaan. Uit deze metingen blijkt dat de sterren in deze sterrenhoop niet allemaal even snel om hun as roteren. Daardoor kan de ene ster wat jonger lijken dan de andere, terwijl ze beide even oud zijn. Hoe sneller een ster ronddraait, des te beter wordt het waterstof – de ‘brandstof’ – in de ster door elkaar ‘geroerd’. Als gevolg hiervan komt er meer waterstof in de kern terecht en blijft de ster er langer ‘jong’ uitzien. (EE)
→ Aging a Flock of Stars in the Wild Duck Cluster
7 november 2018
Door een tientallen jaar oud raadsel op te lossen, heeft een internationaal team van astronomen een extreem hete magnetosfeer ontdekt rond een witte dwerg – het overblijfsel van een ster zoals onze zon (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 7 november). Aan het einde van hun bestaan stoten sterren zoals onze zon hun buitenste lagen af. Daardoor blijft een hete, compacte en dichte kern achter, die in de loop van de miljarden jaren geleidelijk afkoelt: een witte dwerg. De temperatuur aan het oppervlak van zo’n ster ligt veelal rond de 100.000 graden Celsius. Ter vergelijking: het oppervlak van onze zon heeft een temperatuur van 5800 graden. Sommige witte dwergen vertonen sporen van sterk geïoniseerde ‘metalen’ – de astronomische term voor alle elementen die zwaarder zijn dan helium. Dat is merkwaardig omdat de ionisatiegraad van deze elementen – het aantal elektronen dat ze zijn kwijtgeraakt – erop wijst dat ze tot een temperatuur van 1 miljoen graden Celsius zijn verhit. Bij spectraalwaarnemingen van de 1200 lichtjaar verre witte dwergster GALEXJ014636.8 + 323615 is nu een bijzondere ontdekking gedaan. De signatuur van de sterk geïoniseerde metalen in het spectrum van deze ster blijken variaties van zes uur te vertonen – een periode die overeenkomt met de rotatietijd van de witte dwerg. De astronomen vermoeden nu dat de witte dwerg omgeven is door een gordel van ultraheet gas dat door zijn magnetische veld bijeengehouden wordt. De hoge temperatuur van dat gas zou veroorzaakt zijn door schokken in deze magnetosfeer. (EE)
→ Ultra-hot gas around remnants of Sun-like stars
5 november 2018
Astronomen hebben een kleine, zwakke rode dwergster in het Melkwegstelsel ontdekt die mogelijk rond de 13,5 miljard jaar oud is - bijna even oud als het heelal zelf. Het feit dat de ster zich in de centrale, dunne Melkwegschijf bevindt, doet vermoeden dat ons Melkwegstelsel drie miljard jaar ouder is dan tot nu toe werd aangenomen. De ontdekking wordt gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
De ouderdom van de ster blijkt uit het zeer geringe gehalte aan elementen zwaarder dan waterstof en helium; de ster heeft nog vrijwel de 'pure' samenstelling van het pasgeboren heelal. Zwaardere elementen ('metalen' in astronomisch jargon) worden in de loop van de tijd gevormd door kernfusiereacties in het inwendige van sterren, maar in de prille jeugd van het heelal waren ze nauwelijks aanwezig. 2MASS J18082002-5104378 B, zoals het sterretje heet, is een zogeheten ultra metal poor star; hij ontstond kort nadat de allereerste sterren in het heelal hun korte leven beëindigden in supernova-explosies.
De meeste van de ca. 30 ultra-metaalarme sterren die tot nu toe bekend zijn, zijn qua massa vergelijkbaar met onze eigen zon. De nieuwe recordhouder heeft een massa van slechts één zevende van die van de zon. Hij beschrijft een baan rond een zwaardere ster, die eveneens weinig zware elementen bevat. Na de ontdekking van die zwaardere ster meenden sterrenkundigen aanvankelijk dat er een neutronenster of een zwart gat omheen cirkelde, maar nader onderzoek (o.a. met de Gemini South Telescope in Chili) heeft nu echter uitgewezen dat de begeleider een rode dwerg is.
De hoop is dat er in de toekomst meer lichte ultra-metaalarme sterren gevonden zullen worden. Onderzoek aan deze sterren biedt astronomen een unieke blik in de begindagen van ons Melkwegstelsel en van het heelal als geheel. (GS)
→ Johns Hopkins Scientist Finds Elusive Star with Origins Close to Big Bang
31 oktober 2018
Een team onder leiding van de Groningse astronoom Amina Helmi heeft met ESA’s Gaia-satelliet ontdekt dat ons sterrenstelsel, de Melkweg, niet in zijn eentje is gevormd maar in zijn vroege jeugd is samengesmolten met een ander groot stelsel (Nature, 1 november 2018). Gaia meet de positie, beweging en helderheid van sterren met een nauwkeurigheid die voorheen niet kon worden bereikt. De astronomen gebruikten 22 maanden aan waarnemingen en keken naar de 7 miljoen sterren waarvan de 3D-posities en -snelheden beschikbaar zijn. Ze ontdekten dat 33.000 van deze door de Melkweg bewegende sterren tot een opvallende collectie behoren. De sterren vielen op door hun langgerekte banen, die ze in vergelijking met de overige sterren van de Melkweg, in precies de tegenovergestelde richting doorlopen. Het enorme aantal sterren met afwijkend gedrag intrigeerde de astronomen en zij vermoedden dat dit iets met de ontstaansgeschiedenis van ons sterrenstelsel te maken zou kunnen hebben. Daarop hebben ze eerdere simulaties van het fuseren van twee grote sterrenstelsels vergeleken met de waarnemingen van Gaia, en die komen met elkaar overeen. Eerste auteur Amina Helmi: ‘De verzameling sterren die we met Gaia hebben gevonden heeft alle kenmerken die horen bij de overblijfselen van een galactische versmelting.’ De sterren behoorden dus ooit tot een ander sterrenstelsel, dat is opgeslokt door de Melkweg. Ze vormen nu het grootste deel van de binnenste halo, een gebied met oude sterren dat de centrale verdikking en de schijf van de Melkweg omgeeft. De galactische schijf zelf bestaat uit twee delen, een dunne en een dikke schijf. De dikke schijf bevat ongeveer 20 procent van de Melkwegsterren. Ten tijde van de botsing waren de sterren die nu in de dikke schijf zitten er al, maar de botsing zorgde ervoor dat de schijf werd opgeschud en dikker werd. Nadere analyse wijst erop dat het stelsel ongeveer zo groot moet zijn geweest als een van de Magelhaense Wolken, ongeveer 10 keer zo klein als de huidige Melkweg. Maar 10 miljard jaar geleden was de Melkweg zelf veel kleiner en daarom wordt de verhouding ten tijde van de versmelting geschat op 4:1. De astronomen hebben het opgeslokte stelsel Gaia-Enceladus gemunt, naar een van de Giganten in de Griekse mythologie, zoon van Gaia (de oermoeder, de aarde) en Uranus (de personificatie van de hemel).
→ Volledig persbericht
31 oktober 2018
ESO’s uiterst gevoelige GRAVITY-instrument heeft de al lang bestaande aanname dat er een superzwaar zwart gat in het centrum van de Melkweg huist verder onderbouwd. Nieuwe waarnemingen laten zien dat er gas met ongeveer 30% van de snelheid van het licht net buiten de waarnemingshorizon rondcirkelt. Het is voor het eerst dat er materiaal is waargenomen in een baan nabij het zwarte gat van waaruit er geen weg terug meer is. Het GRAVITY-instrument, dat deel uitmaakt van de Very Large Telescope (VLT)-interferometer, is ingezet om infraroodstraling waar te nemen die afkomstig is van de accretieschijf rond Sagittarius A* – het massarijke object in het hart van de Melkweg. De opvlammingen die dit materiaal vertoont verschaffen de langverwachte bevestiging dat het object in het centrum van onze Melkweg een superzwaar zwart gat is. De opvlammingen zijn afkomstig van materiaal dat heel dicht bij de waarnemingshorizon rond het zwarte gat cirkelt. Hoewel een deel van de materie in de accretieschijf – de gordel van gas die met relativistische snelheden om Sagittarius A* beweegt – veilig om het zwarte gat kan cirkelen, is alles wat te dichtbij komt gedoemd om voorbij de waarnemingshorizon te worden getrokken. De kleinste afstand tot het zwarte gat waarop materiaal kan rondcirkelen zonder onherroepelijk naar binnen getrokken te worden door de kolossale massa, wordt de binnenste stabiele baan genoemd. Dat is de plek waar de waargenomen opvlammingen hun oorsprong vinden.Eerder dit jaar hebben GRAVITY en SINFONI, een ander instrument van de VLT, al nauwkeurige metingen gedaan van de snelheid van de ster S2, terwijl deze door het extreme zwaartekrachtveld van Sagittarius A* scheerde. Daarbij werden voor het eerst de effecten waargenomen zoals Einsteins algemene relativiteitstheorie die voor zo’n extreme omgeving voorspelde. Tijdens de scheervlucht van S2 werd bij toeval ook een sterke emissie van infraroodstraling waargenomen.Deze straling, afkomstig van energierijke elektronen nabij het zwarte gat, was zichtbaar als drie opvallende heldere opvlammingen die exact in overeenstemming waren met theoretische voorspellingen van de hotspots zoals die rond een zwart gat van vier miljoen zonsmassa’s zouden ontstaan. Aangenomen wordt dat de opvlammingen worden veroorzaakt door magnetische interacties in het zeer hete gas dat op geringe afstand om Sagittarius A* cirkelt. (EE)
→ Meest gedetailleerde waarnemingen van materiaal dat nabij een zwart gat cirkelt
23 oktober 2018
Binnen hooguit een paar duizend jaar zal er in het centrum van de planetaire nevel M3-1, op ca. 14.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Grote Hond, waarschijnlijk een nova-explosie plaatsvinden - een thermonucleaire uitbarsting op het oppervlak van een witte dwergster waarbij die ster ongeveer een miljoen maal zo helder wordt als normaal. Dat blijkt uit gedetailleerd onderzoek aan de centrale ster van de planetaire nevel.
Planetaire nevels ontstaan wanneer sterren zoals de zon aan het eind van hun leven hun buitenste gaslagen de ruimte in blazen, waarna de ster ineenkrimpt tot een compacte witte dwerg. De asymmetrische vorm van M3-1 deed al vermoeden dat de centrale ster van deze planetaire nevel deel uitmaakt van een dubbelstersysteem. Dat is nu bevestigd door waarnemingen met telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili: de ster vertoont opvallende helderheidsvariaties, die veroorzaakt worden door periodieke onderlinge bedekkingen en verduisteringen van de twee componenten. De omlooptijd van de twee sterren blijkt slechts iets meer dan drie uur te zijn.
Uit vervolgonderzoek, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, blijkt dat de twee sterren (de witte dwerg en zijn relatief lichte begeleider) zo dicht bij elkaar staan dat ze elkaar bijna raken. Materieoverdracht van de gewone ster naar de witte dwerg zal uiteindelijk tot een nova-explosie leiden, is de verwachting.
Onduidelijk is nog hoe de twee sterren zo kort na de vorming van de planetaire nevel alweer op zo'n kleine onderlinge afstand terecht gekomen kunnen zijn. Theoretische modellen voorspellen dat dubbelsterren juist wijder worden nadat een van de twee componenten zijn buitenste gaslagen de ruimte in blaast. (GS)
→ Ultra-Close Stars Discovered Inside a Planetary Nebula
23 oktober 2018
→ Origineel persbericht
18 oktober 2018
Bij waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop is een hevige uitbarsting van een jonge rode dwergster opgemerkt – een zogeheten supervlam. De straling die daarbij vrijkwam was intenser dan die van de hevigste uitbarstingen van onze zon. Voor het leven op eventuele planeten rond de 125 lichtjaar verre ster zou zo’n supervlam fataal kunnen zijn, maar in de loop van zijn bestaan wordt een rode dwerg wel ‘rustiger’. De supervlam werd gedetecteerd tijdens een speciale, nog lopende waarneemcampagne, HAZMAT geheten, waarbij rode dwergsterren van uiteenlopende leeftijden worden bekeken. Dat gebeurt op ultraviolette golflengten, waarop deze sterren de meeste activiteit vertonen. Rode dwergsterren zijn de kleinste, langstlevende en meest voorkomende sterren in onze Melkweg. Aangenomen wordt dat supervlammen ontstaan wanneer magnetische veldlijnen van een ster zodanig verstrengeld raken, dat ze ‘knappen’ en vervolgens weer aansluiting zoeken. Bij zo’n ‘reconnectie’ komen enorme hoeveelheden energie vrij. Tot nu toe zijn in de waarneemcampagne alleen jonge rode dwergen bekeken. Het feit dat de supervlam al binnen één dag van waarnemingen werd opgetekend, toont volgens de betrokken astronomen aan dat dit soort uitbarstingen heel vaak voorkomen – dagelijks of misschien zelfs enkele keren per dag. Het vervolg van het HAZMAT-onderzoek zal moeten uitwijzen hoe het met oudere rode dwergen is gesteld. (EE)
→ ASU Astronomers Catch Red Dwarf Star in Superflare Outburst
18 oktober 2018
Waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra hebben de bevestiging opgeleverd dat de 19.000 lichtjaar verre supernovarest Kes 75 de jongste pulsar bevat die we kennen. De snelle rotatie en het sterke magnetische veld van de pulsar hebben een ‘wind’ van energierijke materie- en antimateriedeeltjes gegenereerd die zich met bijna de lichtsnelheid uit de voeten maken. Hierdoor is een bel van energierijke deeltjes ontstaan – een ‘pulsarwindnevel’. Als een zware ster al zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt, stort zijn kern in en blaast hij zijn buitenlagen weg. In veel gevallen laat zo’n supernova een zogeheten neutronenster achter. Deze snel roterende objecten hebben een sterk magnetisch veld en produceren twee vuurtorenachtige bundels van straling. Dat maakt dat astronomen de neutronenster als een snel knipperend object kunnen waarnemen: een pulsar. Er zijn de afgelopen vijftig jaar meer dan 2000 van deze kosmische ‘knipperbollen’ ontdekt. De pulsar in Kes 75 is de meest ‘verse’ pulsar die tot nu toe is opgespoord, zo blijkt uit waarnemingen met de Chandra-satelliet. Deze laten zien dat de pulsarwindnevel met een snelheid van 1000 kilometer per seconde opzwelt. Daaruit kan worden afgeleid dat Kes 75 vanaf de aarde gezien ongeveer 500 jaar geleden is ontstaan. Er zijn echter geen aanwijzingen dat betreffende supernova-explosie is waargenomen. Vermoedelijk komt dit doordat de ster schuilging achter dichte wolken van stof en gas. (EE)
→ Milky Way’s Youngest Pulsar Exposes Secrets of Star’s Demise
10 oktober 2018
Astronomen van de universiteit van Lund (Zweden) en Californië hebben een verklaring gevonden voor een recent raadsel in het centrum van onze Melkweg. Het betreft de hoge concentraties van een drietal elementen die afgelopen voorjaar nabij het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum leken te zijn ontdekt. Die hoge concentraties zijn maar schijn. Afgelopen voorjaar meldden onderzoekers dat rode reuzensterren in de nabijheid van het kolossale zwarte gat in het centrum van de Melkweg opvallend veel scandium, vanadium en yttrium bevatten. Er werden allerlei verklaringen voor bedacht, bijvoorbeeld dat de betreffende sterren waren ontwricht door de zwaartekracht van het zwarte gat. Nieuw onderzoek heeft een geheel andere verklaring opgeleverd. De spectraallijnen die tot de vermeende ontdekking hebben geleid geven een vertekend beeld. Spectraallijnen worden gebruikt om de chemische samenstelling van een ster te kunnen vaststellen. Daarbij wordt element gekenmerkt door zijn eigen specifieke spectraallijnen. Veelal is het zo dat de ‘sterkte’ van een spectraallijn een maat is voor de concentratie van het bijbehorende element. Maar er zijn meer factoren die de sterkte van een spectraallijn beïnvloeden, waaronder de temperatuur. In nauwe samenwerking met atoomfysici zijn de astronomen nu tot de conclusie gekomen dat de spectraallijnen van scandium, vanadium en yttrium in het licht van rode reuzensterren geen betrouwbaar beeld geven van de hoeveelheden van deze elementen. Dat zou te maken hebben met de relatief lage temperaturen van deze sterren, die rond de 3000 graden Celsius liggen. Hoe lager de temperatuur, des te sterker worden de lijnen van de elementen in kwestie. Dat er met de rode reuzensterren in het galactisch centrum niets bijzonders aan de hand is, wordt tevens bevestigd door spectraalonderzoek van koele reuzen in onze naaste omgeving. Ook die vertonen bijvoorbeeld schijnbaar verhoogde concentraties scandium, terwijl er geen zwart gat in de buurt is. (EE)
→ Researchers solve mystery at the centre of the Milky Way
8 oktober 2018
Astronomen hebben een van de oudste sterren in het Melkwegstelsel ontdekt. Sterren die in de prille jeugd van het heelal ontstonden, bestaan vrijwel volledig uit de elementen waterstof en helium, en bevatten nauwelijks zwaardere elementen. Pas in de loop van de kosmische geschiedenis zijn er (door kernfusieprocessen in het inwendige van sterren) zwaardere elementen gevormd, die vervolgens ook deel gaan uitmaken van latere generaties sterren. In de atmosfeer van onze eigen zon (die 'pas' 4,6 miljard jaar oud is), bedraagt het gehalte aan elementen zwaarder dan waterstof en helium bijvoorbeeld zo'n 2 procent.
De hoeveelheid zware elementen in de buitenlagen van de ster Pristine_221.8781+9.7844 is echter nog eens ruim tienduizend maal zo klein. De ster is ontdekt in het kader van de Pristine-survey, waarbij speciale kleurfilters worden gebruikt op de 3,6-meter Canada-France-Hawaii Telescope op Mauna Kea, Hawaii, om sterren op te sporen met een zo 'primitief' mogelijke atmosferische samenstelling. De ontdekking van de ster is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Journey to the Beginning of Time
8 oktober 2018
De 'nieuwe ster' die in het jaar 1670 plotseling verscheen in het sterrenbeeld Zwaan was geen gewone nova. Dat blijkt uit onderzoek van het restant van de sterexplosie met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Gewone nova's zijn thermonucleaire explosies aan het oppervlak van een compacte witte dwergster, die ontstaan doordat gas van een begeleidende ster op de witte dwerg valt. In het geval van de nova uit 1670 ging het volgens de onderzoekers echter om de botsing van een witte dwerg en een bruine dwerg.
Witte dwergen zijn de kleine, extreem compacte overblijfselen van sterren zoals onze eigen zon. Ze zijn niet veel groter dan de aarde, maar in massa vergelijkbaar met de zon. Een bruine dwerg is een stuk groter, maar veel minder zwaar: het is een gasbol ter grootte van Jupiter (en enkele tientallen malen zo zwaar als die reuzenplaneet), waarvan de temperatuur in het binnenste niet hoog genoeg is voor de spontane kernfusie van waterstofatomen.
Door het licht te bestuderen van sterren die zich áchter het nova-restant bevinden, werd ontdekt dat er in dat expanderende overblijfsel lithiumatomen voorkomen. Lithium is in kleine hoeveelheden ontstaan tijdens de oerknal, maar wordt in 'gewone' sterren snel en effectief omgezet in zwaardere elementen. In bruine dwergen kan lithium echter 'overleven'. Ook de relatieve hoeveelheden van verschillende isotopen van koolstof, zuurstof en stikstof in het nova-restant wijzen uit dat de explosie van 1670 moet zijn ontstaan toen de bruine dwerg uiteen werd gerukt door de getijdenkrachten van de witte dwerg. (GS)
→ When Is a Nova Not a 'Nova'? When a White Dwarf and Brown Dwarf Collide
3 oktober 2018
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om de zeer energierijke straling te detecteren van een bijzonder stersysteem in onze Melkweg. Het gaat om de ‘microquasar’ SS 433 – een zwart gat dat materie opslokt van een begeleidende ster en twee ‘jets’ van hoogenergetische deeltjes en straling terug de ruimte in blaast. De nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de krachtige gammastraling die daarbij vrijkomt wordt geproduceerd door extreem snelle elektronen die aan de uiteinden van de jets interacties aangaan met de kosmische achtergrondstraling (Nature, 4 oktober). SS 433 is een van de ongeveer tien microquasars die tot nu toe in onze Melkweg zijn ontdekt. Met een afstand van ongeveer 15.000 lichtjaar is hij een van de meest nabije en meest onderzochte. Daarnaast is hij een van de weinige microquasars in de Melkweg die gammastraling blijken uit te zenden. Deze straling is waargenomen met de High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory (HAWC). Deze ‘gammatelescoop’ bestaat uit meer dan 300 watertanks, hoog op de Sierra Negra, een vulkaan in het zuiden van Mexico. Hij detecteert de gammastraling die uit het heelal komt niet rechtstreeks, maar via de deeltjesregens die ontstaan wanneer deze straling in botsing komt met atomen in de aardatmosfeer. Uit de HAWC-waarnemingen blijkt dat de gammastraling van SS 433 niet afkomstig is van het centrale deel van het stersysteem, waar zich het zwarte gat en de naburige ster bevinden, maar van de uiteinden van de jets. Daaruit leiden de onderzoekers af dat de daar aanwezige elektronen kolossale snelheden hebben. Deze elektronen komen uiteindelijk in ‘botsing’ met de zwakke kosmische achtergrondstraling – de alomaanwezige warmtestraling die kort na de oerknal werd uitgezonden. Bij deze interactie, die inverse comptonverstrooiing wordt genoemd, komt extreem energierijke gammastraling vrij. Het is voor het eerst dat dit type straling bij SS 433 is waargenomen. Maar daarmee is de werking van dit bijzondere stersysteem nog niet volledig verklaard. Hoe de elektronen die deze straling veroorzaken hun extreem hoge snelheden hebben verkregen is namelijk onduidelijk. (EE)
→ Mountaintop observatory sees gamma rays from exotic Milky Way object
2 oktober 2018
De Leidse astronomen Elena Maria Rossi, Tomasso Marchetti en Anthony Brown hebben in de tweede datarelease van de Europese ruimtetelescoop Gaia twintig tot nu toe onbekende hogesnelheidssterren ontdekt - sterren die zo snel bewegen dat ze onmogelijk 'vastgehouden' kunnen worden door het zwaartekrachtveld van ons Melkwegstelsel. Opmerkelijk genoeg bewegen de meeste van die sterren naar ons Melkwegstelsel toe in plaats van er vanaf. Dat doet vermoeden dat het om binnendringers gaat die afkomstig zijn uit andere sterrenstelsels.
Eerder ontdekte hogesnelheidssterren vliegen het Melkwegstelsel juist uit. Mogelijk zijn ze versneld door een zwaartekrachtwisselwerking met het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg. Dat kan niet het geval zijn voor de snelle sterren die op ons Melkwegstelsel af racen. Hun exacte herkomst is echter nog niet duidelijk.
Mogelijk zijn ze afkomstig uit de Grote Magelhaense Wolk, een van de kleine satellietstelsels van de Melkweg. Het is ook denkbaar dat ze uit andere, verder weg gelegen sterrenstelsels komen. Ze kunnen versneld zijn door een interactie met een zwaar zwart gat, of afkomstig zijn uit een dubbelstersysteem waarvan de tweede ster als supernova is geëxplodeerd. Ook is het mogelijk dat de snelle sterren hun oorsprong vinden in de uitgestrekte halo van ons eigen Melkwegstelsel, en hun hoge snelheid te danken hebben aan de wisselwerking met een van de kleinere dwergstelsels in die halo.
Toekomstig onderzoek aan de scheikundige samenstelling van de hypersnelle sterren moet uitsluitsel geven over hun herkomst. Als ze binnendringers zijn uit een ander, ver verwijderd sterrenstelsel, bieden ze een unieke gelegenheid om de 'bewoners' van andere sterrenstelsels van relatief nabij te bestuderen.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Gaia Spots Stars Flying Between Galaxies
26 september 2018
Een team astronomen onder leiding van de Amsterdamse promovendus Jakob van den Eijnden heeft met de Very Large Array (VLA) voor het eerst een sterk magnetische neutronenster waargenomen die jets produceert. Het team publiceerde vorig jaar al twee artikelen waarin aannemelijk werd gemaakt dat dit tot de mogelijkheden zou behoren, hoewel het volgens de theorie niet kan. De radiostraling gedraagt zich tijdens de uitbarsting precies zoals in jets die bekend zijn van andere bronnen, zoals zwarte gaten of neutronensterren met een zwak magneetveld (Nature, 27 september). Jets zijn energierijke plasmastromen die met hoge snelheid uit de directe omgeving van accreterende zwarte gaten of neutronensterren de ruimte in worden geblazen. ‘Accreterend’ wil zeggen dat de neutronenster materiaal (gas) opslokt van zijn begeleidende (gewone) ster. Jets zijn al tientallen jaren bekend, maar tot nu toe waren ze nog nooit gezien bij neutronensterren met een sterk magneetveld. De heersende overtuiging was dat het sterke magneetveld de vorming van plasmastromen tegenhoudt, doordat het gas niet dicht genoeg bij de neutronenster kan komen. Jets zijn belangrijk omdat ze grote hoeveelheden materie de ruimte in spuwen, wat een grote impact kan hebben op de directe omgeving. Daarbij spelen jets mogelijk ook een belangrijke rol in de evolutie van röntgendubbelsterren. Het is daarom van groot belang om te begrijpen hoe jets worden geproduceerd en hoeveel materie ze precies de ruimte in blazen. Radiowaarnemingen van Swift J0243, een sterk magnetische neutronenster die pas in oktober 2017 is ontdekt, hebben nu laten zien dat diens radiospectrum gelijk is aan dat van andere bronnen en ook op dezelfde manier varieert. ‘We hebben dus echt voor het eerst een jet waargenomen van een neutronenster met een sterk magneetveld,’ aldus Van den Eijnden. De bestaande theorieën, die zeggen dat dit onmogelijk is, kunnen overboord. Maar het resultaat sluit wel mooi aan bij een recent ontwikkeld model, waarin de vorming van jets op een heel andere manier wordt voorspeld, en waarin het magneetveld geen probleem is.
→ Volledig persbericht
20 september 2018
Onderzoekers hebben ontdekt dat zonachtige sterren dezelfde ‘differentiële’ rotatie vertonen als onze zon. Dat betekent dat hun rotatieperiode aan de evenaar kleiner is dan daarboven en daaronder. Het verloop in rotatieduur is wel groter dan bij de zon – groter ook dan theoretisch werd verwacht (Science, 21 september). Net als onze zon zijn sterren draaiende bollen van heet gas. Daardoor roteren ze niet als een vaste bol: hun rotatieperiode varieert met de breedtegraad. Dit effect, dat differentiële rotatie wordt genoemd, wordt verantwoordelijk gehouden voor de opwekking van magnetische velden en daarmee ook voor het ontstaan van sterrenvlekken – donkere, koelere gebieden op het oppervlak van de ster. Onze zon heeft aan haar evenaar een rotatieperiode van ongeveer 25 dagen. Naar de polen toe loopt dit geleidelijk op naar 31 dagen. Maar hoe zit dat bij andere sterren? Om dat te onderzoeken heeft een team van Duitse en Amerikaanse astronomen de rotatie van 40 sterren onderzocht die qua massa op onze zon lijken. Van 13 van deze sterren kon de differentiële rotatie ook daadwerkelijk worden gemeten. Daarbij is gebruik gemaakt van gegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, die sterren normaal gesproken onderzoekt op de aanwezigheid van planeten. Zoals gezegd blijkt uit de metingen dat deze sterren – zoals verwacht – ook differentiële rotatie vertonen. Dat het verschil tussen de rotatieperiode aan de evenaar en verder daarvandaan vaak groter is dan bij onze zon komt echter als een verrassing. En een verklaring daarvoor ontbreekt nog. (EE)
→ A new twist on stellar rotation
19 september 2018
De passage van een klein sterrenstelsel, ongeveer 500 miljoen jaar geleden, heeft de banen van sterren in de buurt van de zon flink verstoord. Deze opvallende ontdekking laat zien dat invloeden van buitenaf veel belangrijker zijn voor de vorm de Melkweg dan tot nu toe werd aangenomen (Nature, 20 september). ‘De schijfvormige structuur in de buurt van de zon is verschoven – iets heeft er een flinke trap tegen gegeven’, aldus hoogleraar sterrenkunde Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen en medeauteur van het Nature-artikel. De ontdekking is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die de posities en bewegingen van vele miljoenen sterren in onze Melkweg heeft gemeten. Door de banen van deze sterren te plotten werd een structuur als een slakkenhuis zichtbaar. Daaruit blijkt dat een flink deel van de sterren niet alleen ronddraait in het vlak van de Melkwegschijf maar ook erboven, wat leidt tot een spiraalvormige structuur. ‘Zo’n ‘slakkenhuis’ is niet eerder waargenomen’, zegt hoofdauteur Teresa Antoja van de Universiteit van Barcelona. Uit de vorm ervan heeft ze afgeleid wanneer de verstoring die voor deze structuur heeft gezorgd moet hebben plaatsgevonden: tussen de 300 en 900 miljoen jaar geleden, vermoedelijk rond 500 miljoen jaar. Dat valt samen met een nabije passage van het Sagittarius-dwergstelsel, dat op dit moment een koers volgt waardoor het ergens in de komende 500 miljoen jaar door de Melkweg zal worden opgeslokt. De grootte van de verstoring heeft de astronomen verrast. Tot nu toe werd aangenomen dat dit soort verstoringen relatief klein zouden zijn. De massa van de Sagittarius-dwerg is immers tienduizend keer zo klein als die van de Melkweg. ‘We hebben de dynamiek van de Melkweg altijd bestudeerd zonder rekening te houden met dit soort externe invloeden, alsof ieder sterrenstelsel in een eigen privé-universum bestaat. Dat blijkt dus niet juist te zijn’, concludeert Helmi. ‘We moeten dit op een of andere manier opnemen in de modellen die de evolutie van sterrenstelsels beschrijven – al weet ik nog niet hoe dat moet.’
→ Oorspronkelijk persbericht
17 september 2018
De nabije röntgenpulsar RX J0806.4-4123 wordt mogelijk omgeven door een kolossale roterende stofschijf. Dat schrijven astronomen vandaag in The Astrophysical Journal, op basis van infraroodwaarnemingen aan de pulsar die verricht zijn met de Hubble Space Telescope. Het is voor het eerst dat er 'uitgebreide' infrarood-emissie is gedetecteerd bij een pulsar.
Pulsars (pulsating stars) zijn snel rondtollende neutronensterren - de kleine, supercompacte restanten van zware reuzensterren die hun leven beëindigd hebben in een catastrofale supernova-explosie. Zo'n neutronenster zendt bundels van straling en deeltjes het heelal in, die in sommige gevallen als vuurtorenbundels over de aarde zwiepen. In dat geval kan de neutronenster 'gezien' worden als een pulsar - meestal op radiogolflengten, in zichtbaar licht of in röntgenstraling.
Dat RX J0806.4-4123 ook infraroodstraling uitzendt (afkomstig uit een gebied met een geschatte middellijn van zo'n 30 miljard kilometer) doet vermoeden dat de pulsar wordt omgeven door een platte, roterende schijf van relatief warm stof. Het zou kunnen gaan om materiaal van de geëxplodeerde ster dat weer terug is gevallen naar de neutronenster.
Een andere mogelijke verklaring is dat de pulsar een 'wind' van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in blaast, die in wisselwerking treedt met omringend gas in het Melkwegstelsel, en daardoor infraroodstraling produceert. Zo'n pulsarwind is echter nooit eerder uitsluitend op infraroodgolflengten waargenomen. (GS)
→ Hubble Uncovers Never Before Seen Features Around a Neutron Star
17 september 2018
Sterrenkundigen hebben de massa's bepaald van Epsilon Indi B en C, twee bruine dwergen die samen een baan beschrijven rond de 'gewone' ster Epsilon Indi A, op 12 lichtjaar afstand aan de zuidelijke sterrenhemel. De massa's konden afgeleid worden uit precisiemetingen aan de baanbeweging van de twee objecten. De bruine dwergen blijken respectievelijk 75 en 70 maal zo zwaar te zijn als de planeet Jupiter.
Bruine dwergen zijn 'mislukte' sterren: ze hebben onvoldoende massa (en daardoor een te lage druk en temperatuur in het centrum) om spontane kernfusiereacties van waterstof in hun inwendige op gang te brengen. Ze zenden vooral infrarode straling (warmtestraling) uit, en slechts een klein beetje zichtbaar licht. Theoretische modellen voorspellen dat bruine dwergen niet zwaarder kunnen zijn dan ca. 70 Jupitermassa's. Boven die drempelwaarde komen er volgens de modellen wél spontane fusiereacties van waterstof op gang, en is er dus sprake van een 'echte' ster.
Uit directe waarnemingen van de twee objecten blijkt overduidelijk dat het bruine dwergen zijn en geen gewone sterren, maar met name Epsilon Indi B blijkt significant zwaarder te zijn dan de theoretische grens van 70 Jupitermassa's. De nieuwe resultaten, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, doen vermoeden dat de bestaande modellen aanpassing behoeven. (GS)
→ When Is a Star Not a Star?
13 september 2018
Een internationaal team van wetenschappers heeft een manier ontwikkeld om de geboorteplaatsen van de sterren in onze Melkweg te achterhalen. Een van de resultaten is dat de pas gevormde zon zich 2000 lichtjaar dichter bij het galactisch centrum bevond dan nu (ca. 25.000 lichtjaar). Om de migratiegeschiedenis van sterren te kunnen reconstrueren, hebben de wetenschappers een methode bedacht die gebruik maakt van de leeftijden en chemische samenstellingen van sterren. De methode berust op het gegeven dat de stervorming in een galactische schijf zich geleidelijk naar buiten verplaatst, waardoor opeenvolgende generaties van sterren chemische verschillen gaan vertonen. Concreet betekent dit dat als de leeftijd en bijvoorbeeld het ijzergehalte van een ster heel nauwkeurig bekend zijn, direct een schatting kan worden gemaakt van zijn positie in de galactische schijf ten tijde van zijn ontstaan. Toegepast op 600 sterren in de naaste omgeving van onze zon heeft de methode uitgewezen dat deze sterren zo’n beetje van overal in de galactische schijf afkomstig zijn. En hoe ouder de ster, des te dichter lag zijn ontstaansplek bij het galactische centrum. (EE)
→ Uncovering the Birthplaces of Stars in the Milky Way
12 september 2018
Nieuw onderzoek onder leiding van Stella Offner van de universiteit van Texas in Austin wijst erop dat magnetische golven een belangrijke rol spelen bij de vorming van nieuwe sterren. Haar berekeningen laten zien dat deze golven een veel groter bereik hebben dan tot nu toe werd aangenomen (Nature Astronomy, 11 september). Offner heeft een supercomputer gebruikt om modellen te maken van de vele processen die zich afspelen in grote wolken van gas waarin zich sterren aan het vormen zijn. In deze wolken spelen zich allerlei verschillende fysische processen tegelijk af, zoals zwaartekracht, turbulentie, en straling en winden van reeds gevormde sterren. De vraag die zij wilde beantwoorden is waarom de waargenomen bewegingen in zo’n gaswolk zo hevig zijn. Volgens sommige astronomen is dat vanwege de gravitationele collaps – het ‘in elkaar storten’ van de gaswolk onder zijn eigen zwaartekracht. Anderen zoeken de oorzaak bij turbulenties en sterrenwinden. De computermodellen lieten iets onverwachts zien: de energie die vrijkomt bij de interacties tussen sterrenwinden en het magnetische veld van de gaswolk heeft een veel grotere uitwerking dan tot nu toe werd aangenomen. De magnetische velden fungeren als elastieken die zich over de hele wolk uitstrekken, en de sterrenwinden als vingers die de elastieken ‘bespelen’. Op deze manier ontstaan golven die zich sneller verplaatsen dan de sterrenwind en op grote afstanden bewegingen veroorzaken. Op die manier oefenen pas gevormde sterren een sterkere invloed uit op hun omgeving dan gedacht. Als volgend stap wil Offner onderzoeken of dit proces zich beperkt tot gaswolken of dat het ook van invloed is op veel grotere structuren, zoals complete sterrenstelsels. (EE)
→ Magnetic Waves Create Chaos in Star-Forming Clouds
7 september 2018
Begin 2017 maakte de Amerikaanse astronoom Larry Molnar van Calvin College bekend dat hij en zijn team twee sterren hadden ontdekt die op zo’n geringe afstand om elkaar wentelden, dat het binnen enkele jaren tot een botsing zou komen. Dat zou resulteren in een hevige explosie, een zogeheten rode nova. Nieuw onderzoek ondergraaft deze voorspelling echter. Het gaat om de dubbelster KIC 9832227, die op een afstand van ongeveer 1800 lichtjaar in het sterrenbeeld Zwaan staat. De beide sterren van de dubbelster doen er slechts 11 uur over om één keer om elkaar heen te draaien. De twee zouden elkaar inmiddels al zo dicht genaderd dat ze een gezamenlijke atmosfeer hebben ontwikkeld. Hierdoor zouden ze geleidelijk worden afgeremd en elkaar dichter gaan naderen. Doordat de twee sterren vanaf de aarde gezien tijdens elke omloop voor elkaar langs bewegen, kunnen eventuele veranderingen in hun omlooptijd relatief gemakkelijk worden gemeten. De voorspelling die Molnar vorig jaar deed was gebaseerd op een aantal reeksen van zulke metingen, die de periode 2007-2013 besloegen. Verder was er nog één meetpunt uit 1999, en dáár ging het mis...Quentin Socia van San Diego State University heeft het afgelopen jaar gezocht naar nog meer oude meetpunten. Daarbij kwam hij tot de ontdekking dat het meetpunt uit 1999, dat een cruciale rol speelde bij Molnars voorspelling, nogal afweek van meetwaarden uit 2003. De afwijking, die precies een uur bedroeg, blijkt terug te voeren zijn op een drukfout in het artikel waarin de gegevens van 1999 werden gepubliceerd. Dat is jammer voor Molnar, die zijn voorspelling van een naderende stellaire catastrofe de mist in ziet gaan. Maar ook na deze correctie vertoont de omlooptijd van beide sterren momenteel een duidelijke afname. Er is dus wel degelijk iets vreemds aan de hand met KIC 9832227, maar dat het rond 2022 tot een botsing komt, lijkt niet langer waarschijnlijk. (EE)
→ Team of Researchers Challenge Bold Astronomical Prediction
17 augustus 2018
In de directe omgeving van een pasgeboren ster in de Kattepootnevel (NGC 6334I), op 4300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen, zijn jets ('straalstromen') van stoom ontdekt, enigszins vergelijkbaar met de stoom die uit een fluitketel wordt geblazen. De hete watermoleculen worden in twee tegenovergestelde richtingen de ruimte in geblazen, maar de stoom-jets vallen qua richting niet precies samen met eerder ontdekte (en langere) jets van materiaal in het stervormingsgebied; mogelijk zijn ze pas vrij recent ontstaan.
De ontdekking, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, is gedaan met de Band 10-ontvangers van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili. Deze ontvangers, deels ontwikkeld door het Kapteyn-laboratorium in Groningen, detecteren hoogfrequente, kortgolvige millimeterstraling in het grensgebied van infraroodstraling en radiostraling. Het gaat om elektromagnetische straling met golflengten tussen 0,3 en 0,4 millimeter en met frequenties tussen 787 en 950 gigahertz.
ALMA heeft in het stervormingsgebied ook de aanwezigheid vastgesteld van een enorme verscheidenheid aan organische moleculen, waaronder glycolaldehyde, een aan suikers verwant molecuul. Dankzij de enorme gevoeligheid van ALMA zijn meer dan tien maal zoveel spectraallijnen gedetecteerd dan er enkele jaren in hetzelfde gebied zijn gevonden door de Europese ver-infraroodkunstmaan Herschel.
De nieuwe ontdekking - een van de eerste wetenschappelijke resultaten behaald met de Band 10-ontvangers - toont opnieuw aan dat water en organische (koolstofhoudende) moleculen in grote hoeveelheden aanwezig zijn in jonge stervormingsgebieden. (GS)
→ First Science with ALMA’s Highest-Frequency Capabilities
16 augustus 2018
De beweging van gas en stof in de directe omgeving van Sagittarius A* - het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel - wordt in belangrijke mate beïnvloed door het (relatief zwakke) magnetisch veld ter plaatse. Dat werd al lange tijd vermoed, maar is nu voor het eerst bevestigd door metingen.
Het zwarte gat (ca. 4 miljoen maal zo zwaar als de zon) wordt omgeven door een dikke 'ring' van koel moleculair gas en stof - de circumnucleaire schijf. Binnen die ring is een 'mini-spiraal' ontdekt van heet geïoniseerd gas, waarin zogeheten 'streamers' voorkomen. De circumnucleaire schijf wordt algemeen beschouwd als het belangrijkste 'voedselreservoir' voor het zwarte gat.
Metingen aan de polarisatie van stofdeeltjes met behulp van de 15-meter James Clerk Maxwell Telescope op Mauna Kea, Hawaii (een schotelantenne voor het bestuderen van straling op millimieter-golflengten), hebben nu aangetoond dat de oriëntatie van het magnetisch veld geassocieerd is met die van de circumnucleaire schijf. De binnenste magnetische veldlijnen blijken bovendien samen te vallen met de structuur van de mini-spiraal. Dat bevestigt het idee dat magnetische velden een belangrijke rol spelen bij de toevoer van materiaal naar het centrale zwarte gat. Hetzelfde effect zal naar verwachting een rol spelen bij de zwarte gaten in de kernen van andere sterrenstelsels. (GS)
→ Discovering Magnetized Inflow Accreting to the center of Milky Way Galaxy
10 augustus 2018
Leerlingen van een middelbare school in de Italiaanse plaats Saronno, nabij Milaan, hebben een merkwaardige röntgenuitbarsting ontdekt die in 2005 plaatsvond in de bolvormige sterrenhoop NGC 6540. De leerlingen waren enkele weken te gast op het Italiaanse Nationaal Instituut voor Astrofysica (INAF) in Milaan, waar ze de mogelijkheid kregen om waarnemingen te analyseren van de Europese röntgenkunstmaan XMM-Newton. Daarbij ging het om ongeveer een half miljoen kosmische röntgenbronnen uit de EXTraS-catalogus (Exploring the X-ray Transient and variable Sky) - bronnen die in de loop van de tijd helderheidsvariaties vertonen.
De scholieren selecteerden en analyseerden 200 potentieel interessante veranderlijke röntgenbronnen, waarbij ze op de merkwaardige uitbarsting in de bolhoop stuitten. Binnen slechts een paar minuten nam de röntgenhelderheid van deze bron toe met een factor 50, om vervolgens in even korte tijd weer af te zwakken tot het oorspronkelijke niveau.
Volgens röntgenastronomen van INAF is nog niet duidelijk om wat voor object het zou kunnen gaan. Gewone uitbarstingen aan het oppervlak van sterren duren normaal gesproken veel langer, terwijl röntgenexplosies op compacte objecten zoals neutronensterren doorgaans enorm veel krachtiger zijn.
De waarnemingen zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Students digging into data archive spot mysterious X-ray source
9 augustus 2018
Bij de zoektocht naar leven buiten ons zonnestelsel kan de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri wel worden overgeslagen. Tot die conclusie komen Amerikaanse wetenschappers op basis van waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. Op zich leek Omega Centauri niet zo’n slechte plek voor de ontwikkeling van leven. De bolhoop op 16.000 lichtjaar van de aarde bestaat uit 10 miljoen sterren, waarvan vele planeten zouden kunnen hebben. Het probleem is echter dat de onderlinge afstanden tussen de sterren in de bolhoop heel klein zijn: gemiddeld maar 0,16 lichtjaar. Dat betekent dat de sterren zo eens in de miljoen jaar in elkaars ‘vaarwater’ komen. De daarbij optredende zwaartekrachtsinteracties maken dat de omloopbanen van eventuele planeten, en daarmee ook hun klimatologische omstandigheden, niet stabiel zijn. Datzelfde geldt natuurlijk ook voor andere bolvormige sterrenhopen waarin de sterren zo dicht op elkaar zitten. (EE)
→ Omega Centauri Unlikely to Harbor Life
8 augustus 2018
Chinese astronomen hebben, met behulp van de LAMOST-telescoop, een opgezwollen ster ontdekt die bijzonder rijk is aan lithium: TYC 429-2097-1. Zulke sterren zijn heel schaars, en dat laat zich moeilijk rijmen met de bestaande modellen van de oerknal (Nature Astronomy, 6 augustus). Lithium is een van de drie elementen die bij de oerknal gevormd zouden zijn – de andere zijn waterstof en helium. Bij de meeste sterren zijn de gedetecteerde hoeveelheden lithium echter heel gering. Er zijn maar weinig lithiumrijke reuzensterren bekend. Dat laatste wil echter niet per se zeggen dat er ook werkelijk een tekort aan lithium in het heelal is. De samenstelling van sterren wordt bepaald aan de hand van spectroscopisch onderzoek, en dat beperkt zich tot buitenste lagen van de ster. Met TYC 429-2097-1 is echter iets bijzonders aan de hand. De ster bevindt zich in een fase waarin de materie in zijn inwendige flink door elkaar wordt geklutst. Blijkbaar heeft de beroering in het sterinwendige ervoor gezorgd dat er meer lithium aan de oppervlakte komt. Dat versterkt het vermoeden dat sterren meer lithium bevatten dan op het eerste gezicht lijkt. TYC 429-2097-1 staat in het sterrenbeeld Slangendrager en is 4500 lichtjaar verwijderd van de aarde. (EE)
→ Chinese Astronomers Discover Giant Star Rich in Lithium
7 augustus 2018
Met de planetaire nevel HuBi 1 is iets bijzonders aan de hand: hij lijkt binnenstebuiten te zijn gekeerd (Nature Astronomy, 6 augustus). Een planetaire nevel bestaat uit gas dat door een ‘opgebrande’ zonachtige ster is uitgestoten. Bij dat proces krimpt de ster zelf ineen tot een hete witte dwergster. De straling van zo’n witte dwerg ioniseert het eerder uitgestoten gas van binnenuit. Daarop begint dat gas te gloeien en krijgen we een planetaire nevel te zien. Bij planetaire nevel HuBi 1 is het gas aan de binnenkant echter minder geïoniseerd dan dat aan de buitenkant. Tegelijkertijd lijkt de centrale ster verrassend koel. Volgens het internationale onderzoeksteam dat de nevel heeft onderzocht wijst deze omgekeerde structuur erop dat er een schokgolf door de planetaire nevel is gegaan, die nu net de buitenste regionen heeft bereikt. Dat suggereert dat de witte dwerg vrij recent nog materie heeft uitgestoten. Deze hypothese wordt gesteund door de ontdekking dat de helderheid van de centrale ster de afgelopen 50 jaar ster is afgenomen, of beter gezegd: lijkt te zijn afgenomen. Vermoedelijk komt dit doordat een deel van de uitgestoten materie tot stof is gecondenseerd. Hierdoor wordt de straling van de ster getemperd, en straalt deze de planetaire nevel minder fel aan. (EE)
→ Researchers spot an inside-out planetary nebula
6 augustus 2018
Waarnemingen met de Fermi Large Area Telescope van de gammastraling die uit het Melkwegcentrum komt, hebben zo’n 10 jaar geleden een mysterieuze diffuse straling onthuld die uit een uitgestrekt gebied afkomstig is. Toen deze straling werd ontdekt, leidde dat tot opwinding onder deeltjesfysici, aangezien de straling alle karakteristieken had van een signaal waar al lang naar gezocht werd: dat van donkeremateriedeeltjes in de binnendelen van de Melkweg die elkaar opheffen. Het vinden van een dergelijk signaal zou bevestigen dat donkere materie, een substantie die tot nu toe alleen is waargenomen aan de hand van haar zwaartekrachtseffecten op andere objecten, gemaakt is uit nieuwe fundamentele deeltjes. Bovendien zou een dergelijke ontdekking helpen bij het bepalen van de massa en andere eigenschappen van deze ongrijpbare deeltjes. Recente studies tonen echter aan dat verreweg de beste astrofysische verklaring voor overtollige straling een nieuwe populatie van duizenden snel ronddraaiende neutronensterren – millisecondepulsars – in het Melkwegcentrum is. Tot dusverre waren deze sterren aan waarnemingen bij andere frequenties ontsnapt.
‘Het in detail begrijpen van de morfologie [de locatie en vorm] en het spectrum [het totaal aan frequenties] van de overtollige straling, is van wezenlijk belang om het onderscheid te kunnen maken tussen de twee interpretaties van de Galactic Center Excess-straling’, zegt Christoph Weniger, een van de wetenschappers. Het nieuwe onderzoek, uitgevoerd aan de Universiteit van Amsterdam en het Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, een onderzoekseenheid van het Franse Centre National de la Recherche Scientifique, vond overtuigende aanwijzingen voor het feit dat de straling afkomstig is uit gebieden waar ook veel stellaire massa voorkomt, zowel in de verdikking in de Melkweg (de ‘boxy bulge’) als het echte Melkwegcentrum (de ‘nuclear bulge’). Bovendien ontdekten de onderzoekers dat de verhouding tussen licht en massa in de verdikking en het centrum van de Melkweg onderling consistent waren, wat wil zeggen dat de gammastraling een verrassend goede indicator is voor de stermassa in de binnenste delen van de Melkweg. De studie, gepubliceerd in Nature Astronomy, is gebaseerd op een nieuw analyseprogramma, SkyFACT (Sky Factorization with Adaptive Constrained Templates), dat door de onderzoekers zelf is ontwikkeld en dat natuurkundig modelleren combineert met beeldanalyse.
De resultaten ondersteunen de interpretatie dat de overtollige straling afkomstig is van millisecondepulsars, aangezien noch een donkeremateriesignaal, noch andere astrofysische interpretaties een dergelijk verband zouden moeten vertonen. ‘Deze resultaten zullen helpen bij toekomstige zoektochten met radiotelescopen naar de verborgen populatie van millesecondepulsars in het binnenste van de Melkweg, bijvoorbeeld met MeerKAT en de toekomstige Square Kilometre Array,’ zegt Francesca Calore, een andere auteur van het artikel. ‘Dat maakt die toekomstige zoektochten nóg veelbelovender.’
→ Origineel persbericht
2 augustus 2018
Radioastronomen hebben een object ontdekt dat het midden houdt tussen een zware planeet en een lichte bruine dwerg (een ‘mislukte ster’). Het object heeft ruim twaalf keer zoveel massa als Jupiter en een magnetisch veld dat 200 keer zo sterk is als dat van deze planeet. SIMP J01365663+0933473, zoals de volledige aanduiding van het object luidt, zwerft op een afstand van 20 lichtjaar in zijn eentje door de interstellaire ruimte. Zijn sterke magnetische veld produceert klaarblijkelijk sterke poollichtverschijnselen die gepaard gaan met de emissie van radiostraling. Dat laatste maakt dat ‘SIMP’ kon worden opgemerkt met de VLA-radiotelescoop in New Mexico (VS). SIMP J01365663+0933473 werd in 2016 samen met vier andere bruine dwergen opgespoord. Toen werd nog vermoed dat het om een wat oudere en zwaardere bruine dwergster ging. Uit vervolgonderzoek is echter gebleken dat het object deel uitmaakt van een groepje zeer jonge sterren. Dat laatste betekent dat de bruine dwerg bij zijn ontstaan al vrij koel was, en daaruit volgt dat hij minder massa heeft dan tot nu toe was aangenomen. Met een geschatte massa van 12,7 ± 1 Jupitermassa’s zou het theoretisch zelfs om een zware planeet kunnen gaan. De grens ligt bij 13 Jupitermassa’s. (EE)
→ VLA Detects Possible Extrasolar Planetary-Mass Magnetic Powerhouse
2 augustus 2018
Bij de laatste grote uitbarsting van de ster Eta Carinae, 170 jaar geleden, is materie met recordsnelheid de ruimte in geblazen. Tot die conclusie komt een team van astronomen onder leiding van Nathan Smith van de Universiteit van Arizona en Armin Rest van het Space Telescope Science Institute (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2 augustus). Eta Carinae is de helderste ster – of beter gezegd: dubbelster – van onze Melkweg. Bij de uitbarsting die een van beide sterren halverwege de 19de eeuw onderging, kwam bijna net zoveel energie vrij als bij een supernova-explosie. Het mag gerust een wonder worden genoemd dat hij dit heeft doorstaan. De afgelopen zeven jaar heeft het team van Smith en Rest de omvang van de extreme uitbarsting bepaald door lichtecho’s van Eta Carinae te observeren. Lichtecho’s ontstaan wanneer het licht van een helder, kortstondig verschijnsel wordt weerkaatst door wolken van stof in de omgeving. Naarmate de afstand tussen de lichtbron en de stofwolken groter is, treedt zo’n lichtecho later op. In het geval van Eta Carinae betekent dit dat astronomen nu nog steeds weerkaatst licht van de grote uitbarsting kunnen waarnemen. Spectroscopische waarnemingen van de lichtecho’s laten zien dat Eta Carinae ongeveer 10 zonsmassa’s aan gas heeft weggeblazen met snelheden van 10.000 tot 20.000 kilometer per seconde. Zulke snelheden zijn tot nu toe alleen gemeten bij (supernova-)explosies waarbij sterren volledig verwoest werden. Volgens de astronomen is de kolossale omvang van de explosie en het feit dat er twee intacte sterren zijn overgebleven, eigenlijk alleen verklaarbaar als er nog een derde ster bij betrokken is geweest. Twee van de drie sterren zouden tot één monsterachtige ster zijn samengesmolten. Hoe dan ook zal Eta Carinae binnen niet al te lange tijd – hooguit over 500.000 jaar, maar misschien al veel eerder – alsnog het toneel zijn van een ‘echte’ supernova-explosie. Die klap zal de ster vrijwel zeker fataal worden. (EE)
→ Astronomers Blown Away by Historic Stellar Blast
30 juli 2018
Een onderzoeksteam onder leiding van Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, VS) heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) gebruikt om een bron van de radioactieve isotoop aluminium-26 op te sporen. De bron, bekend als CK Vulpeculae, werd voor het eerst opgemerkt in 1670 en vertoonde zich zich toentertijd als een heldere, rode ‘nieuwe ster’. Nadat hij aanvankelijk waarneembaar was met het blote oog, werd deze ster snel zwakker. Inmiddels hebben astronomen krachtige telescopen nodig om de overblijfselen van deze samensmelting van sterren te kunnen zien. Ze bestaan uit een zwakke centrale ster, omringd door een krans van gloeiend materiaal dat er van wegstroomt.
348 jaar na dato hebben waarnemingen van het overblijfsel van deze explosieve gebeurtenis geleid tot de overtuigende detectie van een duidelijke signatuur van een radioactieve versie van aluminium, die aluminium-26 wordt genoemd. Dit is het eerste instabiele radioactieve molecuul dat met zekerheid buiten ons zonnestelsel is gedetecteerd. Instabiele isotopen hebben een overschot aan nucleaire energie en vervallen uiteindelijk tot een stabiele vorm.
‘Deze eerste waarneming van deze isotoop in een sterachtig object is ook belangrijk in de bredere context van de chemische evolutie van onze Melkweg’, merkt Kamiński op. ‘Het is voor het eerst dat een actieve producent van de radioactieve nuclide aluminium-26 rechtstreeks is geïdentificeerd.’
Kamiński en zijn team ontdekten de unieke spectrale signatuur van moleculen bestaande uit aluminium-26 en fluor (26AlF) in het puin rond CK Vulpeculae, dat ongeveer 2000 lichtjaar van de aarde verwijderd is. Via een proces dat rotatieovergang wordt genoemd, zenden deze in de ruimte ronddraaiende en tuimelende moleculen karakteristieke straling op millimeter-golflengten uit. Astronomen gebruiken deze eigenschap om allerlei moleculen in de interstellaire ruimte te kunnen aantonen.
De waarneming van deze specifieke isotoop geeft nieuw inzicht in het samensmeltingsproces waarbij CK Vulpeculae is ontstaan. Ze toont ook aan dat de diepe, dichte, binnenste lagen van een ster, waar zware elementen en radioactieve isotopen worden geproduceerd, kunnen worden omgewoeld en bij botsingen tussen sterren de ruimte in worden geblazen.
‘We zien hier de ingewanden van een ster die drie eeuwen geleden door een botsing uit elkaar is gerukt’, vat Kamiński samen.
De astronomen hebben ook vastgesteld dat de twee sterren die samensmolten een relatief lage massa hadden. Een van beide was een rode reuzenster met een massa die ergens tussen de 0,8 en 2,5 zonsmassa lag.
Het radioactieve aluminium-26 vervalt tot een stabiele nuclide, en daarbij verandert een van de protonen in de kern in een neutron. Bij dit proces wordt een foton met zeer hoge energie uitgezonden, dat we waarnemen als gammastraling.
Eerdere detecties van gammastraling hebben uitgewezen dat er ongeveer twee zonsmassa’s aan aluminium-26 aanwezig is in onze Melkweg, maar door welk proces deze radioactieve atomen werden geproduceerd was onbekend. Bovendien was, vanwege de manier waarop gammastraling wordt gedetecteerd, ook hun precieze oorsprong grotendeels onbekend. Met deze nieuwe metingen hebben astronomen voor het eerst met zekerheid een instabiele radio-isotoop gedetecteerd in een molecuul buiten ons zonnestelsel.
Tegelijkertijd is het team echter tot de conclusie gekomen dat de productie van aluminium-26 door objecten als CK Vulpeculae waarschijnlijk niet de belangrijkste bron van aluminium-26 in de Melkweg is. De hoeveelheid aluminium-26 in CK Vulpeculae komt ruwweg overeen met een kwart van de massa van Pluto. Omdat gebeurtenissen van dit type zo zeldzaam zijn, is het hoogst onwaarschijnlijk dat zij de enige producenten van deze isotoop in de Melkweg zijn. De zoektocht naar deze radioactieve moleculen gaat dus door.
→ Origineel persbericht
26 juli 2018
Astronomen hebben een kleine ‘kloof’ ontdekt in de zogeheten hoofdreeks van het Hertzsprung-Russelldiagram (HRD) – een veelgebruikt diagram in de sterrenkunde, waarin de helderheid van sterren staat uitgezet tegen hun oppervlaktetemperatuur. Om de een of andere reden is er een tekort aan rode dwergsterren van een specifieke helderheid (Astrophysical Journal Letters, 3 juli). De kloof in het HRD geeft een overgangsgebied aan: de sterren erboven erboven zijn groter en hebben naast een omvangrijke convectiezone een kleine stralingszone, terwijl die eronder kleiner en volledig convectief zijn. Straling en warmte zijn de twee manieren waarop warmte uit het inwendige van de ster naar diens oppervlak wordt getransporteerd. De astronomen die de ontdekking hebben gedaan schatten dat sterren boven de onderbreking meer dan een derde zonsmassa’s hebben; die daaronder zijn lichter. Waarom de onderbreking in het HRD überhaupt bestaat, is nog niet helemaal duidelijk. Maar computermodellen wijzen erop dat deze het gevolg kan zijn van kleine veranderingen in het inwendige van de rode dwergsterren, die van invloed zijn op het interne warmtetransport. (EE)
→ Researchers Discover Thin Gap On Stellar Family Portrait
26 juli 2018
Astrofysici van de Villanova Universiteit (Pennsylvania, VS) hebben de bestaande kennis over de Poolster geactualiseerd. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van de nieuwe, nauwkeurige afstandsmeting van de ster, zoals die volgt uit gegevens van de Europese Gaia-satelliet. Liepen eerdere schattingen van de afstand van de Poolster nog uiteen van 322 tot 520 lichtjaar, de nieuwe waarde komt uit op 447 ± 1,6 lichtjaar. Aan de hand van deze nieuwe afstand hebben de wetenschappers de straal, intrinsieke helderheid, leeftijd en massa van de Poolster beter kunnen bepalen. De Poolster is het meest nabije voorbeeld van een klassieke cepheïde – een bijzondere klasse van heldere, pulserende sterren. Deze sterren hebben een opvallende eigenschap: er bestaat een verband tussen hun pulsatieperiode en hun intrinsieke helderheid of ‘lichtkracht’. Dat maakt het in beginsel mogelijk om hun afstand af te lezen aan de snelheid waarmee de helderheid van de ster op en neer gaat. Om die periode-lichtkrachtrelatie aan te scherpen, is het zaak om van zoveel mogelijk cepheïden betrouwbare afstandsgegevens te hebben. Eenvoudig is dat niet: van slechts een paar van deze sterren zijn de afstanden goed bekend. Een groot probleem bij eerdere afstandsmetingen van de Poolster was de grote helderheid van de ster. Dit bemoeilijkt de bepaling van zijn afstand door middel van parallaxmeting. Daar heeft ook Gaia mee te kampen, maar dat probleem is omzeild door de afstand van de veel zwakkere ster Polaris B – een begeleider van de Poolster – te bepalen. Polaris B blijkt een veel grotere intrinsieke lichtkracht te hebben dan werd aangenomen. Dat heeft ertoe geleid dat zijn afstand, en daarmee ook die van de Poolster zelf, tot nu toe werd onderschat. (EE)
→ Villanova University Researchers Lead Team that Discovers Long Hidden Properties of Polaris, “The North Star”
26 juli 2018
Het licht van een ster die om het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg draait, houdt zich aan de regels van de algemene relativiteitstheorie. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen dat de ster, die S2 heet, al 26 jaar in de gaten houdt. S2 scheerde afgelopen mei met een snelheid van 7650 kilometer per seconde – ruim 2,5 procent van de lichtsnelheid – langs het zwarte gat (Astronomy & Astrophysics, 26 juli). Het zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat Sagittarius A* wordt genoemd, heeft 4 miljoen keer zoveel massa als de zon. Om het object beweegt een klein groepje sterren. De binnenste van het stel, ‘S2’, doet ongeveer 16 jaar over één omloop om het zwarte gat. Dat is niet veel meer dan de omlooptijd van de planeet Jupiter om de zon. De omloopbaan van S2 is echter veel langgerekter dan die van Jupiter. Het verste punt ervan ligt op 300 miljard kilometer van Sagittarius A*, terwijl het meest nabije punt op minder dan 20 miljard kilometer ligt. Dat betekent dat S2 met tussenpozen van 16 jaar diep het zwaartekrachtveld van het zwarte gat in duikt. Hierdoor ontstaat een relativistisch effect dat gravitationele roodverschuiving wordt genoemd. Simpel gezegd wordt het licht van een object dat zich in een sterk zwaartekrachtveld bevindt enigszins uitgerekt. Daardoor krijgt dit licht een langere golflengte: het wordt ‘roder’. Om te kunnen vaststellen of dit effect daadwerkelijk bij S2 optreedt, moeten astronomen heel nauwkeurig de veranderlijke snelheid van de ster en de vorm van diens omloopbaan meten. Een groot team, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, Duitsland, houdt zich daar al sinds 1992 mee bezig. Mettertijd zijn de metingen, die met diverse telescopen en instrumenten van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili zijn gedaan, steeds preciezer geworden. Inmiddels is het beschikbare instrumentarium zelfs in staat om, rond de tijd dat S2 zijn hoogste snelheid bereikt, de dagelijkse verplaatsing van de ster te volgen. De meest recente metingen laten duidelijk zien dat het licht van S2 roder wordt naarmate hij het zwarte gat dichter nadert. En de verandering in golflengte van het licht van de ster is in overeenstemming met de waarde zoals die door Einsteins algemene relativiteitstheorie wordt voorspeld. Binnen enkele jaren hopen de onderzoekers ook enkele subtiele relativistische effecten op de baanbeweging van S2 te kunnen meten. (EE)
→ Eerste geslaagde test van Einsteins algemene relativiteitstheorie bij superzwaar zwart gat
4 juli 2018
Een internationaal team van astronomen heeft aanwijzingen gevonden dat ons Melkwegstelsel 8 tot 10 miljard jaar geleden frontaal in botsing is gekomen met een kleiner object, dat het ‘Worststelsel’ wordt genoemd. De gebeurtenis was bepalend voor de vroege ontwikkeling van ons sterrenstelsel. Van het dwergstelsel zelf bleef weinig over, maar sommige van zijn sterren bestaan nog steeds. De sterren van het aan flarden getrokken Worststelsel doorlopen nu extreem lange en smalle banen, die hen periodiek dicht langs het Melkwegcentrum voeren. Volgens de astronomen is dat een sterke aanwijzing dat het dwergstelsel zelf een sterk excentrische baan volgde. Aan de vorm van hun snelheidsverdeling heeft het dwergstelsel zijn merkwaardige bijnaam te danken. De ontdekking is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die de stellaire bevolking van de Melkweg in kaart brengt. Daarbij worden niet alleen de posities van grote aantallen sterren gemeten, maar ook de banen die zij doorlopen. De Melkweg is nadien bij nog meer botsingen betrokken geweest, en zal dat ook in de toekomst zijn, maar die waren van veel bescheidener omvang. Hoewel het Worststelsel tot de dwergstelsels wordt gerekend, bevatte het naar schatting altijd nog 10 miljard zonsmassa’s aan gas, sterren en donkere materie. Dat was waarschijnlijk voldoende om de normaal gesproken vrij dunne schijf van de Melkweg na de botsing flink te doen opzwellen. Het ‘puin’ van het Worststelsel verspreidde zich over de centrale delen van de Melkweg. Dat zou de vorming van de ‘bulge’ (centrale verdikking) hebben veroorzaakt, evenals die van de ijle halo van sterren die de Melkweg omgeeft. Ook zou het Worststelsel acht bolvormige sterrenhopen hebben achtergelaten. Een en ander wordt afgeleid uit computersimulaties van de botsing. (EE)
→ The Gaia Sausage: The Major Collision That Changed the Milky Way Galaxy
3 juli 2018
De explosieve reuzenster Eta Carinae, op 7500 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Kiel, is een bron van kosmische straling - elektrisch geladen deeltjes (voornamelijk elektronen) met een extreem hoge energie. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen, verricht met NASA's röntgenkunstmaan NuSTAR, die deze week gepubliceerd zijn in Nature Astronomy.
Eta Carinae staat te ver weg om met het blote oog waargenomen te kunnen worden, maar de extreem zware en lichtsterke ster onderging in de jaren '40 van de negentiende eeuw een zeer krachtige uitbarsting, waarbij hij even tot de helderste sterren aan de hemel behoorde. Inmiddels is bekend dat Eta Carinae een dubbelster is, waarin twee hete sterren eens in de 5,5 jaar in een elliptische baan om elkaar heen draaien. Daarbij naderen ze elkaar eens per omloop tot op niet meer dan 225 miljoen kilometer - ongeveer de afstand van Mars tot de zon.
NuSTAR heeft nu laten zien dat de dubbelster vooral tijdens die dichtste nadering een krachtige bron is van 'harde' (energierijke) röntgenstraling. Eerder waren ook al aanwijzingen gevonden dat Eta Carinae mogelijk gammastraling uitzendt. De röntgen- en gammastraling ontstaan volgens de astronomen door de wisselwerking van zichtbaar licht met relativistische elektronen, die tot vlakbij de lichtsnelheid worden versneld in krachtige schokgolven op plaatsen waar de sterrenwinden van de twee reuzensterren met elkaar in botsing komen.
De verwachting is dat een deel van die energetische elektronen wordt uitgestraald in de vorm van kosmische straling. Sommige van die Eta Carinae-deeltjes kunnen zelfs op aarde aankomen. (GS)
→ NASA's NuSTAR Mission Proves Superstar Eta Carinae Shoots Cosmic Rays
25 juni 2018
Een team van Europese sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft ontdekt dat stofdeeltjes rond een ster al samenklonteren nog voordat de ster is volgroeid. Samenklonterende stofdeeltjes zijn de eerste stap in de vorming van planeten. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vaktijdschrift Nature Astronomy.
In de afgelopen jaren ontdekten astronomen veel planetenstelsels rond andere sterren. Waarschijnlijk heeft bijna elke ster een of meer planeten. Wetenschappers vragen zich nu af hoe en wanneer planeten worden gevormd en waarom er zoveel verschillen zijn in aantal en grootte. De resultaten van het Europese onderzoek suggereren dat planeetvorming heel vroeg in het stervormingsproces begint.
De wetenschappers gebruikten voor hun onderzoek de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. ALMA is een verzameling van 66 gekoppelde radiotelescopen op een stuk van 16 kilometer in de Atacama-woestijn in Chili. De onderzoekers richtten de telescoop op TMC1A. Dat is een zich nog ontwikkelende ster in het sterrenbeeld Stier.
De astronomen zagen een opvallend gebrek aan straling van koolmonoxide in een schijfvormig gebied in de buurt van de ster komen. Ze hadden het vermoeden dat de straling werd tegengehouden door grote stofdeeltjes. De sterrenkundigen konden vervolgens met numerieke computermodellen inderdaad laten zien dat de stofdeeltjes in de jonge protoplanetaire schijf waarschijnlijk gegroeid zijn van een duizendste millimeter tot een millimeter.
Hoofdonderzoeker Daniel Harsono (Universiteit Leiden) legt uit waarom de resultaten zo verrassend zijn: "De resultaten duiden erop dat planeten zich al vroeg in de ontwikkeling van een ster vormen. De jonge ster is nog maar op de helft tot driekwart van zijn uiteindelijke massa. Dit is nieuw."
Daarnaast kan de vroege deeltjesgroei een verklaring zijn voor de vorming van grote planeten zoals Jupiter en Saturnus. Alleen jonge protoplanetaire schijven bevatten namelijk genoeg massa om reuzenplaneten te vormen.
Medeonderzoeker Matthijs van der Wiel (ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy) is verheugd over de duidelijke en ondubbelzinnige waarnemingen. "Al zou het natuurlijk kunnen dat deze deeltjesgroei tot nu toe alleen in deze ene planeetvormende schijf plaatsvindt. Misschien is deze jonge schijf wel heel speciaal."
De onderzoekers willen nu bij andere sterren-in-wording kijken of daar ook de gas-emissie wordt tegengehouden door gegroeide stofdeeltjes. Uiteindelijk willen ze zo meer weten over wanneer en hoe planeten worden gevormd.
→ Origineel persbericht
21 juni 2018
Een internationaal team van astrofysici heeft mogelijk een oplossing gevonden waar wetenschappers al meer dan 50 jaar mee worstelen: waarom bestaan de sterren in bolvormige sterrenhopen uit materiaal dat afwijkt van dat in andere sterren die in de Melkweg worden aangetroffen? Het team brengt een nieuwe speler in het spel: een superzware ster (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 21 juni). Het Melkwegstelsel telt meer dan 150 oude bolvormige sterrenhopen, elk bestaande uit honderdduizenden dicht op elkaar gepakte sterren die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Deze sterren zijn bijna zo oud als het heelal. Sinds de jaren 60 is bekend dat de meeste sterren in deze bolhopen andere chemische elementen bevatten dan alle andere sterren in de Melkweg. Deze elementen kunnen niet door de sterren zelf zijn geproduceerd, omdat de daarvoor vereiste temperaturen ongeveer tien keer zo hoog zijn als de temperaturen van de sterren zelf. Volgens de astrofysici, onder wie de Nederlander Henny Lamers, zouden sterren met tienduizenden keren zoveel massa als de zon weleens de bron van dat materiaal kunnen zijn. De sterren zouden zijn gevormd tijdens de jeugd van de bolvormige sterrenhopen, toen deze naast sterren-in-wording nog veel gas bevatten. Terwijl deze sterren steeds meer gas verzamelden, naderden ze elkaar dermate dicht dat er botsingen konden plaatsvinden. Daaruit zou dan uiteindelijk een ‘superster’ zijn ontstaan. Deze zware ster was heet genoeg om alle waargenomen elementen te produceren en de overige sterren in de sterrenhoop te ‘vervuilen’ met de vreemde elementen die nu worden waargenomen. (EE)
→ Old star clusters could have been the birthplace of supermassive stars
19 juni 2018
Het Melkwegstelsel is ongeveer één biljoen (duizend miljard) keer zo zwaar als de zon. Die conclusie trekken sterrenkundigen op basis van precisiemetingen aan de bewegingen van negen dwergstelsels die rond het Melkwegstelsel cirkelen. Tot nu toe liepen de schattingen voor de massa van het Melkwegstelsel uiteen van ca. 700 miljard tot 2 biljoen zonsmassa's.
Met de Hubble Space Telescope zijn de minieme bewegingen opgemeten van sterren in enkele dwergstelsels. De meetresultaten zijn vergeleken met computersimulaties waarin de massa van het Melkwegstelsel gevarieerd kon worden. De metingen komen het best overeen met simulaties waarin het Melkwegstelsel een massa heeft van 0,96 biljoen zonsmassa's. De resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters en werden eerder deze maand gepresenteerd op een bijeenkomst van de American Astronomical Society.
De onnauwkeurigheid in de nieuwe massabepaling van het Melkwegstelsel bedraagt nu nog ca. 30 procent. Daar zal echter snel verandering in komen: de Europese ruimtetelescoop Gaia heeft veel preciezere metingen gedaan aan de posities en bewegingen van sterren in dwergstelsels; de resultaten van een aanzienlijk nauwkeuriger analyse worden binnen niet al te lange tijd verwacht. (GS)
→ Nieuwsbericht op AASNova.org
13 juni 2018
Sterrenkundigen van de RUG hebben in de halo van de Melkweg sporen gevonden van oude samensmeltingen. Vijf groepjes sterren lijken afkomstig van fusies met kleine sterrenstelsels, terwijl een grote ‘klodder’ van enkele honderden sterren afkomstig lijkt van een grotere fusie (Astrophysical Journal Letters, 12 juni). Het onderzoek is gebaseerd op de tweede dataset van de Gaia-ruimtetelescoop die eind mei is vrijgegeven. Deze dataset bevat nauwkeurige informatie over de posities en bewegingen van miljoenen sterren, hoofdzakelijk in de Melkweg. Promovendus Helmer Koppelman maakt deel uit van de onderzoeksgroep van Amina Helmi, die al in een zeer vroeg stadium bij de Gaia-missie betrokken was. Hij begon de nieuwe gegevens direct te analyseren en plaatste acht dagen later al een artikel op een preprintserver, dat nu officieel gepubliceerd is. Koppelman heeft zijn analyse gericht op de halo van de Melkweg, de bolvormige wolk sterren die de centrale schijf omhult. De gedachte is namelijk dat de meeste sterren in de halo afkomstig zijn van fusies. Door de banen van deze sterren te berekenen, spoorde Koppelman sterren met een gemeenschappelijke oorsprong op. Hij en zijn team ontdekten vijf kleine sterrenhopen die de restanten van vijf opgeslokte sterrenstelseltjes lijken te zijn. Daarnaast is een veel grotere groep sterren ontdekt die eveneens bij elkaar horen. Deze groep draait tegen de richting van de Melkweg in. Dat laatste vormt een sterke aanwijzing dat ook deze sterren van buitenaf afkomstig zijn. Volgens Koppelman en zijn team zijn het restanten van een groter sterrenstelsel. De botsing met dat stelsel zou zelfs de vorm van de centrale schijf van de Melkweg hebben veranderd. Koppelman heeft ook nog gezocht naar sterren die horen bij de zogeheten Helmi-stroom. Deze groep sterren is vernoemd naar zijn promotor Amina Helmi, die in 1999 aantoonde dat ze het restant vormen van een stelsel dat gefuseerd is met de Melkweg. Tot nu toe waren er nog geen twintig sterren bekend die bij de Helmi-stroom horen. Dankzij Gaia zijn het er nu meer dan honderd. (EE)
→ Nieuwe data Gaia telescoop toont fusies van de Melkweg
11 juni 2018
Microscopisch kleine diamantjes - zogeheten nanodiamantjes - vormen de beste verklaring voor de zogeheten anomale microgolfstraling (anomalous microwave emission, AME) die geproduceerd wordt in sommige stervormingsgebieden. Die mysterieuze straling werd ruim twintig jaar geleden al ontdekt. Astronomen gingen er lange tijd vanuit dat zij geproduceerd wordt door PAK's - polycyclische aromatische koolwaterstoffen.
Waarnemingen met de Green Bank Telescope in West Virginia en met de Australia Telescope Compact Array (ATCA) aan drie protoplanetaire schijven (V892 Tauri, HD 97048 en MWC 297) laten nu echter zien dat de microgolfspectra nauwkeurig overeenkomen met wat je verwacht van extreem snel roterende nanodiamantjes - minuscule koolstofkristalletjes die een paar honderdduizend maal zo klein zijn als een zandkorrel. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy.
De nanodiamantjes zijn vermoedelijk gecondenseerd uit oververhitte koolstofdamp in stervormingsgebieden. Naar schatting bevatten ze ca. 1 à 2 procent van alle koolstofatomen in de betreffende protoplanetaire schijven. (GS)
→ Diamond Dust Shimmering Around Distant Stars
7 juni 2018
Een internationaal team van astronomen heeft magnetische velden in de ruimte ontdekt die licht kunnen werpen op het ontstaan van sterren. De zeer subtiele magnetische velden zijn waargenomen in de ‘Zuilen der schepping’ – een structuur die beroemd werd dankzij een iconische opname van de Hubble-ruimtetelescoop. De ‘zuilen’ bestaan uit kosmisch stof en koud gas van (relatief) hoge dichtheid en hebben kraamkamers van de sterren aan hun uiteinden. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de magnetische velden die in de lengterichting langs de zuilen lopen loodrecht op de velden in het omringende geïoniseerde gas staan. Volgens de astronomen wijst dit erop dat het ontstaan van de zuilen te danken is aan het magnetische veld. De sterkte en de vorm ervan suggereren dat het veld de vorming van globulen – dichte gaswolken waaruit sterren ontstaan – afremt. Anders gezegd: het magnetische veld voorkomt dat de zuilen snel verbrokkelen. De ontdekking is gedaan met de James Clerk Maxwell Telescope op Hawaï. Deze telescoop, die submillimeterstraling detecteert, is uitgerust met een polarimeter. Met dat instrument is aangetoond dat het licht van de zuilen gepolariseerd is. De polarisatierichting van dit licht heeft de richting van het magnetische veld ter plaatse aan. (EE)
→ Magnetic Fields Could Hold The Key To Star Formation
6 juni 2018
Astronomen hebben opnieuw een aantal objecten in het centrum van ons Melkwegstelsel ontdekt die zich voordoen als gaswolken, maar zich gedragen als sterren. De compacte, stofrijke stellaire objecten bewegen met hoge snelheden om het superzware zwarte gat dat zich daar schuilhoudt. De eerste van deze raadselachtige objecten, G1, werd in 2004 ontdekt. Acht jaar later volgde G2. Van beide werd vermoed dat het gaswolken waren, totdat ze dicht in de buurt van het zwarte gat kwamen. Gewone gaswolken zouden bij die gelegenheid aan flarden zijn getrokken, maar G1 en G2 overleefden het. En nu zijn er dan ook G3, G4 en G5. Vermoed wordt dat de G-objecten in feite sterk opgezwollen sterren zijn – sterren die zo groot zijn geworden dat het centrale zwarte gat gas aan hen kan onttrekken, maar die een stevige kern hebben die de boel nog een beetje bij elkaar houdt. De grote vraag is waarom deze sterren zo groot zijn. Een mogelijke verklaring is dat het oorspronkelijk dubbelsterren zijn geweest. Deze sterparen zouden, onder invloed van de zwaartekracht van het zwarte gat, met elkaar samengesmolten zijn. In de nasleep van zo’n stellaire fusie zou de atmosfeer van het uiteindelijke object sterk opzwellen.Dat laatste zou overigens maar tijdelijk zo zijn. Na een miljoen jaar of zo komt de atmosfeer weer tot rust, en blijft een normaal ogende ster achter.
De nieuwe ontdekkingen zijn gepresenteerd tijdens de 232ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Denver wordt gehouden. (EE)
→ More Mystery Objects Detected Near Milky Way’s Supermassive Black Hole
6 juni 2018
Wetenschappers en studenten van Saint Martin’s University in de staat Washington (VS) hebben, aan de hand van gegevens van de Europese satelliet Gaia, ontdekt dat de bolvormige sterrenhoop NGC 6441 sterren verliest. Dat wijst erop dat de bolhoop ooit deel heeft uitgemaakt van een groter geheel. Het zou het restant van een klein sterrenstelsel kunnen zijn. Rond ons Melkwegstelsel zwermen ongeveer 150 bolvormige sterrenhopen – bolvormige verzamelingen van sterren die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Opmerkelijk is dat de zwaarste van die bolhopen uit een nogal gemêleerde populatie van sterren bestaan, die zich niet gemakkelijk laat verklaren. Een mogelijk scenario is dat het de kernen van voormalige sterrenstelsels zijn, die lang geleden door de Melkweg zijn ingevangen. Daarbij zouden ze een groot deel van hun sterren zijn kwijtgeraakt. NGC 6441 is de op vier na grootste bolvormige sterrenhoop van de Melkweg. Gegevens van de Gaia-satelliet hebben nu bevestigd dat in de omgeving van NGC 6441 sterren te vinden zijn die met de bolhoop meebewegen. Twee daarvan hebben zich van ons uit gezien al een kwart graad van het centrum van NGC 6441 verwijderd. En in de omgeving van de bolhoop zijn nog meer ontsnapte sterren te zien. Het lijkt er dus op dat NGC 6441 sterren aan het verliezen is en vroeger dus (nog) meer massa heeft gehad dan nu. Het zou dus best eens een ‘gestript’ sterrenstelsel kunnen zijn, al is het mogelijke verband tussen bolvormige sterrenhopen en dwergsterrenstelsels nog steeds een punt van discussie.
De resultaren van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 232ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Denver wordt gehouden. (EE)
→ Astronomers Use Gaia to Confirm Extra-Tidal Stars Surrounding the Massive Globular Cluster NGC 6441
4 juni 2018
Volgens astronomen van de universiteiten van Warwick (VK) en Auckland (Nieuw-Zeeland) zouden bolvormige sterrenhopen weleens 4 miljard jaar jonger kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Ze leiden dat af uit modelberekeningen waarbij rekening is gehouden met de aanwezigheid van dubbelstersystemen waarin materie-uitwisseling plaatsvindt. Bolvormige sterrenhopen bestaan uit honderdduizenden doorgaans oude sterren. Aangenomen werd dat deze objecten ongeveer zou oud zijn als het heelal zelf – ruwweg 13 miljard jaar. In de meeste gevallen is die schatting gebaseerd op de spectrale eigenschappen van de sterrenhoop als geheel, omdat de betreffende sterrenhopen te ver weg staan om afzonderlijke sterren te kunnen waarnemen. Dat brengt met zich mee dat de leeftijdsbepalingen van deze objecten sterk afhankelijk zijn van het stellaire-populatiemodel dat gebruikt wordt. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van modellen (BPASS) die eerder met succes zijn toegepast op jonge stellaire populaties. Het belangrijkste kenmerk van deze modellen is dat ze rekeningen houden met de specifieke bijdragen van dubbelsterren. Bij dubbelsterren gebeurt het vaak dat de ene ster opzwelt tot een reuzenster, waardoor de andere ster de kans krijgt om zijn begeleider van gas te ontdoen. Dat heeft gevolgen voor de kleur van het licht van het tweetal en voor de chemische elementen die in hun spectra te zien zijn. De BPASS-modellen calculeren dit in, en dat is de reden waarom het de leeftijden van de bolvormige sterrenhopen lager inschat dan conventionele modellen. (EE)
→ Globular clusters 4 billion years younger than previously thought
24 mei 2018
Radioastronomen hebben de meest gedetailleerde metingen tot nu toe gepubliceerd van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* (of kortweg Sgr A*) geheten. Ondanks de afstand van ca. 27.000 lichtjaar zijn in de radiometingen details te onderscheidenmet afmetingen van ongeveer 36 miljoen kilometer - slechts drie maal de voorspelde straal van het zwarte gat.
De nieuwe metingen zijn al in 2013 verricht, met onderling gekoppelde radiotelescopen op Hawaii, in Arizona, in Californië en in Chili. Met name de toevoeging van de Chileense APEX-radiotelescoop aan dit zogeheten VLBI-netwerk (very long baseline interferometry) maakte het mogelijk om kleine details waar te nemen. Dankzij APEX kon gewerkt worden met interferometrische basislijnen van bijna 10.000 kilometer. Bovendien was APEX de enige radiotelescoop in het netwerk die zich op het zuidelijk halfrond bevindt.
Het kostte de astronomen enkele jaren om de waarnemingen van de verschillende telescopen samen te voegen en de metingen uit te werken. Mooie plaatjes hebben de VLBI-waarnemingen overigens niet opgeleverd; het gaat om moeilijk te interpreteren metingen die alleen dankzij een uitvoerige analyse te vergelijken zijn met modelberekeningen.
De hoop is dat VLBI-metingen uiteindelijk in staat zullen zijn om nog meer details in Sgr A* te 'zien' en zo meer informatie over het superzware zwarte gat te achterhalen. Inmiddels zijn al twee waarnemingssessies verricht met de zogeheten Event Horizon Telescope (EHT), een VLBI-netwerk waarin behalve APEX ook een telescoop op de Zuidpool en de 66 schotelantennes van het ALMA-observatorium in Noord-Chili samenwerken. De analyse van die metingen is nog steeds gaande. (GS)
→ APEX takes a glimpse into the heart of darkness
23 mei 2018
Dankzij de werking van een natuurlijke lens zijn Canadese astronomen erin geslaagd om extreem scherpe waarnemingen te verrichten aan een verre pulsar. Ondanks de afstand tot de pulsar (6500 lichtjaar) is het gelukt om twee heldere gebieden aan het oppervlak van de supersnel roterende neutronenster afzonderlijk waar te nemen, op een onderlinge afstand van nog geen twintig kilometer. Die beeldscherpte komt overeen met het onderscheiden van een vlo op het oppervlak van Pluto, gezien vanaf de aarde.
PSR B1957 draait ruim 600 maal per seconde om zijn as, waarbij twee bundels van straling als de lichtbundels van een vuurtoren door de ruimte draaien. Aan de basis van deze bundels bevinden zich extreem hete gebieden aan het pulsaroppervlak. Rond de pulsar draait een zogeheten bruine dwerg - een 'mislukte ster' die veel lichter is dan de zon en niet veel groter dan de planeet Jupiter. Onder invloed van de energierijke straling van de pulsar is deze gasbol langzaam maar zeker aan het verdampen; hij wordt omhuld door een wolk van elektrisch geladen gasdeeltjes - een plasma.
Dichtheidsvariaties in deze plasmawolk werken als een soort natuurlijke lens, waardoor de sterrenkundigen (onder wie de Nederlandse astronoom Marten van Kerkwijk) de twee heldere plekken op het pulsaroppervlak af en toe afzonderlijk konden waarnemen. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature. Van Kerkwijk en zijn collega's denken dat de resultaten nieuw licht kunnen werpen op het raadsel van de snelle radioflitsen - die zouden hun extreme helderheid wellicht ook te danken kunnen hebben aan een vergelijkbare plasmalenswerking. (GS)
→ Astronomers Observe Unprecedented Detail In Pulsar 6500 Light-Years From Earth
10 mei 2018
Twee Griekse astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de driedimensionale structuur van een moleculaire gaswolk vast te stellen. De gaswolk, Musca geheten, ziet er vanaf de aarde uit als een 27 lichtjaar lange ‘naald’. In werkelijkheid blijkt het echter meer een ‘pannenkoek’ te zijn (Science, 11 mei). Musca is omringd door geordende haarachtige structuren die worden veroorzaakt doordat de wolk als geheel vibreert – ongeveer zoals een galmende kerkklok. Het is de onderzoekers gelukt om de afzonderlijke frequenties van deze vibraties te meten. Met behulp van deze informatie kon niet alleen de ruimtelijke vorm van de gaswolk worden gereconstrueerd, maar ook zijn dichtheid worden bepaald. Moleculaire gaswolken zijn wolken van koel gas en stof waaruit, door samentrekking, sterren en planeten kunnen ontstaan. Het onderzoek van gaswolken als Musca kan astronomen meer inzicht geven in de vorming van ons zonnestelsel. (EE)
→ ANU Study Sheds New Light on How Our Solar System Formed
10 mei 2018
Met behulp van de Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) is vastgesteld dat de componenten van de bijzondere dubbelster IGR J17062–6143 in slechts 38 minuten om elkaar heen wentelen (The Astrophysical Journal Letters, 9 mei). NICER is een instrument voor het waarnemen van neutronensterren – de compacte restanten van sterren die als supernova zijn ontploft – dat in juni 2017 in het internationale ruimtestation ISS is geïnstalleerd. Dubbelster IGR J17062–6143 bestaat uit een pulsar (een pulserende neutronenster) en een ander sterachtig object. Uit de NICER-waarnemingen kan worden afgeleid dat de twee slechts ongeveer 300.000 kilometer van elkaar verwijderd zijn. Dat brengt astronomen tot het vermoeden dat de begeleider een witte dwergster is: voor een normale ster is simpelweg geen plek. Het bestaan van de dubbelster was al langer bekend, maar tot nu toe was de omlooptijd van het object onzeker. In 2008 heeft de röntgensatelliet RXTE gedurende 20 minuten naar het object gekeken, maar dat was te kort. NICER heeft de dubbelster in augustus, oktober en november 2017 urenlang kunnen waarnemen. Op die manier lukte het om kleine afwijkingen in de aankomsttijden van de pulsen van de rondtollende neutronenster te meten. Deze afwijkingen ontstaan doordat pulsar en zijn begeleider om hun gemeenschappelijke zwaartepunt wentelen, waardoor de afstand tussen pulsar en aarde varieert. Dankzij de nieuwe waarnemingen staat nu vast dat IGR J17062–6143 de meest compacte dubbelster in zijn soort is. (EE)
→ NASA’s NICER Mission Finds an X-ray Pulsar in a Record-fast Orbit
9 mei 2018
Spaanse en Chinese astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat de schijf van ons Melkwegstelsel een middellijn van ongeveer 200 duizend lichtjaar heeft. Dat is aanmerkelijk groter dan eerdere schattingen, die uiteenlopen van 100 tot 180 duizend lichtjaar. Spiraalstelsels zoals de Melkweg laten zich voorstellen als een relatief dunne schijf. Waar die schijf precies ophoudt, is niet gemakkelijk te zien. Vanaf een zekere afstand neemt het aantal sterren simpelweg sterk af. De astronomen zijn nu echter op het spoor gekomen van een populatie van ‘schijfsterren’ die zich voorbij de vermeende rand van de Melkwegschijf ophouden. Sommige van deze sterren zouden meer dan vier keer zo ver van het centrum van de Melkweg verwijderd zijn als onze zon (ruwweg 25.000 lichtjaar). Ze komen tot deze conclusie op basis van een statistische analyse van de surveys APOGEE en LAMOST. Dat zijn twee projecten waarbij de spectra van sterren worden onderzocht om meer informatie te krijgen over hun snelheden en chemische samenstellingen. De analyse laat zien dat er tot op 100.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum nog aanzienlijke aantallen sterren te vinden zijn die relatief rijk zijn aan elementen zwaarder dan helium. En dat maakt het aannemelijk dat de sterren daadwerkelijk tot de schijf van ons Melkwegstelsel behoren. (EE)
→ The disc of the Milky Way is bigger than we thought
30 april 2018
Onderzoek met de Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array (ALMA) heeft een verrassend resultaat opgeleverd over de vorming van sterren. In een actief stervormingsgebied in ons Melkwegstelsel is een overdaad aan zware ‘ster-vormende kernen’ opgespoord (Nature Astronomy, 30 april). Ster-vormende kernen zijn compacte wolken van gas die materie uit hun omgeving aantrekken, en tot één of meer jonge sterren samentrekken. Uit eerder onderzoek, dat teruggaat tot 1955, was de conclusie getrokken dat de verhouding tussen zware en lichte objecten in ster-vormende kernen overeenkwam met de verhouding van zware en lichte sterren in jonge sterrenhopen. Die conclusie was echter gebaseerd op waarnemingen van relatief nabije stervormingsgebieden, die toevalligerwijs een betrekkelijk geringe dichtheid hebben en daardoor mogelijk niet representatief zijn. Met ALMA is nu gekeken naar het actieve stervormingsgebied W43-MM1, dat veel meer op andere moleculaire gaswolken in onze Melkweg lijkt. Daarbij is ontdekt dat de daarin aanwezige ster-vormende kernen zich niet houden aan de zogeheten initiële massafunctie zoals die in 1955 is vastgesteld. Als dat klopt, staan allerlei gegevens die afhankelijk zijn van het aantal zware sterren in het heelal op losse schroeven. Daarbij kun je denken aan berekeningen van de chemische verrijking van het interstellaire gas en schattingen van de aantallen supernova’s en zwarte gaten in het heelal. Overigens is uit ander recent onderzoek gebleken dat óók de Tarantulanevel – een groot stervormingsgebied in de naburige Grote Magelhaense Wolk – meer zware sterren bevat dan je op grond van de initiële massafunctie zou verwachten. (EE)
→ The Laws of Star Formation Challenged
25 april 2018
Vandaag heeft het Europese ruimteagentschap ESA het data-archief van de ‘one billion starmapper’ Gaia geopend voor de sterrenkundige gemeenschap. De dataset (de tweede na 22 maanden van waarnemingen) die vandaag online is gekomen blijkt een schatkamer voor astronomen te zijn, waarin vele nieuwe ontdekkingen liggen verscholen. De set bevat de 3D-posities, 2D-bewegingen, de helderheid en de kleur van meer dan 1,3 miljard sterren. De Nederlandse astronomen Anthony Brown en Amina Helmi zijn nauw betrokken bij de missie. Brown (Sterrewacht Leiden) is voorzitter van het consortium (DPAC) dat de datacenters van Gaia bestuurt. Helmi (Kapteyn Instituut Rijksuniversiteit Groningen), die met haar groep ook bij DPAC is betrokken, heeft als een van de eerste astronomen al een voorproefje gekregen en in de gegevens diverse nieuwe ontdekkingen gedaan. Deze eerste analyses waren nodig om de dataset van Gaia te testen. Er is immers geen vergelijkingsmateriaal. De resultaten verschijnen vandaag in zes papers in Astronomy and Astrophysics. Gaia is een unieke missie omdat hij alle gebieden van de astrofysica beslaat: van planeten, sterren en sterrenstelsels tot kosmologie. Gaia maakt een 3D-kaart van de Melkweg (ons sterrenstelsel) en de onmiddellijke nabijheid daarvan. Gaia meet onder meer hoe objecten door de ruimte heen bewegen. Het meten van bewegingen is een uitdaging omdat ze maar heel klein zijn, althans als je ze van grote afstand bekijkt. Gaia heeft de gevoeligheid om zelfs de groei van een mensenhaar te meten op de maan. De Gaia-gegevens kunnen veel geheimen die onze Melkweg nog bevat prijsgeven. Zo onderzocht Amina Helmi met haar groep in Groningen de al 20 jaar onbeantwoorde vraag of de dwergsterrenstelsels rond de Melkweg in hetzelfde vlak bewegen. Omdat de data van zo’n hoge kwaliteit zijn, had Helmi al heel snel resultaten in de vandaag gepubliceerde eerste analyse: de dwergsterrenstelsels rond de Melkweg blijken wel allemaal een sterk gehelde baan te hebben maar bewegen niet in hetzelfde vlak, hoewel sommige zich in groepjes lijken op te houden. Helmi heeft nu voor het eerst ook ‘gezien’ hoe coherent het rotatiepatroon is van de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, twee satellietstelsels van onze Melkweg. Verder is de rotatie van zeker vijf bolhopen gedetecteerd, waarvan de herkomst tot nu toe onbekend is. ‘Het is ongelofelijk wat de Gaia-data nu al, in deze eerste en relatief snelle en oppervlakkige analyse aan nieuwe kennis en inzichten hebben opgeleverd. Zelfs op een van de plaatjes die we voor de pers hebben gemaakt, zag ik ineens een volstrekt nieuw detail dat we niet wisten, namelijk dat sommige bolvormige sterrenhopen rond de Melkweg in groepjes bewegen.’ Anthony Brown is als voorzitter van Gaia’s Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) nauw betrokken bij het ontsluiten van de immense hoeveelheid gegevens die Gaia oplevert. Hij was vandaag in Berlijn aanwezig bij de officiële opening van het archief. Brown: ‘Astronomen kunnen met ons archief nieuwe wetenschap gaan doen, dingen ontdekken waar we nu nog niets van weten. Dat is het revolutionaire aan deze ontdekkingsmachine. Ik verwacht dat astronomen gaan spreken over de periode vóór en ná deze tweede datarelease.’ Brown is niet bang voor een run op de data en al te veel concurrentie. ‘De dataset is zo rijk, hier gaan we nog jarenlang uit putten.’
→ Oorspronkelijk persbericht
24 april 2018
De kern van ons Melkwegstelsel herbergt een superzwaar zwart gat, ruim vier miljoen maal zo zwaar als de zon. Maar volgens astronomen van de Yale-universiteit zouden er in het Melkwegstelsel meer (super-)zware zwarte gaten kunnen ronddolen. Dat concluderen ze in een artikel in Astrophysical Journal Letters op basis van computersimulaties.
In de simulaties bekijken de astronomen wat er gebeurt wanneer een groot en zwaar sterrenstelsel (zoals het Melkwegstelsel) een kleiner sterrenstelsel opslokt dat óók een zwaar zwart gat in het centrum heeft. Het blijkt dat dat 'opgeslokte' zwarte gat niet altijd direct versmelt met het superzware zwarte gat in de kern van het grotere stelsel. In plaats daarvan kan het lange tijd een baan rond het centrum beschrijven, op afstanden van vele duizenden of tienduizenden lichtjaren. Als ons Melkwegstelsel in de loop van de kosmische geschiedenis meerdere kleinere sterrenstelsels heeft opgeslokt, zouden er dus ook meer zware zwarte gaten in kunnen voorkomen.
Het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg is zichtbaar doordat het gas uit zijn omgeving opzuigt. Dat gas wordt heet en zendt straling uit voordat het in het zwarte gat valt. Maar een zwaar zwart gat ergens in de buitendelen van het Melkwegstelsel zal vermoedelijk nauwelijks op die manier 'gevoed' worden, waardoor het echt onzichtbaar is. Gelukkig is de kans onwaarschijnlijk klein dat zo'n op drift geraakt zwart gat zich in de directe omgeving van ons eigen zonnestelsel ophoudt. (GS)
→ Milky Way’s supermassive black hole may have ‘unseen’ siblings
19 april 2018
Ter gelegenheid van de 28ste verjaardag van de Hubble-ruimtetelescoop, op 24 april a.s., is een nieuwe opname gepresenteerd van een stukje van de Lagunenevel. Deze kleurrijke wolk van gloeiend interstellair gas bruist van de activiteit. Er worden nieuwe sterren geproduceerd, die hevige winden produceren, en er zijn wervelende zuilen van gas en stof te zien. De volledige Lagunenevel is een enorm groot object van 55 bij 20 lichtjaar. Hoewel hij bijna 4000 lichtjaar van ons is verwijderd, is hij aan de hemel drie keer zo groot als de volle maan. Vandaar ook dat Hubble maar een klein deel van de gasnevel – ongeveer 4 lichtjaar breed – heeft kunnen vastleggen. (EE)
→ Hubble Celebrates 28th Anniversary With a Trip Through the Lagoon Nebula
18 april 2018
Vandaag zijn nieuwe resultaten gepubliceerd van het GALAH-project: een omvangrijke analyse van de scheikundige samenstelling van 350.000 sterren. Een van de doelen van het project is het vinden van de 'brusjes' (broertjes en zusjes) van de zon - de sterren die 4,6 miljard jaar geleden tegelijk met de zon zijn ontstaan in dezelfde sterrenhoop. Die sterren zijn vervolgens elk hun eigen weg gegaan, maar hun chemische samenstelling moet identiek zijn aan die van de zon.
De metingen zijn uitgevoerd met de HERMES-spectrograaf op de 3,9-meter Anglo-Australian Telescope. De spectra van de sterren, waarin verschillende scheikundige elementen karakteristieke 'vingerafdrukken' achterlaten, zijn vervolgens geanalyseerd met zelflerende software. Het doorspitten van 350.000 sterspectra kan vergeleken worden met het analyseren van het DNA van honderdduizenden proefpersonen, op zoek naar biologische verwantschappen.
Begin vorige eeuw werd vergelijkbaar (maar veel minder nauwkeurig) onderzoek verricht door de Amerikaanse astronome Annie Jump Cannon, die in de loop van enkele decennia ook van een paar honderdduizend sterren de spectra bestudeerde, maar dan 'op het oog'. Ter ere van haar pionierswerk is de computercode die nu is ingezet 'The Cannon' genoemd. De resultaten zijn voor publicatie aangeboden in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Survey profiles 350,000 stars in search for Sun’s siblings
11 april 2018
Voor het eerst is het Australische wetenschappers gelukt om met behulp van een grote radiotelescoop een ‘glitch’ (hapering) te registreren in het pulsgedrag van de Vela-pulsar (Nature, 12 april). De Vela-pulsar is het compacte restant van een zware ster die zijn bestaan ongeveer 12.000 jaar geleden heeft afgesloten met een supernova-explosie. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren. Deze objecten zijn niet groter dan een kilometer of 20, maar hebben meer massa dan onze zon. Sommige van deze rondtollende sterretjes zijn vanaf de aarde waarneembaar als een snel knipperende bron van radiostraling. Doorgaans volgen die radiopulsen elkaar op met de regelmaat van de klok, maar zo nu en dan vertoont hun rotatie een kleine hapering. Bij de Vela-pulsar gebeurt dat ongeveer eens in de drie jaar. Omdat zulke glitches op onvoorspelbare momenten plaatsvinden, moet een pulsar langdurig in de gaten worden gehouden om er eentje te kunnen registeren. In dit specifieke geval is de Vela-pulsar meer dan vier jaar lang, 19 uur per dag om de 10 seconden bekeken met de 26-meter radiotelescoop bij Hobart (Tasmanië) en de 30-meter radiotelescoop bij Ceduna (Zuid-Australië). Op 12 december 2016 was het dan eindelijk raak. Op die dag haperde het pulsgedrag van de Vela-pulsar gedurende vijf seconden. Zulke haperingen zijn bij meer pulsars waargenomen, maar een sluitende verklaring daarvoor is er nog steeds niet. Vermoed wordt dat de oorzaak ligt bij een kortstondige koppeling tussen het supervloeibare inwendige van de neutronenster en diens korst. Het is voor het eerst dat zo’n glitch is waargenomen met een radiotelescoop die groot genoeg is om de afzonderlijke pulsen te kunnen zien. De onderzoekers hopen dat een nadere analyse van dit soort haperingen meer inzicht zal geven in het gedrag van materie onder de extreme druk en temperatuur in een neutronenster. (EE)
→ Scientists capture neutron star’s glitch, offering new insights into how matter behaves
9 april 2018
In een speciaal nummer van Astronomy & Astrophysics is een catalogus gepubliceerd van bronnen in het Melkwegstelsel die extreem hoogenergetische gammastraling uitzenden. De 78 bronnen zijn ontdekt en vastgelegd met het internationale H.E.S.S.-observatorium (High Energy Stereoscopic System) in Namibië. Het gaat onder andere om supernovaresten, microquasars en pulsarwindnevels. Veel van de bronnen zijn niet eerder vastgelegd op andere golflengten.
H.E.S.S. is een samenwerkingsverband van 14 landen. Het observatorium werd in 2002 in gebruik genomen. Het bestaat uit vijf speciale telescopen die extreem zwakke lichtflitsjes aan de nachtelijke hemel registreren. Die flitsjes van zogeheten Cerenkov-straling worden geproduceerd wanneer een energierijk gammafoton (met een energie van meer dan een biljoen elektronvolt) de aardse dampkring binnendringt en daar een waterval aan secundaire deeltjes teweegbrengt.
De nieuwe H.E.S.S. Galactic Plane Survey is vier maal zo groot als de vorige editie uit 2006. In supernovaresten wordt de hoogenergetische gammastraling opgewekt wanneer subatomaire deeltjes met hoge snelheid de ruimte in geblazen worden en daar in wisselwerking treden met interstellaire gasdeeltjes en fotonen. H.E.S.S. heeft echter ook veel supernovaresten gedetecteerd die eerder niet op andere golflengten zijn waargenomen. (GS)
→ The largest catalog ever published of very high energy gamma ray sources in the Galaxy
5 april 2018
Onderzoek door astronomen van de universiteit van Cardiff wijst erop dat er in het heelal een tekort aan fosfor bestaat. Fosfor is een chemisch element dat een belangrijke rol speelt bij het leven op onze planeet. Waar dit element schaars is, zou leven zoals wij dat kennen wellicht niet mogelijk zijn. Fosfor is een van de slechts zes chemische elementen waar aardse organismen van afhankelijk zijn. Het is een cruciaal bestanddeel van adenosinetrifosfaat (ATP), dat cellen gebruiken voor de opslag en overdracht van energie. Fosfor wordt geproduceerd door supernova’s – de explosies van zware sterren. Maar de hoeveelheden van dit element die tot nu toe in onze Melkweg zijn waargenomen, komen niet altijd overeen met de uitkomsten van computermodellen. Zo laat recent onderzoek met de William Herschel Telescope op La Palma zien dat de Krabnevel, het restant van een supernova die in het jaar 1054 verscheen, veel minder fosfor bevat dan de supernovarest Cassiopeia A. Mogelijk moet de oorzaak van het verschil worden gezocht bij het soort ster dat is ontploft. In het geval van Cassiopeia A zou dat een zeldzame superzware ster kunnen zijn geweest. Hoe dan ook: als het om fosfor gaat is de ene supernova blijkbaar de andere niet. Als dit (voorlopige) onderzoeksresultaat klopt, zouden de hoeveelheden fosfor in onze Melkweg forse lokale variaties kunnen vertonen. En dat zou dan weer betekenen dat op lang niet alle planeten voldoende fosfor beschikbaar is voor de aanmaak van adenosinetrifosfaat. Het nieuwe resultaat is gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. (EE)
→ Paucity of phosphorus hints at precarious path for extraterrestrial life
4 april 2018
Voor het eerst zijn astronomen erin geslaagd om de afstand tot een bolvormige sterrenhoop te bepalen met behulp van driehoeksmeting. De nieuwe afstandsbepaling kan onder meer worden gebruikt om de bestaande modellen voor de evolutie van sterren te verbeteren. Het betreft de bolvormige sterrenhoop NGC 6397, die dichtbij genoeg staat om (onder goede omstandigheden) waarneembaar te zijn met het blote oog. De sterrenhoop bevat naar schatting 400.000 sterren en maakt deel uit van ons Melkwegstelsel. Volgens de nieuwe meting is NGC 6397 ongeveer 7800 lichtjaar van ons verwijderd. Dat is iets verder weg dan tot nu toe werd aangenomen. De foutmarge in de meting bedraagt slechts 3 procent. Bij de afstandsbepaling is gebruik gemaakt van de Hubble-ruimtetelescoop. Deze werd gedurende een periode van twee jaar om het half jaar op NGC 6397 gericht. Dat maakte het mogelijk om de minuscule schijnbare schommelbewegingen van 40 sterren van de sterrenhoop te meten die het gevolg zijn van de veranderende positie van de ‘waarnemer’ c.q. de Hubble-ruimtetelescoop. Het onderzoeksteam heeft op basis van de nieuwe afstand kunnen berekenen dat NGC 6397 ongeveer 13,4 miljard jaar oud is. Dat betekent dat de sterrenhoop ruwweg 400 miljoen jaar na de oerknal moet zijn ontstaan. (EE)
→ Hubble Makes the First Precise Distance Measurement to an Ancient Globular Star Cluster
4 april 2018
Een team van astrofysici heeft een stuk of twaalf zwarte gaten ontdekt in de naaste omgeving van Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Omdat dergelijke ‘kleine’ zwarte gaten zich maar heel moeilijk laten opsporen, zal hun werkelijke aantal vele malen groter zijn. Vermoedelijk zijn het er meer dan tienduizend (Nature, 5 april). Dat de centra van grote sterrenstelsels als het onze wemelen van de zwarte gaten was al tientallen jaren geleden theoretisch voorspeld. Maar concreet bewijs daarvoor ontbrak tot nu toe. De nu ontdekte zwarte gaten zijn opgedoken uit gegevens van de röntgensatelliet Chandra. Het zijn zwarte gaten die op enig moment een normale ster hebben ingevangen en daarmee nu een zogeheten röntgendubbelster vormen. Materie die van vanuit deze ster naar het zwarte gat toe stroomt, wordt dermate heet dat zij een (relatief zwakke) bron van röntgenstraling wordt. In de Chandra-gegevens zijn twaalf van die röntgendubbelsterren ontdekt op afstand van minder dan drie lichtjaar van Sagittarius A*. Het is niet zeker dat al deze dubbelsterren een zwart gat bevatten: in een aantal gevallen zou het ook op een neutronenster kunnen gaan. Daar staat tegenover dat lang niet alle zwarte gaten een ster als begeleider zullen hebben. Bovendien heeft Chandra waarschijnlijk alleen de helderste röntgendubbelsterren gedetecteerd. Het werkelijke aantal zwarte gaten rond Sagittarius A* zal daarom veel groter zijn dan twaalf. Via extrapolatie komen de astrofysici tot de conclusie dat zich in het hart van ons Melkwegstelsel minstens 300 röntgendubbelsterren bevinden. Daarnaast zullen er dan nog minstens 10.000 ‘eenzame’ en dus onwaarneembare zwarte gaten zijn. (EE)
→ New Study Suggests Tens of Thousands of Black Holes Exist in Milky Way's Center
3 april 2018
In het centrum van het Melkwegstelsel kwam 11 miljard jaar geleden een langdurige geboortegolf van nieuwe sterren op gang, die circa 4 miljard jaar duurde. Die conclusie trekken astronomen op basis van een grootschalig onderzoek aan de leeftijden van sterren in de Melkwegkern. De resultaten zijn deze week gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool.
De kern van het Melkwegstelsel bestaat uit een min of meer bolvormige verdeling van sterren met een gering gehalte aan zware elementen - een indicatie dat het hier om zeer oude sterren gaat. Daarnaast is er een centrale balk die aan de buitenrand dikker is dan in het midden (waardoor hij gezien vanaf de aarde een pindavorm heeft), en die sterren met een hoger 'metaalgehalte' bevat.
Met de Europese VISTA-infraroodtelescoop in Chili zijn nu metingen verricht aan de kleuren en helderheden van miljoenen afzonderlijke sterren in het Melkwegcentrum. Op basis van die metingen is een 'leeftijdskaart' van het centrale deel van de Melkweg samengesteld.
De waarnemingen zijn het best te verklaren door aan te nemen dat er tussen 11 en 7 miljard jaar geleden veel nieuwe sterren zijn geboren. Ook metingen aan verre sterrenstelsels in het heelal, waar astronomen ver terugkijken in de tijd, wijzen uit dat dat de periode was waarin het stervormingstempo overal in het heelal een maximale waarde bereikte. (GS)
→ First age-map of the heart of the Milky Way
3 april 2018
Het Melkwegstelsel dijt uit, en dat is niet het gevolg van de algemene uitdijing van het heelal. De grote, platte spiraal van een paar honderd miljard sterren waartoe ook onze eigen zon behoort, groeit met ongeveer 500 meter per seconde. Over drie miljard jaar zal het Melkwegstelsel zo'n vijf procent groter zijn dan het nu is. (De kosmologische uitdijing van het heelal heeft geen invloed op de afmetingen van individuele sterrenstelsels.)
Structuur en afmetingen van ons eigen Melkwegstelsel zijn moeilijk te meten, omdat we het stelsel alleen van binnenuit kunnen bekijken. Sterrenkundigen hebben daarom nauwkeurige metingen verricht aan de snelheden van heldere, jonge sterren in de buitendelen van andere sterrenstelsels die veel op het Melkwegstelsel lijken. Die sterren bewegen langzaam maar zeker weg van hun 'geboortegrond' - een actief stervormingsgebied aan de rand van de centrale schijf van het stelsel.
De metingen zijn verricht met de Sloan Digital Sky Survey-telescoop en de ruimtetelescopen Galex (ultraviolet) en Spitzer (infrarood). Het blijkt dat de straal van het zichtbare deel van sterrenstelsels zoals het Melkwegstelsel toeneemt met ongeveer 500 meter per seconde. Dat zal dus voor ons eigen Melkwegstelsel ook het geval zijn. De huidige middellijn van het Melkwegstelsel bedraagt tussen de 100.000 en 120.000 lichtjaar.
De nieuwe resultaten zijn deze week gepresenteerd op de European Week for Astronomy and Space Science 2018 in Liverpool. (GS)
→ Is the Milky Way getting bigger?
3 april 2018
Dubbele zwarte gaten in het centrum van het Melkwegstelsel kunnen onder bepaalde omstandigheden sneller met elkaar botsen en versmelten dan je zou verwachten. Bij zo'n botsing ontstaan zwaartekrachtgolven - minieme rimpelingen in de ruimtetijd - die op aarde waargenomen kunnen worden met gevoelige detectoren.
In het dichtbevolkte centrum van het Melkwegstelsel komen vermoedelijk veel dubbele zwarte gaten (of dubbele neutronensterren) voor. Normaal gesproken kan het miljarden jaren duren voordat de twee objecten in zo'n dubbelsysteem op elkaar botsen. Volgens computersimulaties van Joseph Fernandez (Liverpool John Moores University) kan dat proces echter versneld worden door zwaartekrachtsstoringen van het superzware zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel.
Wanneer een dubbelsysteem op kleine afstand langs het superzware zwarte gat beweegt, zullen de omloopbanen van de twee objecten in ongeveer één op de tien gevallen veranderen in langgerekte ellipsen. Het gevolg is dat de twee zwarte gaten veel sneller naar binnen spiraliseren.
De kans dat er zwaartekrachtgolven opgevangen worden die afkomstig zijn van een zwartegatenbotsing in het centrum van het Melkwegstelsel is dus groter dan tot nu toe werd gedacht, aldus Fernandez, die zijn resultaten deze week presenteert op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. (GS)
→ Gravitational waves created by black holes in the centre of most galaxies
19 maart 2018
NASA heeft een nieuwe compositiefoto gepubliceerd van het centrum van de Krabnevel (M1) in het sterrenbeeld Stier. De Krabnevel is het restant van een supernova-explosie die in het jaar 1054 plaatsvond. In het centrum van de nevel bevindt zich een snel rondtollende neutronenster die bundels energierijke deeltjes en straling de ruimte in blaast. De neutronenster (op aarde zichtbaar als een zogeheten pulsar) heeft bovendien een sterk magnetisch veld. Elektronen en anti-elektronen in de jets beschrijven spiraalvormige banen rond de magnetische veldlijnen, en zenden daarbij straling uit op alle denkbare golflengten. Op de nieuwe compositiefoto zijn infraroodmetingen (door NASA's Spitzer Space Telescope) in rozerode tinten weergegeven; zichtbaar licht (waargenomen door de Hubble Space Telescope) in paars, en röntgenwaarnemingen (door het Chandra X-ray Observatory) in blauw en wit. (GS)
→ Crab Nebula: A Crab Walks Through Time
12 maart 2018
De mysterieuze gammastraling uit het centrale deel van het Melkwegstelsel is niet afkomstig van donkere materie. Die conclusie trekken Australische onderzoekers op basis van modelberekeningen.
De Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi ontdekte dat er veel gammastraling afkomstig is uit het Melkwegcentrum. De bron daarvan is onbekend. Volgens sommige theorieën zou het om energierijke straling gaan die geproduceerd wordt bij de wederzijdse annihilatie van donkere-materiedeeltjes. Naar algemeen wordt aangenomen is het Melkwegstelsel gehuld in een min of meer bolvormige halo van donkere materie, met de grootste dichtheid in het centrum.
Een analyse van de Fermi-waarnemingen, in combinatie met hydrodynamische modelberekeningen, laat nu echter zien dat de verdeling zoals die door Fermi is waargenomen niet bolvormig is, maar sterker afgeplat. Dat komt volgens de onderzoekers beter overeen met de bekende verdeling van sterren in het Melkwegcentrum.
In Nature Astronomy suggereren ze daarom dat de diffuse gammastraling geproduceerd wordt door een populatie van duizenden millisecondepulsars in het centrum van het Melkwegstelsel - kleine, compacte en extreem snel roterende sterren die achterblijven na supernova-explosies. (GS)
→ Mysterious signal comes from very old stars at centre of our galaxy
7 maart 2018
Nieuwe gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en andere telescopen zijn gebruikt om een spectaculaire afbeelding te maken van een web van filamenten in de bekende Orionnevel. De Orionnevel is een stervormingsgebied op ongeveer 1350 lichtjaar van de aarde. De filamenten bestaan uit koud gas en zijn dus niet roodgloeiend heet, zoals de (gekozen) kleuren op de afbeelding suggereren. De sliertige, vezelachtige structuren van koud gas zijn alleen waarneembaar met telescopen zoals ALMA, die in het millimetergolflengtebereik werken. Het koude gas dient als ‘grondstof’ voor de vorming van nieuwe sterren. Het stort onder invloed van zijn eigen zwaartekracht geleidelijk ineen totdat het voldoende is samengeperst om een of meer protosterren te vormen – de voorlopers van sterren. Een team van wetenschappers, onder wie Alvaro Hacar González van de Sterrewacht Leiden, heeft de filamenten onderzocht om meer te weten te komen over hun structuur en samenstelling. Ze gebruikten ALMA om te zoeken naar sporen van het diazenyliumgas waaruit deze structuren voor een deel bestaan. Bij dit onderzoek wist het team een netwerk van 55 filamenten te identificeren. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
5 maart 2018
De Europese ruimtetelescoop Integral heeft de 'wedergeboorte' van een neutronenster waargenomen, als gevolg van materie-overdracht van een begeleidende rode reuzenster. Volgens de onderzoekers zou het om de eerste röntgenuitbarsting van de neutronenster kunnen gaan; in de afgelopen vijftien jaar is nooit eerder röntgenstraling van dit object waargenomen.
De röntgenuitbarsting werd gezien op 13 augustus 2017, in het dichtbevolkte centrale deel van ons Melkwegstelsel. Uit de waarnemingen blijkt dat het hier gaat om een zeldzame symbiotische röntgendubbelster: een opgezwollen rode reus, vergezeld door een extreem compacte neutronenster. Van zulke bijzondere dubbelsterren zijn er slechts een stuk of tien bekend in het Melkwegstelsel.
Gas dat door de rode reus de ruimte in wordt geblazen, komt met hoge snelheid op de neutronenster terecht, waarbij het zo sterk wordt verhit dat het röntgenstraling uitzendt. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.
Het gaat hier wel om een merkwaardig object: rode reuzen zijn oude sterren, terwijl de neutronenster ogenschijnlijk heel jong is, getuige zijn sterke magneetveld. Daar staat tegenover dat hij een heel trage rotatie vertoont (één omwenteling in ongeveer twee uur), wat weer ongewoon is voor jonge neutronensterren. De onderzoekers vermoeden dat het misschien eerst een (oude) witte dwerg was, die als gevolg van materie-overdracht van de rode reus zo zwaar is geworden dat hij verder ineen is gestort tot een neutronenster. (GS)
→ Donor star breathes life into zombie companion
26 februari 2018
De koele, rode dwergster Proxima Centauri - de ster die het dichtst bij de zon staat - wordt waarschijnlijk toch niet omgeven door stofgordels. Het bestaan van dat stof was eerder afgeleid uit metingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili. De aanwezigheid van stofgordels rond de rode dwerg zou erop wijzen dat er - naast de aardeachtige planeet Proxima b - mogelijk nog meer planeten in het stelsel voorkomen.
De oorspronkelijke ALMA-metingen, verricht over een periode van in totaal 10 uur in het eerste kwartaal van 2017, zijn nu opnieuw geanalyseerd. Daarbij is gebleken dat het overschot aan millimeterstraling van de ster (dat aanvankelijk dus werd toegeschreven aan een circumstellaire stofgordel) volledig verklaard kan worden door een korte, extreem krachtige uitbarsting op het steroppervlak, die plaatsvond op 24 maart 2017.
Tijdens die uitbarsting werd de ster in een periode van tien seconden maar liefst duizend maal helderder op millimetergolflengten. De nieuwe analyse is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. Volgens de onderzoekers is er nu niet langer reden om aan te nemen dat Proxima Centauri omgeven wordt door substantiële hoeveelheden stof, en dat er mogelijk sprake is van een veel rijker planetenstelsel rond de ster.
Door de verdampende werking van extreme 'zonnevlammen' op rode dwergsterren als Proxima Centauri kunnen rondcirkelende planeten in de loop van de tijd hun atmosfeer en oceaan verliezen. Het bestaan van zulke krachtige vlammen is dan ook een slecht teken voor mogelijk leven op een planeet als Proxima b. (GS)
→ Powerful Flare from Star Proxima Centauri Detected with ALMA
26 februari 2018
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Maria Bergemann van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft een verrassende ontdekking gedaan over de geboorteplaats van twee groepen sterren die zich ver boven en onder de schijf van ons Melkwegstelsel bevinden. Van deze zogeheten halosterren werd vermoed dat ze zijn ontstaan uit het ‘puin’ dat is achtergelaten door kleine sterrenstelsels die lang geleden in botsing zijn gekomen met de Melkweg. Nieuw onderzoek heeft echter uitgewezen dat de stergroepen Tri-And en A13 afkomstig zijn uit de Melkwegschijf zelf (Nature, 26 februari). Uit het onderzoek is namelijk gebleken dat de chemische samenstelling van de onderzochte sterren sterk overeenkomt met die van Melkwegschijf. Dat maakt het erg onwaarschijnlijk dat ze bestaan uit materiaal dat oorspronkelijk tot een ander sterrenstelsel heeft behoord. Dat de betreffende sterren in de halo – het bolvormige buitenste deel – van de Melkweg terecht zijn gekomen, komt waarschijnlijk doordat de schijf van de Melkweg zelf aan het golven is geslagen na een (bijna-)botsing met een ander, veel kleiner sterrenstelsel. Door de daarbij ontstane golvingen zijn sterren naar posities ver boven en onder de schijf zijn ‘geschopt’. (EE)
→ Stars Around the Milky Way: Cosmic Space Invaders or Victims of Galactic Eviction?
21 februari 2018
Astronomen hebben vastgesteld dat de ster S0-2, die op betrekkelijk kleine afstand om het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel draait, geen begeleider van betekenis heeft. Dat maakt hem geschikt voor het testen van een voorspelling van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Als S0-2 deel had uitgemaakt van een dubbelstersysteem, zou dat veel moeilijker zijn geweest (The Astrophysical Journal, 6 februari). Dat S0-2 ‘alleenstaand’ is, blijkt uit spectroscopische waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. Als er een tweede ster in het spel was, zouden de lijnen in dat spectrum merkbaar heen en weer schuiven, maar dat is dus niet het geval. Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat lichtgolven die uit een sterk zwaartekrachtsveld komen enigszins worden uitgerekt, waardoor hun golflengte naar de rode kant van het spectrum schuift. Verwacht wordt dat dit verschijnsel bij S0-2 rechtstreeks meetbaar zal zijn wanneer de ster dit voorjaar zijn kleinste afstand tot het centrale zwarte gat bereikt. (EE)
→ Astronomers Discover S0-2 Star is Single and Ready for Big Einstein Test
21 februari 2018
Astronomen hebben de magnetische veldlijnen in het gas en stof rond het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel in kaart gebracht. De kaart – de eerste in zijn soort – is gemaakt met een infraroodcamera van de Gran Telescopio Canarias (GTC) op het eiland La Palma. Rond het centrale zwarte gat van de Melkweg cirkelen sterren die op zichtbare golflengten moeilijk waarneembaar zijn, omdat hun licht wordt tegengehouden door wolken van gas en stof. Op infrarode golflengten, en overigens ook op röntgen- en radiogolflengten, zijn deze wolken min of meer transparant. De ‘CanariCam’ van de GTC is in staat om de door magnetische velden veroorzaakte polarisatie van het ontvangen infraroodlicht registeren. Dat heeft een bijzondere kaart opgeleverd van de onmiddellijke omgeving van het zwarte gat. Daarop zijn de dunne magnetische veldlijnen in het hete gas en warme stof rond de sterren in dit gebied goed herkenbaar: ze doen denken aan penseelstreken. Over de oorsprong van het magnetische veld in het centrum van de Melkweg bestaat nog veel onduidelijkheid. Aangenomen wordt dat dit veld oorspronkelijk veel kleiner is geweest en door de zwaartekrachtsinvloeden van het zwarte gat en de sterren in het Melkwegcentrum is uitgerekt. (EE)
→ Magnetic field traces gas and dust swirling around supermassive black hole
13 februari 2018
Astronomen van de Universiteit van Leeds (Verenigd Koninkrijk) hebben mogelijk een verklaring gevonden voor het feit dat de centrale holte in de beroemde Rozetnevel zo klein is.
De Rozetnevel is een stervormingsgebied op ca. 5000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eenhoorn. In het centrum zijn jonge, hete sterren ontstaan, die de nevel van binnenuit schoonblazen. De centrale holte in de Rozetnevel is echter verrassend klein. Op basis van de leeftijd van de centrale sterren (enkele miljoenen jaren) zou je een bijna tien maal zo grote holte verwachten.
Computersimulaties laten nu zien dat de waargenomen structuur overeenkomt met wat je verwacht in een relatief dunne moleculaire wolk van gas en stof. De sterrenwinden van de pasgeboren sterren worden dan 'gefocust' in een richting loodrecht op die dunne structuur. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ New models give insight into the heart of the Rosette Nebula
6 februari 2018
In de bolvormige sterrenhoop Terzan 5, in het centrale deel van ons Melkwegstelsel, zijn drie nieuwe millisecondepulsars ontdekt - neutronensterren die extreem snel om hun as draaien en daarbij elke paar milliseconden een korte puls radiostraling te zien geven. Eerder waren al 34 millisecondepulsars bekend in de bolhoop; het totale aantal bedraagt nu dus 37.
De nieuw ontdekte pulsars hebben rotatieperioden van 5,95, 2,96 en 1,89 milliseconden. Ze zijn gevonden met een nieuwe zoekmethode in archiefwaarnemingen van de 110-meter Green Bank Telescope in de Verenigde Staten.
Een kwart van alle bekende millisecondepulsars in bolvormige sterrenhopen bevindt zich in Terzan 5. Hoe dat komt is niet precies bekend. De bolhoop is mogelijk een van de oudste 'bouwstenen' waaruit het centrale deel van ons Melkwegstelsel lang geleden is ontstaan. (GS)
→ Nieuwsbericht op phys.org
31 januari 2018
In het sterrenbeeld Lynx is een 7500 lichtjaar verre ster ontdekt die bijzonder arm is aan elementen zwaarder dan helium. Volgens zijn ontdekkers behoort de ster, die de aanduiding J0815+4729 heeft gekregen, tot de oudste van onze Melkweg. De ‘oerster’ is iets lichter en heter dan onze zon. In vergelijking met onze zon bevat J0815+4729 een miljoen keer zo weinig calcium en ijzer. Daartegenover staat dat zijn koolstofgehalte maar ongeveer zeven keer zo klein is. Zulke ‘metaalarme’ sterren zijn bijzonder schaars: in onze Melkweg is er nog maar een handjevol van ontdekt. Uit hun chemische eigenschappen kan worden afgeleid dat sterren als deze directe afstammelingen zijn van de eerste zware sterren in onze Melkweg, zoals die ongeveer 300 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Deze sterren sloten hun korte leven af met een supernova-explosie, waarbij de door henzelf geproduceerde zware elementen zich met het interstellaire gas in de omgeving vermengden. J0815+4729 is ontdekt bij de Sloan Digital Sky Survey, maar het ware karakter van de zwakke ster kwam pas aan het licht na spectroscopisch onderzoek met de Gran Telescopio Canarias op het Canarische eiland La Palma. (EE)
→ IAC astronomers find one of the first stars formed in the Milky Way
29 januari 2018
De Duitse amateurastronoom Harald Kaiser is erin geslaagd om een foto te maken van de open sterrenhoop Gaia 1, waarvan de ontdekking in november vorig jaar bekend werd gemaakt. De sterrenhoop is vrijwel niet zichtbaar, omdat hij zich aan de hemel extreem dicht bij Sirius bevindt, de allerhelderste ster.
Zoals de naam al aangeeft, is Gaia 1 ontdekt door de Europese ruimtetelescoop Gaia, die met gevoelige digitale camera's het Melkwegstelsel in kaart brengt. De sterrenhoop telt enkele duizenden sterren, heeft een middellijn van ca. 30 lichtjaar, en bevindt zich op 15.000 lichtjaar afstand van de aarde.
Het bijzondere aan de sterrenhoop is zijn hoge leeftijd (3 miljard jaar; de meeste open sterrenhopen vallen binnen hooguit een paar honderd miljoen jaar al uit elkaar) en de sterk gehelde baan die hij beschrijft ten opzichte van het centrale vlak van het Melkwegstelsel.
Op de opname van Kaiser is de sterrenhoop maar ternauwernood als zodanig te onderscheiden. Zou Sirius niet 'in de weg' staan, dan was Gaia 1 minstens honderd jaar geleden al ontdekt door astronomen. (GS)
→ Obscured Sirius reveals Gaia 1 cluster
29 januari 2018
Met de Japanse 45-meter radiotelescoop van Nobeyama is de meest gedetailleerde radiokaart van de Melkweg gemaakt. De nieuwe kaart toont drie maal zo veel details als eerdere radiokaarten.
Met radiotelescopen kan koel gas in het Melkwegstelsel in kaart worden gebracht dat op andere golflengten niet waarneembaar is. Het Japanse FUGIN-project (FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey with Nobeyama) heeft tussen 2014 en 1017 in totaal 1100 uur waarnemingen verricht van een smalle strook aan de hemel, samenvallend met het centrale vlak van ons Melkwegstelsel, met een oppervlak dat 520 maal zo groot is als dat van de Volle Maan.
De kleinste details die op de nieuwe kaart zichtbaar zijn, hebben afmetingen van 20 boogseconden; de radiale snelheden van de talloze gaswolken zijn vastgelegd met een nauwkeurigheid van 1,3 kilometer per seconde. De waarnemingen richtten zich op drie verschillende typen koolmonoxidemoleculen.
De nieuwe kaart, gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan, zal in de toekomst dienst doen als basis voor nieuw detailonderzoek aan gas- en stofwolken in het Melkwegstelsel. (GS)
→ The most detailed radio map of the Milky Way
22 januari 2018
Zwarte gaten blazen ook grote hoeveelheden gas de ruimte in tijdens hun 'maaltijden', dus wanneer ze materiaal uit hun omgeving opslokken. Tot nu toe waren zulke winden alleen waargenomen tijdens de 'rustige' perioden van zwarte gaten. De nieuwe bevindingen, verkregen op basis van waarnemingen met verschillende röntgentelescopen in de ruimte, zijn gepubliceerd in Nature.
Stellaire zwarte gaten (de eindstadia van zware sterren die hun leven beëindigd hebben in een supernova-explosie) bevinden zich soms in dubbelstersystemen. Het zwarte gat zuigt dan materie op van zijn begeleider. Dat gas verzamelt zich in een afgeplatte, roterende 'accretieschijf'. Om de zoveel tijd wordt een deel van het gas door het zwarte gat opgezogen, waarbij het sterk verhit wordt en energierijke röntgenstraling uitzendt.
Sterrenkundigen hebben nu tijdens zulke röntgenuitbarstingen ook de effecten gemeten van krachtige winden, die de structuur van de accretieschijf kunnen verstoren. Uit de metingen blijkt dat die winden in totaal wel 80 procent van het 'voedsel' van het zwarte gat de ruimte in blazen.
De oorzaak van deze krachtige winden rond stellaire zwarte gaten in röntgendubbelsterren is nog niet bekend. Magnetische velden spelen mogelijk een rol. (GS)
→ Scientists find evidence of strong winds outside black holes
18 januari 2018
Onderzoek van een 120 lichtjaar verre ster die als twee druppels water op onze zon lijkt, suggereert dat niet de rotatiesnelheid maar de chemische samenstelling van een zonachtige ster bepalend is voor de duur en hevigheid van zijn magnetische activiteitscyclus. Het lijkt erop dat elementen zwaarder dan helium daarbij een sleutelrol spelen (The Astrophysical Journal, 5 januari). Het aantal zonnevlekken – koele, (relatief) donkere vlekken op het oppervlak van de zon – gaat op en neer in een cyclus die gemiddeld 11 jaar duurt. Deze zonnecyclus wordt aangedreven door de zogeheten zonnedynamo – een samenspel van magnetische velden, convectie en rotatie. Wat echter de precieze oorzaak is van dit alles, is nog onduidelijk. Een onderzoeksteam onder leiding van de Deense astronoom Christoffer Karoff van de universiteit van Aarhus denkt nu dat de ster HD 173701 in het sterrenbeeld Zwaan meer duidelijkheid kan geven in de onderliggende fysische processen. Waarnemingen die teruggaan tot 1978 laten zien dat de cyclus van deze ster anderhalf keer zo kort duurt als de zonnecyclus. Daarnaast vertoont de ster magnetische variaties die meer dan twee keer zo sterk zijn als die van de zon. In de meeste andere opzichten lijkt HD 173701 juist heel veel op de zon. Hij draait bijna net zo snel om zijn as, is ongeveer net zo groot, heeft dezelfde massa en is even oud. Er is echter één belangrijk verschil: hij bevat meer dan tweemaal zoveel zware elementen. De astronomen vermoeden dan ook dat er een direct verband bestaat tussen de hevige cycli van HD 173701 en diens hoge gehalte aan zware elementen. Daar bestaan ook fysische argumenten voor. Kort gezegd komt het erop neer dat de zware elementen de ster ondoorzichtiger maken voor straling. Hierdoor schakelt het energietransport dieper in de ster over van straling op convectie (opstijgende gasbellen) en wordt het dynamo-effect versterkt. (EE)
→ Special star is a Rosetta Stone for understanding the sun's variability and climate effect
17 januari 2018
Astronomen hebben in de bolvormige sterrenhoop NGC 3201 een ster ontdekt die zich heel vreemd gedraagt. Hij lijkt een omloopbaan te volgen om een onzichtbaar zwart gat dat ongeveer vier keer zoveel massa heeft als de zon. Het is het eerste inactieve zwarte gat van stellaire massa dat in een bolvormige sterrenhoop is aangetroffen en het eerste dat is ontdekt via rechtstreekse detectie van zijn zwaartekrachtsaantrekking. Bolvormige sterrenhopen zijn enorme verzamelingen van tienduizenden sterren die om de meeste sterrenstelsels draaien. Ze bestaan al sinds de tijd dat de vorming van sterrenstelsels op gang kwam en behoren daarmee tot de oudst bekende stersystemen in het heelal. Momenteel zijn er meer dan 150 bekend die tot ons Melkwegstelsel behoren. Eén specifieke bolvormige sterrenhoop, NGC 3201 in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen), is nu onderzocht met behulp van het MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope in Chili. Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat een van de sterren in NGC 3201 met een regelmaat van 167 dagen afwisselend naar ons toe en van ons vandaan beweegt met snelheden van enkele honderdduizenden kilometers per uur. Dat wijst erop dat de ster in een baan beweegt om iets dat volkomen onzichtbaar is. Onderzoek van het spectrum van de ster laat zien dat deze ongeveer 0,8 maal de massa van onze zon heeft. De massa van zijn mysterieuze begeleider is becijferd op ongeveer 4,36 zonsmassa, wat betekent dat het vrijwel zeker een zwart gat betreft. (EE)
→ Volledig persbericht
15 januari 2018
Neutronensterren kunnen niet zwaarder zijn dan 2,16 zonsmassa's. Zwaardere neutronensterren storten onder hun eigen gewicht ineen tot een zwart gat. Die conclusie trekken Duitse natuurkundigen in een publicatie in The Astrophysical Journal.
Neutronensterren zijn de supercompacte overblijfselen van supernova-explosies. Ze zijn minstens 40 procent zwaarder dan de zon, maar niet veel groter dan 25 kilometer in middellijn. Hun dichtheid is extreem hoog - alsof je de hele mensheid in een luciferdoosje propt. Soms zijn de snel rondtollende sterretjes vanaf de aarde zichtbaar als een pulsar - een snel knipperende bron van radiostraling.
De zwaarst bekende neutronenster is PSR J0348+0432, met een massa van 2,01 zonsmassa's. De maximale massa van een neutronenster was echter niet goed bekend. Op 17 augustus 2017 namen astronomen licht en zwaartekrachtgolven waar van de botsing van twee neutronensterren op een afstand van 130 miljoen lichtjaar. Door die metingen te combineren met theoretische overwegingen, konden de Duitse natuurkundigen nu vaststellen dat neutronensterren nooit zwaarder kunnen zijn dan 2,16 zonsmassa's. De conclusies zijn kort daarna bevestigd door Japanse en Amerikaanse onderzoekers. (GS)
→ How massive can neutron stars be? (Origineel persbericht)
11 januari 2018
Deze week wordt in Washington D.C. de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) gehouden. Zoals elk jaar op de winterbijeenkomst (dit jaar bezocht door ruim 3000 astronomen) is er ook dit keer een enorme verscheidenheid aan nieuwe resultaten gepresenteerd. Sommige opmerkelijke resultaten worden in afzonderlijke nieuwsberichtjes op allesoversterrenkunde.nl besproken; hieronder volgt een beknopt overzicht (met links naar de oorspronkelijke persberichten) van nieuwe ontdekkingen die niet allemaal uitgebreid aan bod kunnen komen. (GS)
Hubble ziet oude sterren in Melkwegcentrum anders bewegen dan jonge sterren. Dankzij zijn hoge beeldscherpte heeft de Hubble Space Telescope in de loop van ca. 10 jaar minieme verplaatsingen gemeten van zonachtige sterren in de kern van het Melkwegstelsel, op ca. 26.000 lichtjaar afstand. Er is ontdekt dat sterren met een relatief hoog 'metaalgehalte' (elementen zwaarder dan waterstof en helium) sneller bewegen dan sterren met een gering metaalgehalte. Die laatste dateren uit een vroegere periode in het heelal. Het verschil in beweging zegt mogelijk iets over de ontstaansgeschiedenis van het Melkwegstelsel, maar de oorzaak van het waargenomen verschil is nog niet bekend. Persbericht
Structuur in gas- en stofschijf kan ook ontstaan zónder planeten. De afgelopen jaren zijn in de platte, ronddraaiende gas- en stofschijven rond pasgeboren sterren vaak lege zones ontdekt, waarvan algemeen wordt aangenomen dat ze ontstaan door de zwaartekrachtwerking van jonge planeten. Computersimulaties van astronomen van NASA's Goddard Space Flight Center laten nu zien dat zulke structuren ook kunnen ontstaan zónder planeten, wanneer stofdeeltjes beschenen worden door ultraviolette straling van de jonge ster. Persbericht
11 januari 2018
Tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in National Harbor in Maryland (VS) wordt gehouden, hebben astronomen enkele 3D-video’s gepresenteerd die een kijkje bieden in de Orionnevel – het bekende stervormingsgebied in het gelijknamige sterrenbeeld. De video’s zijn gebaseerd op beelden van de ruimtetelescopen Hubble (zichtbaar licht) en Spitzer (infrarood). De video’s voeren de kijker langs pas geboren sterren, gloeiende gaswolken en de kikkervis-vormige gasomhulsels van protoplanetaire schijven. Ook geven ze een duidelijk beeld van de enorme ‘grot’ in de Orionnevel die is ontstaan door de inwerking van de intense straling van de sterren van de Trapezium-sterrenhoop. Tijdens dezelfde bijeenkomst zijn ook de resultaten bekendgemaakt van een diepgaande survey van de Orionnevel, die is uitgevoerd met de Hubble-ruimtetelescoop. Bij deze survey is een grote populatie van bruine dwergen – sterren die te weinig massa hebben om kernfusiereacties in hun inwendige gaande te houden – opgespoord. Ook zijn enkele reuzenplaneten ontdekt, waaronder een tweetal zonder moederster dat om elkaar cirkelt. Bij de survey werden 1200 opvallend rode sterren opgespoord. Dat bleken niet allemaal bruine dwergen te zijn: de helderste exemplaren waren simpelweg zwakke rode dwergsterren. Zeventien van deze rode dwergsterren hadden op hun beurt wel een bruine dwerg als begeleider. Ook is er een dubbele bruine dwerg ontdekt en een bruine dwerg met een planeet. (EE)
→ Hubble Finds Substellar Objects in the Orion Nebula
11 januari 2018
Bij onderzoek van een koude moleculaire wolk in het sterrenbeeld Stier – de Taurus Molecular Cloud – is het organische molecuul benzonitril opgespoord. Dat hebben onderzoekers bekendgemaakt tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor (Maryland) en via een publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Aromatische koolwaterstoffen – organische moleculen die een zeshoekige ring van koolstofatomen bevatten – zijn alom aanwezig in het heelal. Astronomen weten dit omdat de karakteristieke infraroodstraling die zulke moleculen uitzenden in allerlei omgevingen is waargenomen. De identificatie van specifieke moleculen van dit type is echter heel lastig. Daartoe moeten spectra worden verkregen in het radiodeel van het elektromagnetische spectrum. Benzonitril – op aarde een kleurloze vloeistof die naar amandelen ruikt – is de eerste aromatische koolwaterstof die op die manier is aangetoond. Onderzoek van de samenstelling van aromatisch materiaal moet meer inzicht geven in de chemische eigenschappen van de interstellaire materie, waaruit later sterren en planeten zullen ontstaan. (EE)
→ GBT Detection Unlocks Exploration of ‘Aromatic’ Interstellar Chemistry
10 januari 2018
Met de Dark Energy Survey (DES), een groot onderzoeksprogramma dat meer inzicht moet geven in de versnellende uitdijing van het heelal, is een interessante bijvangst gedaan. In de DES-gegevens zijn elf nieuwe ‘sterrenstromen’ in onze Melkweg ontdekt. Het betreft overblijfselen van kleine sterrenstelsels die (deels) door ons sterrenstelsel zijn opgeslokt. Wanneer een klein naburig sterrenstelsel dicht in de buurt van de Melkweg komt, valt het ten prooi aan de daarbij optredende getijdenkrachten. Daardoor ontstaan langgerekte structuren van sterren met onderling vergelijkbare leeftijden, chemische eigenschappen en snelheden – zogeheten sterrenstromen. Vanaf de jaren 70 van de vorige eeuw zijn enkele tientallen van zulke sterrenstromen ontdekt. Ze vormen het bewijs dat ons sterrenstelsel niet alleen sterren van eigen fabrikaat bevat, maar ook een flink aantal extragalactische ’immigranten’ heeft opgenomen. Het vinden van nieuwe sterrenstromen is geen eenvoudige opgave. Ze zijn heel zwak en diffuus en strekken zich uit over een groot deel van de hemel. Dat maakt de Dark Energy Camera (DECam) van de 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili geknipt voor het opsporen ervan. De ontdekking van de nieuwe sterrenstromen is, samen met andere resultaten van de DES-survey, bekendgemaakt tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor in Maryland. (EE)
→ New stellar streams confirm ‘melting pot’ history of the galaxy
10 januari 2018
Astronomen hebben ontdekt dat er in het centrum van onze Melkweg een exodus van meer dan honderd wolken waterstofgas gaande is. Deze waarnemingen, gedaan met de Green Bank-radiotelescoop, kunnen mogelijk meer inzicht geven in de vorming van de zogeheten Fermi-bellen – reusachtige ‘ballonnen’ van superheet gas die boven en onder de schijf van ons sterrenstelsel uitsteken. De ontdekking is bekendgemaakt tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor in Maryland. In het centrum van de Melkweg bevinden zich een zwart gat van enkele miljoenen zonsmassa’s en talrijke gebieden waar in hoog tempo sterren worden geboren en sterven. Dit gaat gepaard met allerlei energierijke processen die tezamen een krachtige kosmische ‘wind’ produceren. Hierdoor zijn twee enorme bellen van superheet gas ontstaan die zwak zichtbaar zijn op radio-, röntgen- en gamma-golflengten. De nu ontdekte waterstofwolken lijken zich met diezelfde kosmische wind mee te laten voeren. Ze fungeren daardoor als een soort ‘testdeeltjes’ die meer inzicht geven in hetgeen zich in het Melkwegcentrum afspeelt. De wolken, die uit neutraal waterstof bestaan, zijn makkelijker waarneembaar dan de ijle Fermi-bellen zelf. Het lijkt erop dat de gaswolken in een kegelvormige formatie het Melkwegcentrum ontvluchten. Hierdoor beweegt een deel ervan in onze richting, terwijl een ander deel juist van ons af beweegt. Dat resulteert in forse onderlinge snelheidsverschillen. Gemiddeld hebben de wolken een snelheid van ongeveer 330 kilometer per seconde. De kegelformatie strekt zich tot zeker 5000 lichtjaar van het centrum uit, maar het is nog onduidelijk waar deze precies eindigt. Het lijkt erop dat de gaswolken op enige afstand boven het galactisch centrum ‘oplossen’ of dat het gas dat zij bevatten wordt geïoniseerd. (EE)
→ Swarm of Hydrogen Clouds Flying Away From Center of Our Galaxy
9 januari 2018
Tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor (Maryland) zijn nieuwe resultaten gepresenteerd van de vierde Sloan Digital Sky Survey (SDSS-IV). De Sloan-survey gebruikt telescopen in New Mexico en Chili om spectroscopische waarnemingen te verrichten aan vele honderdduizenden sterren en sterrenstelsels, verspreid over de gehele hemel.
Zo zijn bijvoorbeeld gedetailleerde spectra verkregen van Cepheïden - veranderlijke sterren die een belangrijke rol spelen bij afstandsbepalingen in het heelal. Door spectra vast te leggen op verschillende momenten tijdens de helderheidswisseling van deze sterren, is meer inzicht verkregen in de samenstelling van deze sterren, en de variaties die daarin optreden. Door gebruik te maken van die nieuwe informatie kunnen de sterren in de toekomst naar verwachting beter 'geijkt' worden als afstandsindicatoren.
Met SDSS-IV is ook de samenstelling onderzocht van sterren waarbij ruimtetelescoop Kepler planetenstelsels heeft gevonden. Uit de metingen blijkt dat planeten in kleine banen (met omlooptijden van minder dan ca. 8 dagen) vooral voorkomen rond sterren die verhoudingsgewijs weinig zware elementen bevatten. Mogelijk is er sprake van twee verschillende scenario's voor het ontstaan van planeten, afhankelijk van de samenstelling van de oorspronkelijke gas- en stofwolk waaruit de moederster ontstaat.
De Sloan-survey heeft ook de massa's bepaald van honderden superzware zwarte gaten in de kernen van zeer ver verwijderde sterrenstelsels, door gedetailleerde spectroscopische waarnemingen van het licht dat afkomstig is uit de directe omgeving van die zwarte gaten. Ook is ontdekt dat het vormingsproces van nieuwe sterren in sommige kleine (en veel dichterbij gelegen) dwergsterrenstelsels tot stilstand kan komen door de invloed van een zwaar zwart gat in zo'n dwergstelsel: door de energierijke straling die afkomstig is uit de directe omgeving van het zwarte gat wordt het aanwezige interstellaire gas in het dwergstelsel verhit en naar buiten geblazen, waardoor het niet langer beschikbaar is voor de vorming van nieuwe sterren. (GS)
→ Persbericht over het Cepheïden-onderzoek
21 december 2017
De vreemde, onvoorspelbare ‘dips’ in de helderheid van de ster RZ Piscium worden mogelijk veroorzaakt door wolken van gas en stof die om de ster cirkelen. Dat leiden astronomen af uit waarnemingen met onder meer de Keck I-telescoop en de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. De stofwolken zouden overblijfselen zijn van een of meer verwoeste planeten (The Astronomical Journal, 21 december). RZ Piscium staat op een afstand van ongeveer 550 lichtjaar in het sterrenbeeld Pisces (Vissen). Zo af en toe neemt zijn helderheid met maximaal een factor 10 af, en zo’n dip kan een paar dagen duren. Opvallend is ook dat de ster veel meer infraroodstraling produceert dan een ster als onze zon. Dat wijst erop dat hij omgeven is door grote hoeveelheden warm stof. Uit deze kenmerken hadden sommige astronomen geconcludeerd dat RZ Piscium een jonge, zonachtige ster is die omringd is door een dichte planetoïdengordel. Anderen meenden juist dat het een oude ster is die bezig is om op te zwellen en daarbij planeten opslokt. Het omringende stof zou in dat geval afkomstig zijn van verwoeste planeten. Nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de waarheid in het midden ligt. Meetresultaten van XMM-Newton laten zien dat RZ Piscium behalve veel infraroodstraling ook veel röntgenstraling produceert. Dat bewijst dat het om een jonge ster gaat. Vermoedelijk is hij nog geen 50 miljoen jaar oud. De beste verklaring voor de stofwolken rond RZ Piscium is dat het planeetvormingsproces dat zich in de protoplanetaire schijf rond de ster voltrekt bepaald niet gladjes verloopt. Mogelijk is een pas gevormde reuzenplaneet te dicht in de buurt van de ster terechtgekomen, waardoor deze onder invloed van getijdenkrachten aan flarden wordt getrokken. Een andere mogelijkheid is dat zich een of meer botsingen tussen planeten-in-wording hebben afgespeeld. (EE)
→ New Study Finds ‘Winking’ Star May Be Devouring Wrecked Planets
20 december 2017
Astronomen hebben een nieuwe, detailrijke opname gemaakt van de merkwaardige kronkelige structuur die in 2016 in het centrum van onze Melkweg is ontdekt. Dit filament is ruim twee lichtjaar lang en wijst in de richting van Sagittarius A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat dat in het melkwegcentrum huist. Op de nieuwe opname, gemaakt met de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico (VS), is te zien dat het filament zich tot dicht bij Sgr A* uitstrekt. Dat maakt het aannemelijk dat er een verband tussen beide bestaat. De astronomen kunnen nog steeds niet precies zeggen hoe het filament is ontstaan. Ze twijfelen tussen drie scenario’s. De eerste mogelijkheid is dat het filament bestaat uit snelle deeltjes die uit de omgeving van het zwarte gat ontsnappen, en daarbij magnetische veldlijnen van dit object volgen. Ook zou het filament een ‘kosmische snaar’ kunnen zijn – een soort object dat theoretisch is voorspeld, maar nog niet eerder is waargenomen. Volgens sommige theorieën zouden deze dunne, massarijke objecten naar de centra van sterrenstelsels migreren en uiteindelijk door het daar aanwezige zwarte gat worden opgeslokt. En dan is er nog de mogelijkheid dat de relatie tussen het filament en het zwarte gat slechts op schijn berust. In dat geval zou het toeval zijn dat het filament in de richting van het zwarte gat wijst (of lijkt te wijzen) en zou het om een normaal gasfilament kunnen gaan, zoals die ook elders in de Melkweg zijn aangetroffen. Vervolgwaarnemingen moeten meer duidelijkheid geven over de aard van het filament. (EE)
→ Cosmic Filament Probes Our Galaxy’s Giant Black Hole
20 december 2017
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT), voor het eerst rechtstreeks granulatiepatronen waargenomen op het oppervlak van een ster buiten ons zonnestelsel: de oude rode reus π1 Gruis. De opmerkelijke nieuwe opname, waarbij de VLT als interferometer is gebruikt, toont de weinige convectiecellen die het oppervlak vormen van deze enorme ster, die 350 keer zo groot is als de zon. Elke cel beslaat is ongeveer 120 miljoen kilometer breed – meer dan een kwart van de middellijn van de ster (Nature, 21 december). Ter vergelijking: het oppervlak van onze zon bestaat uit ongeveer twee miljoen convectiecellen of granules met afmetingen van slechts 1500 kilometer. Het enorme verschil in grootte tussen de convectiecellen van deze twee sterren kan gedeeltelijk worden verklaard door het verschil in zwaartekracht aan het steroppervlak. π1 Gruis heeft slechts 1,5 keer de massa van de zon, maar is veel groter. Dat resulteert in een veel geringere zwaartekracht aan het steroppervlak en een gering aantal extreem grote granules. De rode reus π1 Gruis is een koele ster in het sterrenbeeld Grus (Kraanvogel) op 530 lichtjaar van de aarde. Hoewel hij niet veel meer massa heeft als de zon, is hij 350 keer zo groot en duizenden malen helderder. Onze zon zal over ongeveer vijf miljard jaar opzwellen tot een vergelijkbare rode reuzenster. Toen de waterstof in de kern van π1 Gruis lang geleden opraakte, kromp deze door gebrek aan energie ineen, waardoor de temperatuur opliep tot meer dan 100 miljoen graden. Deze extreme hitte heeft de volgende fase aangewakkerd, waarbij helium tot zwaardere atomen zoals koolstof en zuurstof begon te fuseren. De intens hete kern verdreef vervolgens de buitenste lagen van de ster, waardoor deze tot honderden keren hun oorspronkelijke grootte opzwollen. Waar sterren van meer dan acht zonsmassa’s hun leven afsluiten met een spectaculaire supernova-explosie, stoten minder zware sterren zoals deze geleidelijk hun buitenste lagen af, wat resulteert in prachtige planetaire nevels. (EE)
→ Volledig persbericht
20 december 2017
De mysterieuze uitbarstingen van straling bij twee botsende neutronensterren zijn het best te verklaren met een coconmodel. Dat stelt een internationaal team van astronomen met onder anderen Samaya Nissanke (Radboud Universiteit) woensdagavond in het tijdschrift Nature. Ze bestudeerden met tientallen telescopen de nasleep van de samensmelting waarvan op 17 augustus 2017 de zwaartekrachtsgolven werden gedetecteerd. De twee botsende neutronensterren produceerden straling over het hele elektromagnetische spectrum. De ultraviolette, optische en nabij-infrarood-emissies konden verklaard worden door het radioactief verval van zware elementen zoals uranium en goud. Maar voor de gammastraling, röntgenstraling en radiostraling was nog geen goede verklaring. Het internationale team van astronomen onder leiding van Kunal Mooley (Caltech, VS en Oxford University, VK) ving met behulp van tientallen telescopen in september, oktober en november de radiostraling op van de botsing. Die nieuwe gegevens maken het steeds plausibeler dat het cocon-model de beste verklaring vormt voor de raadselachtige straling. Tegelijk wordt een ander model, het ‘off-axis gamma ray burst’-model, steeds onwaarschijnlijker. In het cocon-scenario wordt bij de botsing eerst een straal of ‘jet’ met hoge snelheid gelanceerd. Het lukt de straal echter niet om ongeschonden te ontsnappen. Een deel van de energie wordt gebruikt voor een langzame kilonova-explosie. Daarnaast vormt zich een soort cocon van materiaal. Die cocon barst uiteindelijk en veroorzaakt de gamma-, röntgen- en radiostraling. Samaya Nissanke (Radboud Universiteit) is mede-auteur van de publicatie: ‘De kilonova vormt een nieuwe, waarschijnlijk veelvoorkomende groep van zwakke korte gammaflitsers. Doordat we röntgenwaarnemingen konden koppelen aan de zwaartekrachtsgolven die we van deze twee botsende neutronensterren opvangen, verandert ons begrip over relativistische jets en korte gammaflitsen.’
→ Origineel persbericht NOVA
13 december 2017
Australische astronomen hebben de meest uitgebreide ‘kaart’ van de zuidelijke hemel online gezet. De kaart bestaat uit ongeveer 70.000 afzonderlijke foto’s waarop bijna 300 miljoen sterren en sterrenstelsels zijn vastgelegd. De beelden, gemaakt met de 1,3-meter SkyMapper-telescoop op Siding Spring (Australië), zijn voor iedereen toegankelijk via de Southern Sky Viewer. Hoewel de nu vrijgegeven kaart van de zuidelijke sterrenhemel de beste ooit is, is Skymapper nog niet klaar met zijn werk. Het is nog maar het begin van een vijf jaar durend programma waarbij dit voor ons niet waarneembare deel van de hemel gedetailleerd in kaart wordt gebracht. Op de uiteindelijke kaart zullen sterren en sterrenstelsels te zien zijn die 50 keer zo zwak zijn als die op de huidige versie.De Southern Sky Viewer is voorzien van een zoekbalk, waarmee bekende objecten aan de zuidelijke hemel kunnen worden opgezocht. Dat kan door de coördinaten of de naam van het gewenste object in te voeren. Ook kunnen de diverse objecten door verschillende filters worden bekeken – van het nabij-ultraviolet tot het nabij-infrarood. (EE)
→ ANU astronomers create best map of the southern sky
13 december 2017
Astronomen hebben ontdekt dat het magneetveld van een witte dwerg een barrière vormt voor het opslurpen van massa van zijn begeleidende ster. Uit waarnemingen van de dubbelster MV Lyrae die vier jaar lang zijn gedaan met NASA’s Kepler-satelliet blijkt dat het magneetveld van de witte dwerg als een magnetische poort fungeert. De astronomen, onder wie Caroline D’Angelo van de Universiteit Leiden en Paul Groot van de Radboud Universiteit, publiceren hun bevindingen deze week in Nature. Witte dwergen zijn de nucleaire tijdbommen van het heelal. Deze overblijfselen van sterren kunnen ontploffen in gigantische supernova-explosies, waarbij onder andere het grootste deel van het ijzer in het heelal wordt gemaakt. Om te kunnen ontploffen, moeten witte dwergen een massa zien te krijgen van ongeveer 140% van die van de zon. Dit ‘volvreten’ gebeurt met name in dubbelsterren, waarbij de witte dwerg via een schijf van gas massa opslurpt van een begeleidende ster. Als het gas via de schijf naar binnen stroomt, wordt het gestopt door de barrière die het magneetveld van de witte dwerg opwerpt. Alleen als de druk van het verder instromende gas hoog genoeg wordt, gaat de poort open en valt er meer gas naar binnen. In de waarnemingen van de Kepler-satelliet is dit open- en dichtgaan van de magnetische poort te zien als een uitbarsting van licht, ongeveer elke twee uur. ‘Het is als een verkeerd afgesteld poortje bij een treinstation,” licht coauteur Paul Groot toe. “Stel je voor dat mensen de gasdeeltjes zijn. Als het vrij rustig is gaat het poortje alleen open als er genoeg mensen staan te wachten. Het poortje gaat dan even open, om meteen weer te sluiten als ze erdoor zijn. Wordt de druk van de toestromende mensen te hoog, dan gaat het poortje kapot en kan iedereen zo doorlopen. Als de toeloop weer
afneemt en onder een kritische waarde komt gaat het poortje weer beperkt open en dicht.’ Het model om de Kepler-waarnemingen te verklaren, is gemaakt door coauteur Caroline D’Angelo van de Universiteit Leiden. ‘Het is fantastisch om te zien dat ons model werkt in dit systeem met een witte dwerg. Eerder werd al vermoed dat het zou kloppen voor de zwaardere broertjes van de witte dwergen, de neutronensterren. En het lijkt zelfs ook te werken bij heel jonge sterren die nog aan het groeien zijn. Dit laat zien dat de natuurkunde achter deze gasschijven, en de interactie met magneetvelden, universeel is,’ aldus D’Angelo.
→ Oorspronkelijk persbericht
12 december 2017
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory, een kolossale ruimtetelescoop die kosmische röntgenstraling waarneemt, is een nieuwe gedetailleerde opname gemaakt van Cassiopeia A - het overblijfsel van een supernova-explosie die vermoedelijk rond 1680 plaatsvond. Een ster die oorspronkelijk ca. 16 maal zo zwaar was als de zon, maar die tijdens zijn korte leven al ruim tien zonsmassa's aan gas de ruimte in had geblazen, spatte vrijwel volledig uiteen, waarbij een hete, uitdijende gasschil werd gevormd.
Chandra meet de röntgenstraling van het hete gas, en kan op basis daarvan de samenstelling afleiden. Op deze foto zijn siliciumatomen rood gekleurd, zwavel geel, calcium groen en ijzer paars. Uit deze (en eerdere) metingen blijkt dat er bij de supernova-explosie 10.000 aardmassa's aan zwavel de ruimte in is geblazen, 20.000 aardmassa's aan silicium, 70.000 aardmassa's aan ijzer en maar liefst één miljoen aardmassa's (drie keer de massa van de zon) aan zuurstof. (Zuurstofatomen zijn gelijkmatiger verspreid door de supernovarest en kunnen op de röntgenfoto moeilijk afzonderlijk weergegeven worden.)
Behalve zuurstof bevat Cassiopeia A ook grote hoeveelheden koolstsof, stikstof, waterstof en fosfor - de elementen die aan de basis liggen van organische moleculen. (GS)
→ Chandra Reveals the Elementary Nature of Cassiopeia A
7 december 2017
Zwarte gaten staan bekend om hun niets ontziende zwaartekracht, waarmee ze complete sterren aan flarden kunnen trekken. In magnetisch opzicht zijn het echter niet zulke grote krachtpatsers, zo blijkt uit onderzoek van het zwarte gat V404 Cygni (Science, 8 december). V404 Cygni bestaat uit een ongeveer 9 zonsmassa’s zwaar zwart gat en een opgezwollen ster die iets minder massa heeft dan onze zon. Een nieuwe meting van het magnetische veld rond het zwarte gat laat een veldsterkte zien van 461 gauss. Deze waarde is ongeveer 400 keer lager dan eerdere schattingen bij soortgelijke ‘dubbelsterren’ hadden aangegeven. De meting is gebaseerd op gegevens die in 2015 zijn verzameld tijdens eens van de schaarse uitbarstingen van (de jets van) het zwarte gat. Deze gebeurtenis werd waargenomen met de 10,4-meter Gran Telescopio Canarias, de grootste enkelvoudige optische telescoop ter wereld. Het zwakke magnetische veld van V404 Cygni roept vragen op over de ontstaanswijze van de jets – de twee bundels van snelle deeltjes die in loodrechte richting uit de accretieschijf rond het zwarte gat ontsnappen. In veel theoretische modellen wordt ervan uitgegaan dat sterke magnetische velden een cruciale rol spelen bij het versnellen van deze deeltjes. Maar blijkbaar zijn die velden helemaal niet zo sterk... (EE)
→ Black holes’ magnetism surprisingly wimpy
4 december 2017
Met grote radiotelescopen in Australië (Parkes) en Duitsland (Effelsberg) is de meest gedetailleerde kaart ooit samengesteld van de verdeling van zogeheten hogesnelheidswolken. Dat zijn wolken van koel neutraal waterstofgas die met snelheden van enkele honderden kilometers per seconde naar ons toe of van ons af bewegen. Tientallen jaren lang is de ware aard van deze wolken onbekend geweest. Inmiddels staat vast dat ze zich op relatief kleine afstand van ons eigen Melkwegstelsel bevinden: minder dan ca. 30.000 lichtjaar. Vermoedelijk gaat het om gas dat door supernova-explosies het Melkwegstelsel wordt uitgeblazen en vervolgens weer terugvalt. Op basis van de nieuwe gedetailleerde kaart, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, hopen sterrenkundigen meer over de wolken te weten te komen. (GS)
→ Astronomer's Map Reveals Location of Mysterious Fast-Moving Gas
28 november 2017
Met het ALMA-observatorium in Chili zijn pasgeboren protosterren ontdekt op slechts een paar lichtjaar afstand van het superzware zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel. Tot nu toe werd altijd aangenomen dat de energierijke straling uit de directe omgeving van het zwarte gat (Sagittarius A* of Sgr A* geheten) zoveel turbulentie zou veroorzaken in wolken van interstellair gas en stof dat daaruit nooit nieuwe sterren kunnen ontstaan.
Het zwarte gat in de Melkwegkern is 4 miljoen maal zo zwaar als de zon. Het bevindt zich op een afstand van 26.000 lichtjaar. Eerder zijn al reuzensterren-op-leeftijd in de omgeving van Sgr A* ontdekt, en een paar jaar geleden zelfs protoplanetaire schijven rond sterren van slechts 6 miljoen jaar oud. In al die gevallen ging het echter om relatief zware sterren. De massa van de nieuw ontdekte protosterren is veel kleiner. Ze hebben leeftijden van niet meer dan ca. 6000 jaar.
De protosterren zelf liggen ingebed in wolken van absorberend stof. Ze blazen echter jets van gas de ruimte in, in twee tegenovergestelde richtingen. ALMA detecteerde de millimeterstraling van koolmonoxidemoleculen (CO) in die jets. Door de waarnemingen te vergelijken met die van protosterren in nabijgelegen stervormingsgebieden was het mogelijk om de leeftijden en massa's van de sterren-in-wording te achterhalen.
De ALMA-waarnemingen wijzen uit dat stervorming een zeer robuust proces is, dat ook kan plaatsvinden in de tumultueuze omgeving van een superzwaar zwart gat. Kennelijk wordt de turbulentie in interstellaire gas- en stofwolken op de een of andere manier gedempt, of worden de wolken door een ander mechanisme samengedrukt, mogelijk zelfs door schokgolven die veroorzaakt worden door uitbarstingen van het zwarte gat.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ ALMA Discovers Infant Stars Surprisingly Near Galaxy’s Supermassive Black Hole
16 november 2017
Het overschot aan positronen – de positief geladen antideeltjes van elektronen – dat de aarde bereikt moet van een exotischere bron afkomstig zijn dan van nabije pulsars. Tot die conclusie komen wetenschappers op basis van waarnemingen van de High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) ‘gamma-sterrenwacht’ in Mexico (Science, 17 november). HAWC detecteert de deeltjesregens die ontstaan wanneer hoogenergetische gammastraling uit de ruimte de aardatmosfeer binnendringt. Sinds 2008 hebben astronomen met behulp van diverse detectoren aan boord van satellieten en het internationale ruimtestation ISS vastgesteld dat de aarde wordt bestookt met onverwacht grote aantallen energierijke positronen. Voor dat overschot bestonden twee mogelijke verklaringen. De eenvoudigste verklaring was dat de extra deeltjes afkomstig waren van twee nabije pulsars – snel rondtollende neutronensterren die elektronen, positronen en andere deeltje de ruimte in schieten. Een andere mogelijkheid was dat de positronen afkomstig zouden zijn van processen waarbij donkere materie betrokken is – de onwaarneembare, alom aanwezige materie die haar bestaan alleen verraadt via de zwaartekracht die zij uitoefent. Met HAWC is nu specifiek gekeken naar de twee pulsars die als mogelijke bronnen van het positronenoverschot werden gezien: Geminga en PSR B0656+14. Daarbij is vastgesteld dat deze pulsars omgeven zijn door een wolk die positronen afremt. Er ontsnappen uiteindelijk wel wat positronen, maar dat zijn er te weinig om het waargenomen positronenoverschot bij de aarde te kunnen verklaren. Dat wil overigens nog niet zeggen dat bij de productie van die positronen inderdaad donkere materie betrokken is. Het is ook denkbaar dat de astrofysische processen rond de positronen-producerende pulsars nog niet voldoende begrepen worden. Voorlopig heeft de donkere materie echter een streepje voor. (EE)
→ High-altitude observatory sheds light on origin of excess anti-matter
14 november 2017
Een internationaal team van astronomen geleid vanuit de Universiteit van Amsterdam vermoedt dat neutronensterren met een sterk magneetveld toch zogeheten jets kunnen lanceren. Sinds de jaren tachtig werd gedacht dat het sterke magneetveld de vorming van deze plasmastralen tegenhoudt. Maar waarnemingen met geavanceerdere telescopen duiden toch op jet-achtige straling. De astronomen publiceren hun bevindingen in twee artikelen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Jets zijn energierijke plasmastromen die met hoge snelheid uit zwarte gaten of uit neutronensterren worden geblazen. Jets zijn al tientallen jaren bekend, maar tot nu toe waren er nog nooit jets gezien vanaf neutronensterren met een sterk magneetveld. De heersende overtuiging was dat het sterke magneetveld de vorming van jets tegenhoudt. Astronomen hebben sinds de jaren tachtig eigenlijk nauwelijks meer actief gezocht naar jets bij neutronensterren met een sterk magneetveld.
Sterrenkundige Nathalie Degenaar (Universiteit van Amsterdam) besloot in 2013 dat het hoog tijd werd om met verbeterde telescopen een paar neutronensterren aan een nader onderzoek te onderwerpen. Ze kreeg waarneemtijd op de Very Large Array (VLA), een Amerikaanse radiotelescoop met 27 schotels in de staat New Mexico. Op 6 juni 2013 en 16 juni 2013 was de VLA tientallen minuten lang gericht op de dubbelstersystemen Her X-1 en GX 1+4. Beide bestaan uit een neutronenster met een zeer sterk magnetisch veld en een gewone ster die eromheen draait. Er stroomt materiaal van de gewone ster naar de neutronenster. De waarnemingen waren bedoeld om te testen of de dubbelsterren met een sterk magnetisch veld wel of geen jet konden lanceren.
Uit de analyse van de waarnemingsgegevens bleek dat beide neutronensterren radiostraling uitzenden en dat de sterkte van die straling te vergelijken is met die van jets. De onderzoekers durven nog niet te beweren dat er ook echt jets zijn, omdat daarvoor nog aanvullende metingen nodig zijn. Wel kunnen de astronomen nu een aantal processen wegstrepen. Er is bijvoorbeeld geen sprake van een zogeheten sterrenwind. Her X-1 heeft namelijk geen winden en bij GX 1+4 is de wind niet sterk genoeg.
De onderzoekers hebben inmiddels vervolgwaarnemingen aangevraagd. Ze willen nog beter naar Her X-1 en GX 1+4 kijken om inderdaad te bepalen dat ze jets lanceren. En verder willen ze naar andere, vergelijkbare neutronensterren met sterke magneetvelden kijken om te checken of de waarnemingen uniek zijn of juist heel normaal.
→ Origineel persbericht
7 november 2017
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili is een gedetailleerde opname gemaakt van het oppervlak van de rode reuzenster W Hydrae, op 320 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterslang. W Hydrae is een ster die bijna aan het eind van zijn leven is gekomen. Oorspronkelijk moet de ster qua massa veel op de zon hebben geleken. Ook de zon zal in de verre toekomst opzwellen tot zo'n rode reuzenster.
Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat W Hydrae momenteel een middellijn heeft van ca. 600 miljoen kilometer - ongeveer twee maal zo groot als de middellijn van de baan van de aarde om de zon. Ter vergelijking: de middellijn van de zon is 1,4 miljoen kilometer. Of de zon over enkele miljarden jaren ook echt tot deze gigantische afmetingen zal opzwellen is niet precies bekend. Wel staat vast dat de planeten Mercurius en Venus tegen die tijd verzwolgen zullen worden.
Verrassend genoeg blijkt W Hydrae een compacte, heldere 'vlek' op het oppervlak te vertonen. De ware aard daarvan is niet bekend; mogelijk is er sprake van krachtige schokgolven in de buitenlagen van de opgezwollen reuzenster. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ ALMA’s image of red giant star gives a surprising glimpse of the Sun’s future
24 oktober 2017
De ster Zèta Puppis, een grote, hete superreus in het zuidelijke sterrenbeeld Puppis (Achtersteven), roteert eens in de 1,78 dagen rond zijn as, en vertoont een spiraalvormig patroon in zijn 'sterrenwind', veroorzaakt door enkele extreem hete, heldere vlekken aan het oppervlak. Dat blijkt uit nauwkeurige helderheidsmetingen, verricht met nanosatellieten van het BRITE-netwerk, en aanvullende waarnemingen met telescopen op aarde.
Zèta Puppis is 60 maal zo zwaar als de zon. In tegenstelling tot de meeste superreuzen gaat hij alleen door het leven. Daarbij beweegt hij wel met een snelheid van ca. 60 kilometer per seconde ten opzichte van andere sterren in zijn omgeving; mogelijk doordat hij ooit is weggeslingerd uit een dubbelster of een meervoudig systeem.
De ster vertoont niet alleen heldere, hete plekken, maar ook onregelmatige kleinere helderheidsfluctuaties. Blijkbaar bestaat er een sterke wisselwerking tussen de structuren aan het oppervlak en de krachtige stroom van weggeblazen gasdeeltjes (de zogeheten sterrenwind), want in die wind is een 'tuinsproeier-achtig' spiraalpatroon ontdekt met dezelfde periodiciteit van 1,78 dagen.
De nieuwe waarnemingen helpen astronomen om zware superreuzen zoals Zèta Puppis beter te begrijpen. Op termijn zal de ster exploderen als supernova, waarbij nieuw gevormde zware elementen de ruimte in worden geblazen. De nieuwe resultaten worden gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ BRITE
24 oktober 2017
In de Hyaden, een nabije, 750 miljoen jaar oude open sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier, is opnieuw een exoplaneet ontdekt. Dit keer gaat het om een Neptunus-achtige planeet die eens in de 17,3 dagen een baan beschrijft rond een dwergster die deel uitmaakt van een dubbelstersysteem. De twee sterren in de dubbelster (EPIC 247589423 of LP 358-348) bevinden zich op een onderlinge afstand van slechts 6 miljard kilometer - ruwweg de afstand van de dwergplaneet Pluto tot de zon. De vondst is opmerkelijk omdat de planeet moet zijn ontstaan (en overleefd moet hebben!) in het continu veranderende zwaartekrachtsveld van de twee sterren. De ontdekking is gedaan met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, tijdens de zogeheten K2-missie. Een artikel over de nieuw ontdekte planeet (voorlopig K2-NnnA b geheten) is ter publicatie aangeboden aan het vakblad The Astronomical Journal. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
12 oktober 2017
Astronomen zijn erin geslaagd om de afstand te meten van een stervormingsgebied dat zich van ons uit gezien aan de andere kant van ons Melkwegstelsel bevindt. Nooit eerder is van zo’n ver object binnen de Melkweg de afstand bepaald (Science, 13 oktober). Bij de meting is gebruik gemaakt van de Very Long Baseline Array (VLBA) – een groot netwerk van radiotelescopen in Noord-Amerika. Daarbij is een eeuwenoude techniek toegepast waarbij de schijnbare verplaatsing van een object aan de hemel wordt gemeten die het gevolg is van de beweging van de aarde om de zon. Hoe geringer die schijnbare verplaatsing of ‘parallax’, des te verder is het object van ons verwijderd. Met het VLBA-netwerk is nu de parallax gemeten van het stervormingsgebied G007.47+00.05, dat zich van ons uit gezien voorbij het centrum van de Melkweg bevindt. Dat centrum ligt 27.000 lichtjaar van ons vandaan, en de VLBA-metingen komen voor ’G007’ uit op een afstand van 66.000 lichtjaar. Tot nog toe stond het afstandsrecord voor zulke metingen op ongeveer 36.000 lichtjaar. Stervormingsgebieden zijn doorgaans te vinden in de spiraalarmen van ons Melkwegstelsel. Door van honderden van deze gebieden de afstanden te bepalen, hopen astronomen dan ook de spiraalstructuur in kaart te kunnen brengen van een deel van de Melkweg dat van ons uit moeilijk te zien is. Naar verwachting zal deze onderneming een jaar of tien in beslag gaan nemen. (EE)
→ VLBA Measurement Promises Complete Picture of Milky Way
4 oktober 2017
NASA heeft het al eerder uitgelekte nieuws bevestigd dat de mysterieuze geleidelijke helderheidsvariaties van de ster KIC 8462852, alias ’Tabby’s ster’, worden veroorzaakt door kleine stofdeeltjes die zich tussen ons en de ster in bevinden. Dat blijkt uit recente waarnemingen met de ruimtetelescopen Swift en Spitzer. Tabby’s ster vertoont onregelmatige helderheidsvariaties, wat erop wijst dat er af en toe materie voor de ster langs schuift. Sommige astronomen meenden hierin een aanwijzing te zien dat er een kolossaal kunstmatig bouwwerk om de ster wentelt. De waarnemingen van Swift en Spitzer geven echter aan dat de helderheidsveranderingen van KIC 8462852 in het ultraviolet en het infrarood anders verlopen dan in zichtbaar licht. Dat wijst er sterk op dat de oorzaak moet worden gezocht bij een wolk van kleine stofdeeltjes. Een grote structuur zou op alle golflengten dezelfde mate van verzwakking veroorzaken. Daarmee is ’Tabby’s ster’ echter nog niet geheel ontraadseld. Naast trage helderheidsveranderingen vertoont de ster namelijk ook kortere fluctuaties. Die worden toegeschreven aan een zwerm van kometen – tevens een bekende bron van stofdeeltjes – die rond de ster zou cirkelen. Maar het is ook mogelijk dat ze worden veroorzaakt door grote ‘zonnevlekken’ op het oppervlak van de ster. (EE)
→ Mysterious Dimming of Tabby's Star May Be Caused by Dust
2 oktober 2017
Astronomen hebben met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en ESA’s ruimtesonde Rosetta freon-40 (methylchloride) ontdekt in het gas rond respectievelijk een jonge dubbelster en een komeet. Dit molecuul, een organohalogeen, wordt op aarde gevormd door biologische processen, maar dit is voor het eerst dat het in de interstellaire ruimte is gedetecteerd. De ontdekking wijst erop dat methylchloride niet zo geschikt is als ‘verklikker’ van leven als werd gehoopt.
Aan het onderzoek, dat op maandag 2 oktober wordt gepubliceerd in Nature Astronomy, werkten onder anderen de Nederlandse astronomen Niels Ligterink en Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden) en Matthijs van der Wiel (ASTRON) mee. Het werd geleid door drie voormalige NOVA-promovendi. Het resultaat onderstreept nog eens hoe moeilijk het is om moleculen te vinden die het bestaan van buitenaards leven kunnen aantonen.
Aan de hand van gegevens die zijn verzameld met ALMA in Chili en het ROSINA-instrument van ESA’s Rosetta-missie heeft een team van astronomen zwakke sporen ontdekt van de chemische verbinding freon-40 (CH3Cl) rond zowel het jonge stersysteem IRAS 16293-2422, ongeveer 400 lichtjaar van ons vandaan in het stervormingsgebied Rho Ophiuchi, als de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) in ons eigen zonnestelsel. De nieuwe ALMA-waarneming is de eerste detectie ooit van een organohalogeen in de interstellaire ruimte.
Organohalogenen bestaan uit halogenen (‘zoutvormers’), zoals chloor en fluor, die gebonden zijn aan koolstof en soms ook andere elementen. Op aarde worden deze verbindingen gevormd door bepaalde biologische processen die zich afspelen in de meest uiteenlopende organismen – van schimmels tot de mens. Ook ontstaan ze bij allerlei industriële processen, zoals de productie van kleurstoffen en medicijnen.
De nieuwe ontdekking van een van deze verbindingen, freon-40, op plekken waar nog geen leven kan zijn ontstaan, kan als teleurstellend worden gezien, omdat eerder onderzoek had aangegeven dat deze moleculen op de aanwezigheid van leven zouden kunnen wijzen.
“De ontdekking van freon-40 bij deze jonge, zonachtige sterren kwam als een verrassing,” zegt Edith Fayolle, onderzoeker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts (VS), en hoofdauteur van het artikel. “We hebben de vorming ervan simpelweg niet voorzien en waren verrast om het in zulke significante concentraties aan te treffen. Het staat nu vast dat deze moleculen zich gemakkelijk kunnen vormen in de kraamkamers van planeten, wat nieuwe inzichten oplevert over de chemische evolutie van planetenstelsels, inclusief het onze.”
Het exoplanetenonderzoek gaat inmiddels verder dan het opsporen van planeten (de teller is de 3000 inmiddels ruimschoots gepasseerd). Er wordt nu ook gezocht naar zogeheten biomarkers – chemische verbindingen die op de mogelijke aanwezigheid van leven kunnen wijzen. Een cruciale stap in dit proces is bepalen welke moleculen een indicatie van leven zouden kunnen zijn, maar dat is netelige kwestie.
“ALMA’s ontdekking van methylchloride in het interstellaire medium vertelt ons ook iets over de uitgangssituatie voor organische chemie op planeten,” voegt medeauteur Karin Öberg eraan toe. “Het feit dat methylchloride ook in een komeet is gevonden betekent dat het een bestanddeel kan zijn van de zogeheten ‘oersoep’, zowel op de jonge aarde als op pas gevormde rotsachtige exoplaneten.”
Medeauteur Jes Jørgensen van het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen voegt toe: “Dit resultaat is een bewijs dat ALMA astrobiologisch interessante moleculen kan detecteren in vormende zonnestelsels. Eerder hebben we met ALMA al eenvoudige suikers en peptidebindingen rond verschillende sterren ontdekt”. Ewine van Dishoeck beaamt: “De bijkomende ontdekking van freon-40 rond komeet 67P/C-G toont aan dat er een duidelijk verband bestaat tussen de pre-biologische chemie rond jonge sterren en ons eigen zonnestelsel.”
De astronomen hebben ook onderzocht hoe het zit met de relatieve hoeveelheden freon-40 die verschillende koolstofisotopen bevatten. Daaruit blijkt dat die verhoudingen voor het jonge stersysteem en de komeet ongeveer gelijk zijn. Dit onderbouwt het vermoeden dat een jong planetenstelsel de chemische samenstelling kan erven van de ster-vormende wolk waaruit het is voortgekomen. Dat betekent dat planeten al tijdens hun vormingsproces of anders via komeetinslagen van organohalogenen kunnen worden voorzien.
→ Origineel persbericht
27 september 2017
Met de Europese Very Large Telescope is een kleurrijke opname gemaakt van de spectaculaire planetaire nevel NGC 7009, beter bekend als de Saturnusnevel. Dat gebeurde in het kader van een onderzoek waarbij voor het eerst het stof binnen een planetaire nevel in kaart is gebracht. Het onderzoek leert astronomen begrijpen hoe planetaire nevels aan hun vreemde vormen en symmetrieën komen. De Saturnusnevel bevindt zich op een afstand van ongeveer 5000 lichtjaar in het sterrenbeeld Waterman. Zijn benaming heeft hij te danken aan zijn vreemde vorm, die overeenkomsten vertoont met de bekende planeet met de ringen. In werkelijkheid hebben planetaire nevels niets met planeten te maken. De Saturnusnevel was oorspronkelijk een lichte ster die aan het einde van zijn bestaan uitdijde tot een rode reus en zijn buitenlagen begon af te stoten. Dit materiaal is weggeblazen door krachtige sterrenwinden, en door de ultraviolette straling van de achtergebleven hete sterkern tot lichten gebracht. Het resultaat is een circumstellaire nevel van stof en kleurrijk heet gas. In het hart ervan staat een ten dode opgeschreven ster, die bezig is om in een witte dwerg te veranderen. De nevel zelf vertoont tal van complexe structuren, waaronder een ellipsvormige binnenschil, een buitenschil en een halo. Met het MUSE-instrument van de Very Large Telescope is onder meer een golfachtige structuur in het stof ontdekt, die nog niet volledig begrepen wordt. Verspreid over de hele nevel is stof te zien, maar aan de rand van de binnenschil vertoont de hoeveelheid stof een significante afname. Het lijkt erop dat het stof daar wordt vernietigd, wat op verschillende manieren kan gebeuren. De binnenschil is in werkelijkheid een uitdijende schokgolf die de stofdeeltjes wel eens zou kunnen vergruizen. Een andere mogelijkheid is dat de schokgolf met zoveel warmteontwikkeling gepaard gaat dat het stof verdampt. (EE)
→ De vreemde structuren van de Saturnusnevel
26 september 2017
De sterexplosie die in 1572 werd waargenomen door de Deense astronoom Tycho Brahe ontstond vermoedelijk doordat twee witte dwergsterren met elkaar botsten en versmolten. Dat blijkt uit nieuwe metingen aan de uitdijende gasschil die bij de supernova-explosie de ruimte in werd geblazen.
Supernova's zoals die door Tycho werden opgetekend zijn het resultaat van de catastrofale detonatie van een hete, compacte ster (een witte dwerg) die aan overgewicht lijdt: als hij meer dan 40 procent zwaarder is dan de zon, ontploft hij. Hoe dat overgewicht ontstaat, is echter niet duidelijk.
Er zijn twee theorieën: de witte dwerg kan materiaal opzuigen van een begeleidende ster, en daardoor langzaam maar zeker steeds zwaarder worden. Of hij kan een baan beschrijven rond een andere witte dwerg; na verloop van tijd spiralen de twee sterren dan naar elkaar toe en zullen ze met elkaar in botsing komen.
In het eerste geval verwacht je dat het hete gas dat door de witte dwerg wordt opgezogen gedurende lange tijd ultraviolette straling en röntgenstraling uitzendt. In de wijde omgeving van de ster, zeker tot 300 lichtjaar afstand, zou die energierijke straling al het omringende gas moeten ioniseren - de gasatomen krijgen een elektrische lading.
Bij Tycho's Supernova is dat echter niet waargenomen. Nieuwe metingen, gepubliceerd in Nature Astronomy, laten zien dat het overblijfsel van de sterexplosie aan het uitdijen is in een omringende, ijle wolk van neutraal gas. Dat zou je niet verwachten als er gedurende lange tijd materiaal was opgezogen van een begeleider.
De astronomen (uit Australië, de Verenigde Staten en Duitsland) trekken dan ook de voorzichtige conclusie dat de sterexplosie vermoedelijk het gevolg was van een kort durend, plotseling proces, zoals de botsing en versmelting van twee witte dwergen. (GS)
→ Progenitor for Tycho’s supernova was not hot and luminous
20 september 2017
Het best bestudeerde sterrenstelsel in het heelal – onze Melkweg – is misschien toch niet zo ‘gewoontjes’ als vaak wordt verondersteld. De eerste resultaten van de Satellites Around Galactic Analogs-survey (SAGA) wijzen er namelijk op dat de kleine satellietstelsels die om ons sterrenstelsel cirkelen veel ‘tammer’ zijn dan de begeleiders van vergelijkbare stelsels.Veel satellieten van de ‘broers’ van onze Melkweg produceren namelijk in hoog tempo nieuwe sterren. Onze eigen satellietstelsels daarentegen zijn veelal inert. En dat zou volgens Amerikaanse onderzoekers wel eens kunnen betekenen dat de Melkweg geen goed voorbeeld is om het gedrag van andere sterrenstelsels aan te spiegelen. De SAGA-survey is vijf jaar geleden van start gegaan met als doel om de satellieten van ongeveer honderd soortgenoten van de Melkweg te onderzoeken. Tot nu toe zijn pas acht van die systemen onderzocht, maar de resultaten zijn nu al dermate afwijkend, dat wordt getwijfeld aan de bestaande ideeën over het ontstaan van sterrenstelsels. (EE)
→ Is the Milky Way an ‘outlier’ galaxy?
20 september 2017
Nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben een fraaie opname opgeleverd van een bolvormige schil van gas en stof rond de exotische rode ster U Antliae. De waarnemingen kunnen astronomen meer inzicht geven in de late evolutiestadia van sterren. U Antliae is een ver geëvolueerde, koele en heldere ster. Ongeveer 2700 jaar geleden maakte deze een korte periode van snel massaverlies mee. Tijdens die periode, die slechts een paar honderd jaar duurde, werd het materiaal van de schil op de nieuwe ALMA-opname met hoge snelheid uitgestoten. Schillen als die rond U Antliae vertonen een rijke variëteit aan chemische verbindingen die op koolstof en andere elementen zijn gebaseerd. Ze spelen een rol bij het recyclen van materie en zijn voor tot wel 70% verantwoordelijk voor al het stof tussen de sterren. (EE)
→ Volledig persbericht
19 september 2017
Regulus, de helderste ster in het Dierenriemsterrenbeeld Leeuw, vliegt bijna uit elkaar als gevolg van zijn snelle rotatie. Dat blijkt uit metingen aan het licht van de hete, blauwwitte ster. Regulus is een paar keer zo groot als de zon en heeft een oppervlaktetemperatuur van ca. 12.000 graden. De ster staat op 79 lichtjaar afstand en is gemakkelijk met het blote oog te zien.
Er was al bekend dat Regulus in slechts 15,9 uur om zijn as draait; als gevolg daarvan is de ster sterk afgeplat. Ruim vijftig jaar geleden voorspelde de Indiase astronoom Subrahmanyan Chandrasekhar dat het licht van snel roterende sterren deels gepolariseerd moet zijn, vergelijkbaar met zonlicht dat door een wateroppervlak wordt weerkaatst. Die polarisatie is nu voor het eerst gemeten met behulp van een zeer gevoelig instrument op de Anglo-Australian Telescope op de Siding Spring-sterrenwacht in New South Wales, Australië.
Uit de metingen, die gepubliceerd zijn in Nature Astronomy, volgt dat de rotatiesnelheid van het steroppervlak aan de evenaar van Regulus ca. 320 kilometer per seconde bedraagt. Als de ster nog een paar procent sneller zou roteren, zou hij onder invloed van de middelpuntvliedende kracht uiteen vallen. (GS)
→ Secrets of the Bright Star Regulus Revealed
18 september 2017
Sterrenkundigen hebben een verklaring gevonden voor de ogenschijnlijk asymmetrische explosie (in 2014) van de ster V745 Scorpii, op ca. 25.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen. De ster vertoonde ook in 1937 en 1989 explosies, maar de meest recente nova-uitbarsting is veel gedetailleerder waargenomen. Twee weken na de explosie zijn waarnemingen verricht met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory, en die röntgenmetingen lieten een zeer asymmetrische explosie zien, waarbij het meeste stermateriaal in de richting van de aarde beweegt. In Monthly Notices of the Royal Astronomical Society publiceren astronomen hier nu een verklaring voor.
V745 Scorpii is een nauwe dubbelster, waarin gas van een rode reuzenster op het oppervlak van een begeleidende witte dwerg terechtkomt. Als de druk en de temperatuur in dat gas voldoende toenemen, ontstaat een spontane thermonucleaire explosie, waarbij een groot deel van het materiaal de ruimte in wordt geblazen. Het idee is nu dat zich rond de dubbelster een dikke, roterende schijf van koeler materiaal bevindt - de sterrenwind van de rode reus, die door de baanbeweging van de dubbelster in een equatoriale schijf terecht is gekomen. Bij de nova-explosie wordt in alle richtingen gas de ruimte in geblazen, maar de röntgenstraling van het materiaal dat van ons af beweegt wordt volgens het nieuwe model geabsorbeerd door deze koelere gasschijf. Op die manier ontstaat de waargenomen asymmetrie.
Tijdens de nova-explosie van 2014 kwam volgens de onderzoekers evenveel energie vrij als bij de ontploffing van 10 triljoen waterstofbommen, en werd een hoeveelheid gas de ruimte in geblazen met een totale massa van 10 procent van die van de aarde. In de toekomst zal de witte dwerg in het dubbelstersysteem vermoedelijk een keer volledig detoneren als supernova. (GS)
→ V745 Sco: Two Stars, Three Dimensions, and Oodles of Energy
12 september 2017
De grote bolvormige sterrenhoop Terzan 5, op 19.000 lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Boogschuitter, herbergt geen superzwaar zwart gat in het centrum. Dat blijkt uit een onderzoek aan de bewegingen van 36 pulsars in de bolhoop, opgemeten met de 100-meter Green Bank Telescope in West Viriginia. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Bolvormige sterrenhopen zijn grote verzamelingen van voornamelijk oude sterren. Sommige van die bolhopen zijn mogelijk de restanten van kleine dwergsterrenstelsels die lang geleden zijn ingevangen door ons eigen Melkwegstelsel. In dat geval zou je verwachten dat ze - net als dwergsterrenstelsels - een zwaar zwart gat in hun centrum hebben.
De eventuele aanwezigheid van zo'n superzwaar zwart gat (van misschien wel een paar miljoen zonsmassa's) kan afgeleid worden uit de bewegingen van individuele sterren. In het geval van Terzan 5 zijn die metingen echter moeilijk uit te voeren aan 'gewone' sterren (voornamelijk dankzij absorberend stof in het Melkwegstelsel). Met een radiotelescoop zijn wel de bewegingen van afzonderlijke pulsars nauwkeurig op te meten. Terzan 5 bevat enkele tientallen van die snel roterende, compacte neutronensterren die met de regelmaat van de klok korte pulsjes van radiostraling uitzenden.
Uit de gemeten bewegingen van de pulsars blijkt nu dat de bolhoop geen superzwaar zwart gat herbergt. De aanwezigheid van een 'middelzwaar' zwart gat (hooguit een paar duizend keer de massa van de zon) kan nog niet volledig worden uitgesloten. De nieuwe resultaten doen in elk geval vermoeden dat Terzan 5 een 'echte' bolvormige sterrenhoop is, die als zodanig is ontstaan, en dus niet een dwergsterrenstelsel dat door de Melkweg is ingevangen. (GS)
→ Pulsar Jackpot Reveals Globular Cluster's Inner Structure
11 september 2017
Nieuwe waarnemingen met een 144 jaar oude telescoop hebben een klein maar frustrerend astronomisch raadsel uit de weg geruimd. Het betreft de massa van een witte dwergster op 16 lichtjaar afstand van de aarde, in het sterrenbeeld Eridanus. De dwergster is onderdeel van de drievoudige ster 40 Eridani (ook wel Omicron-2 Eridani geheten). Rond een gewone ster (zichtbaar met het blote oog) draait een vrij compacte dubbelster die uit een relatief heldere witte dwerg en een veel zwakkere rode dwerg bestaat.
Uit metingen aan de baanbeweging van de witte en de rode dwerg was afgeleid dat de massa van de witte dwerg (40 Eridani B) iets meer dan 40 procent bedraagt van de massa van de zon. Metingen aan de relativistische invloed van de zwaartekracht van de ster op de golflengte van het uitgezonden licht wijzen echter op een hogere massa. De oorzaak van die discrepantie is nooit opgehelderd.
Met de 66 cm-telescoop van het United States Naval Observatory in Washington D.C., die in 1873 in gebruik werd genomen, zijn nu nieuwe positiemetingen verricht van de twee om elkaar heen wentelende dwergsterren. Daaruit blijkt dat hun omlooptijd iets meer dan 230 jaar bedraagt - ongeveer 20 jaar minder dan uit eerdere metingen was afgeleid. Op basis van die nieuwe baaninformatie kon de massa van de witte dwerg ook opnieuw worden berekend: 57 procent van de massa van de zon, precies in overeenstemming met de relativistische metingen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ Astronomers Resolve Mystery of White Dwarf's Mass
6 september 2017
Nieuw onderzoek met de röntgensatellieten Chandra en XMM-Newton laat zien dat sterren zoals onze zon en hun kleinere soortgenoten na hun turbulente jeugd verrassend snel tot rust komen. Dat blijkt uit de intensiteit van de röntgenstraling die de sterren uitzenden: die is geringer naarmate de ster ouder is. De röntgenstraling van een zonachtige ster is afkomstig van diens corona: de ijle, hete buitenste laag van de ster. Onderzoek van de zon heeft laten zien dat de corona haar hoge temperatuur te danken heeft aan de wisselwerking tussen turbulenties en magnetische velden in de hoogste delen van haar atmosfeer. Er bestaat dus een duidelijk verband tussen de hoeveelheid röntgenstraling die een ster uitstraalt en diens magnetische activiteit. Bij het recente onderzoek is gekeken naar 24 sterren die ongeveer evenveel of minder massa hebben dan onze zon en minstens een miljard jaar oud zijn. (Ter vergelijking: onze zon is 4,5 miljard jaar oud.) De gegevens laten zien dat de röntgenhelderheid van deze sterren, en dus ook hun magnetische activiteit, een relatief abrupte afname vertoont. Dat is goed nieuws voor de leefbaarheid van planeten die om zulke sterren cirkelen. Het betekent dat zij waarschijnlijk maar relatief kort bloot staan aan grote hoeveelheden dodelijke straling. Waarom de activiteit van zonachtige sterren zo’n sterke daling vertoont, is overigens nog onduidelijk. De magnetische activiteit van een jonge sterren is waarschijnlijk het gevolg van hun snelle rotatie. De abrupte afname ervan kan erop wijzen dat de rotatie van oudere sterren snel vertraagt. Een andere mogelijkheid is dat de röntgenhelderheid voor oudere, trager roterende sterren sneller afneemt dan bij jongere sterren. (EE)
→ X-rays Reveal Temperament of Possible Planet-hosting Stars
5 september 2017
Sterrenkundigen hebben twee snel roterende pulsars gevonden met de Nederlandse Low-Frequency Array (LOFAR)-radiotelescoop. Ze deden dit door te kijken naar onbekende bronnen in het heelal die gammastraling uitzenden, oorspronkelijk in kaart gebracht door NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope. De eerste pulsar (PSR J1552+5437) roteert 412 keer per seconde. De tweede pulsar (PSR J0952-0607) roteert 707 keer per seconde en is daarmee de snelst roterende pulsar in onze Melkwegschijf en de op een na snelste die ooit is gevonden.
Pulsars zijn rondtollende neutronensterren - de overblijfselen van zware sterren die in een supernova-explosie aan het eind van hun leven zijn gekomen. Ze zenden radiogolven uit vanaf hun magnetische polen. Omdat pulsars roteren, zien wij hun radiogolven vanaf de aarde in pulsen. Ze fungeren als uiterst precieze kosmische vuurtorens die bundels radiostraling door het heelal zwiepen. Neutronensterren zijn veel kleiner dan onze zon, ongeveer 20 km groot, maar ze zijn veel zwaarder. Daarom worden ze gebruikt om het gedrag van materiaal onder extreme omstandigheden te bestuderen. Door de snelst roterende pulsars te onderzoeken, hopen sterrenkundigen meer te weten te komen over de interne structuur van neutronensterren en de extremen van het heelal.Pulsars schijnen het helderst in radiogolven met lage radiofrequenties. Omdat LOFAR laagfrequente radiogolven opvangt, is dit een ideale telescoop om pulsars te bestuderen. “Maar het vinden van pulsars met LOFAR is moeilijk, omdat gas en stof tussen de sterren de laagfrequente radiogolven verstoort”, zegt Cees Bassa van ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie. Daarom zoeken sterrenkundigen meestal naar pulsars op hogere radiofrequenties.
Bassa en zijn collega’s hebben een manier gevonden om dit probleem te verhelpen. “We hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om de LOFAR-data te analyseren met grafische kaarten (die oorspronkelijk zijn ontworpen voor computerspellen) in de grote DRAGNET-computercluster in Groningen.” Deze is gefinancierd met een ERC starting grant, uitgereikt aan Jason Hessels van ASTRON en de Universiteit van Amsterdam.Ziggy Pleunis, die samenwerkt met Bassa en Hessels, was de eerste die deze nieuwe techniek testte met LOFAR in 2016. Hij won de jackpot toen hij PSR J1552+5437 vond, een pulsar die elke 2,43 milliseconden, of 412 keer per seconde, roteert. Dit is de eerste millisecondepulsar die met LOFAR is gevonden. “Omdat millisecondepulsars zowel hoogenergetische gammastralen als radiogolven uitzenden, hebben we specifiek naar onbekende bronnen in het heelal gekeken die gammastralen uitzenden”, zegt Pleunis, nu een promotie student aan de McGill Universiteit in Montreal, Canada. Hij heeft laten zien dat de gammastralen van de millisecondepulsar op hetzelfde moment aankomen als de radiopulsen, wat het vermoeden wekt dat ze op eenzelfde manier worden opgewekt.
Aangemoedigd door het succes van de teststudie, zochten Bassa, Hessels en Pleunis verder naar millisecondepulsars met LOFAR en vonden al snel een nog veel sneller roterende pulsar. Deze pulsar, PSR J0952-0607 genaamd, draait wel 707 keer per seconde om zijn as. Het is dan ook de snelst roterende pulsar die we kennen in onze Melkwegschijf, alleen overtroffen door een pulsar in een dichtbevolkte sterrenhoop buiten de Melkwegschijf die 716 keer per seconde ronddraait.
“Omdat PSR J0952-0607 zoveel dichterbij ons staat dan de pulsar in de sterrenhoop, kunnen we hem in veel meer detail bestuderen”, zegt Bassa. Met behulp van de Isaac Newton Telescoop op La Palma, hebben de sterrenkundigen een dubbelsterbegeleider gevonden die om de pulsar heen draait. Aan de hand van deze dubbelster kon de afstand van PSR J0952-0607 al bepaald worden. Verdere waarnemingen van de dubbelster zullen helpen om de massa en samenstelling te bepalen van de snel draaiende pulsar.Beide pulsars (J1552+5437 en J0952-0607) zijn onverwacht helder bij lage radiofrequenties, en worden snel minder helder bij hoge radiofrequenties. Dit betekent dat ze waarschijnlijk niet gevonden hadden kunnen worden bij hogere radiofrequenties, waar de meeste eerdere radiotelescopen naar pulsars zochten. Daarom is er wellicht een tot nu toe nog onbekende populatie van snel draaiende milliseconde pulsars in ons Melkwegstelsel, wachtend om ontdekt te worden.
“We vinden steeds meer bewijs dat de snelst draaiende pulsars het helderst zijn bij lage radiofrequenties, en dat er mogelijk een link is met de aanmaak van hoogenergetische gammastraling”, zegt Hessels. Als dit inderdaad zo is, dan zal LOFAR waarschijnlijk nog meer, mogelijk zelfs nog sneller draaiende milliseconde pulsars kunnen vinden. De rotatiesnelheden van deze pulsars zullen sterrenkundigen een beter beeld geven van de interne structuur van neutronensterren.
Twee publicaties over Pleunis’ en Bassa’s ontdekte pulsars verschijnen in The Astrophysical Journal Letters op 5 september 2017.
→ Origineel persbericht
4 september 2017
Sommige nova-uitbarstingen - kernexplosies aan het oppervlak van witte dwergsterren - worden versterkt door krachtige schokgolven. Dat blijkt uit metingen aan ASASSN-16ma, een zeer energierijke nova die in oktober 2016 werd ontdekt.
Nova's ontstaan zo goed als zeker in dubbelstersystemen, waarin gas van een begeleidende ster op het oppervlak van een compacte witte dwerg terechtkomt en daar een thermonucleaire explosie ondergaat. Tot nu toe was echter niet duidelijk waarom sommige nova's veel lichtsterker zijn dan andere.
Metingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi hebben nu laten zien dat ASASSN-16ma ook veel gammastraling produceerde. Die energierijke straling is het gevolg van krachtige schokgolven. Kennelijk veroorzaakt de nova-explosie eerst een relatief koele en vrij traag bewegende schil van gas; die wordt vervolgens ingehaald door een uitbarsting met een veel hogere snelheid en temperatuur. De lichtkracht van een nova zou dan vooral bepaald worden door de snelheid van die tweede 'golf'.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Shocking Discovery Explains Powerful Novae
4 september 2017
Chinese astronomen hebben met de grote LAMOST-telescoop twee nieuwe 'wegloopsterren' (hypervelocity stars) ontdekt. Dat zijn sterren die met zo'n hoge snelheid door het Melkwegstelsel bewegen dat ze op termijn de intergalactische ruimte in zullen vliegen. Sterrenkundigen schatten dat het Melkwegstelsel ca. 1000 van die wegloopsterren bevat; tot nu toe zijn er slechts een stuk of twintig gevonden.
De twee nieuw ontdekte hardlopers zijn respectievelijk ruim 7 en 4 maal zo zwaar als de zon en hebben oppervlaktetemperaturen van ca. 20.000 respectievelijk 114.000 graden. Hun radiale snelheden (gemeten langs de gezichtslijn) bedragen 341,1 en 408,3 kilometer per seconde - hoger dan de zogeheten ontsnappingssnelheid van het Melkwegstelsel.
De herkomst van wegloopsterren is niet met zekerheid bekend. Mogelijk zijn ze afkomstig uit de kern van het Melkwegstelsel; hun hoge snelheden zouden het gevolg kunnen zijn van zwaartekrachtsstoringen in de omgeving van het superzware zwarte gat dat zich in de Melkwegkern bevindt. Het is echter ook denkbaar dat de hogesnelheidssterren afkomstig zijn uit de naburige Grote Magelhaense Wolk, een kleine begeleider van het Melkwegstelsel. Precisiemetingen door de Europese ruimtetelescoop Gaia zullen daar hopelijk uitsluitsel over geven. (GS)
→ Nieuwsbericht op www.phys.org
31 augustus 2017
Gemiddeld eens in de 50.000 jaar wordt onze zon tot op enkele lichtjaren genaderd door een andere ster. Tot die conclusie komt astronoom Coryn Bailer-Jones van het Max-Planck-Institut für Astronomie op basis van gegevens van de Europese satelliet Gaia. Gaia doet nauwkeurige metingen van de posities en ruimtelijke snelheden van honderden miljoenen sterren in onze Melkweg. Ons zonnestelsel is omgeven door een kolossale wolk van vele miljarden kometen. Sterren die ons zonnestelsel dicht naderen kunnen de trage omloopbanen van objecten in deze zogeheten Oortwolk zodanig verstoren dat ze uiteindelijk in het centrale deel van ons zonnestelsel terechtkomen. Dat vergroot de kans op inslagen op aarde, al zijn grote inslagen zoals die van 66 miljoen jaar geleden, die het uitsterven de dinosauriërs bespoedigde, een zeldzaamheid. Om een schatting te kunnen maken van de frequentie waarmee de aarde met Oortwolk-kometen wordt ‘bestookt’, heeft Bailer-Jones modelberekeningen gedaan. Deze berekeningen laten zien dat in de loop van een miljoen jaar vijf- à zeshonderd sterren tot op 16 lichtjaar van de zon komen. Een stuk of twintig daarvan passeren op 3 lichtjaar of minder. Ter vergelijking: momenteel is Proxima Centauri met een afstand van 4,2 lichtjaar de dichtstbijzijnde ster.In principe zijn al die honderden sterren in staat om kometen in de Oortwolk een zetje te geven. Daarmee komen de nieuwe resultaten aardig overeen met eerdere, minder systematische schattingen die al aangaven dat het stellaire ‘verkeer’ in ons deel van de Melkweg aardig druk is. (EE)
→ Heavy stellar traffic, deflected comets, and a closer look at the triggers of cosmic disaster
30 augustus 2017
Sterrenkundigen hebben de bron geïdentificeerd van een nova-explosie die op 11 maart 1437 werd waargenomen door Koreaanse astronomen. In de staart van het sterrenbeeld Schorpioen vlamde die dag een 'nieuwe ster' op die ca. twee weken zichtbaar bleef voor het blote oog.
Nova-explosies ontstaan wanneer waterstofgas van een gewone ster terecht komt op het oppervlak van een begeleidende witte dwerg. Er treedt dan een op hol geslagen kernfusiereactie op, waarbij in korte tijd zeer veel energie vrijkomt.
Op basis van historische bronnen zijn astronomen er nu in geslaagd om de dubbelster waarin de nova-uitbarsting voorkwam te identificeren. Het blijkt om een dubbelstersysteem te gaan waarin nog steeds met enige regelmaat 'dwergnova-explosies' voorkomen. De ontdekking wordt deze week gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
25 augustus 2017
Dankzij een slimme truc zijn Deense sterrenkundigen erin geslaagd om kleine subtiele helderheidsvariaties te meten in de helderste sterren van het Zevengesternte (de Plejaden) - een open sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier die met het blote oog zichtbaar is. Zes van de zeven heldere sterren blijken kleine helderheidsvariaties te vertonen met een periode van ongeveer één dag, kenmerkend voor sterren van spectraalklasse B. Van de zevende ster, Maia geheten, schommelt de helderheid echter met een periode van ca. tien dagen.
De meeste professionele telescopen zijn ontworpen voor het waarnemen van zwakke objecten. Wanneer ze gericht worden op heldere sterren zoals die van het Zevengesternte, raken de camerapixels verzadigd en zijn precisiemetingen niet langer mogelijk. De Deense astronomen hebben nu echter een techniek ontwikkeld die halo-fotometrie wordt genoemd. Daarbij worden kleine helderheidsvariaties van een ster afgeleid uit metingen aan naburige, onverzadigde pixels.
De nieuwe metingen aan het Zevengesternte zijn verricht door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. De helderheidsschommelingen van Maia blijken synchroon te lopen met variaties in de sterkte van spectraallijnen van het element mangaan. Dat doet vermoeden dat er op Maia een grote 'zonnevlek' voorkomt met een relatief hoog mangaangehalte. Als de ster een rotatieperiode van tien dagen heeft, draait die vlek afwisselend in en uit beeld. De halo-fotometrietechniek en de nieuwe metingen zijn beschreven in Montly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Kepler satellite discovers variability in the Seven Sisters
23 augustus 2017
Astronomen hebben, met behulp van ESO's Very Large Telescope Interferometer, de meest gedetailleerde afbeelding ooit van een ster geconstrueerd. Het gaat om de rode superreus Antares. Ze hebben ook de eerste kaart gemaakt die de snelheden weergeeft van het materiaal rond een andere ster dan de zon. De kaart onthult onverwachte turbulentie in Antares' uitgestrekte atmosfeer. De resultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Nature.
Voor het blote oog is de heldere ster Antares in het sterrenbeeld Schorpioen rood. Het is een enorme en relatief koele rode reuzenster in een van de laatste fasen van zijn leven, voordat hij explodeert als supernova.
Een team van astronomen onder leiding van Keiichi Ohnaka van de Universidad Católica del Norte in Chili heeft ESO’s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) op het Paranal Observatorium in Chili gebruikt om het oppervlak van Antares in kaart te brengen en om de bewegingen te meten van het materiaal aan de oppervlakte. Het is de beste afbeelding van een steroppervlak en zijn atmosfeer tot nu toe, uitgezonderd dat van onze zon.
De VLTI kan het licht van vier telescopen combineren (de vier 8,2-meter Unit Telescopes van de VLT, of de kleinere Auxiliary Telescopes) om een virtuele telescoop te creëren die te vergelijken is met een enkele telescoop met een spiegel van 200 meter doorsnee. De virtuele telescoop kan details zien die niet met een enkele telescoop kunnen worden waargenomen.
Met de nieuwe resultaten kon het team de eerste tweedimensionale snelheidskaart maken van een steratmosfeer, anders dan die van onze zon. Ze gebruikten hiervoor de VLTI met drie van de Auxiliary Telescopes en een instrument genaamd AMBER. Ze maakten afbeeldingen van het oppervlak van Antares bij verschillende infraroodgolflengten. Het team gebruikte deze gegevens daarna om relatieve snelheden te berekenen van het gas op verschillende plekken rond de ster. Ook berekenden ze een gemiddelde snelheid voor de hele ster. Ze maakten een kaart met de relatieve snelheden van het atmosferische gas rond Antares. Het is de eerste sterrenkaart in zijn soort, op kaarten van onze zon na.
De astronomen vonden turbulent gas van lage dichtheid op grotere afstand van de ster dan voorspeld. Ze concluderen dat de beweging niet veroorzaakt kan zijn door convectie. Dat proces zorgt bij veel sterren voor het verplaatsten van straling van de kern naar de buitenste regionen van de steratmosfeer. Ze denken dat een nieuw, nog onbekend proces nodig is om de bewegingen in de uitgestrekte atmosferen zoals die van rode superreuzen als Antares te verklaren.
→ Volledig persbericht
17 augustus 2017
Een merkwaardige witte dwergster met de aanduiding LP40-365 is mogelijk het overblijfsel van een zwakke supernova-explosie die 5 tot 50 miljoen jaar geleden plaatsvond. Dat schrijven astronomen deze week in Science. Tot nu toe is altijd aangenomen dat er bij een supernova-explosie alleen een compacte neutronenster of een zwart gat zou kunnen achterblijven.
Witte dwergen zijn de kleine, hete overblijfselen van lichte sterren zoals de zon die aan het eind van hun leven zijn gekomen. Als ze zich in een dubbelstersysteem bevinden, kunnen ze materie opzuigen van hun begeleider. Wanneer de massa van de witte dwerg boven een bepaalde kritische grens komt (ca. 40 procent zwaarder dan de zon), detoneert de witte dwerg als een supernova van Type Ia, en blijft er helemaal niets achter.
Sterrenkundigen hebben onlangs ook soortgelijke supernova-explosies gedetecteerd die aanzienlijk zwakker zijn dan reguliere explosies van Type Ia. Die explosies (Type Iax genoemd) ontstaan vermoedelijk wanneer de witte dwerg niet volledig detoneert. Er moet dan dus wél sprake zijn van een overblijfsel.
De merkwaardige witte dwerg LP40-365, met zijn geringe massa, hoge snelheid en afwijkende samenstelling, heeft volgens de onderzoekers precies de eigenschappen die je verwacht van het restant van zo'n zwakke Iax-supernova. (GS)
→ An unusual white dwarf may be a supernova leftover
17 augustus 2017
Russische en Chinese onderzoekers hebben mogelijk een verklaring gevonden voor de extreem hoge energieën van sommige kosmische-stralingsdeeltjes. Kosmische straling (snel bewegende elektrisch geladen deeltjes uit het heelal) zijn naar alle waarschijnlijkheid afkomstig van supernova-explosies. Maar sommige van die deeltjes komen op aarde aan met onvoorstelbaar hoge (en tot dusver onverklaarde) energieën van meer dan een biljard elektronvolt. Volgens de onderzoekers gaat het hier om deeltjes die opnieuw versneld worden door krachtige schokgolven in het ijle interstellaire gas in het centrum van het Melkwegstelsel. Die schokgolven zouden ontstaan wanneer het zware zwarte gat in de Melkwegkern materie uit zijn omgeving opslokt.
In 2010 werden met de Amerikaanse satelliet Fermi twee kolossale 'bellen' van gammastraling ontdekt aan weerszijden van het Melkwegcentrum. De gammastraling die afkomstig is uit deze bellen wordt vermoedelijk geproduceerd door elektronen die sterk versneld worden door de eerder genoemde schokgolven. Als er sprake is van versnelling van elektronen, zullen ook protonen en zwaardere atoomkernen versneld worden. Vanwege hun grotere massa verliezen die hun energie echter minder snel, waardoor ze met extreem hoge energieën op aarde kunnen aankomen. (GS)
→ Astrophysicists explain the mysterious behavior of cosmic rays
9 augustus 2017
Een nieuwe analyse van gegevens van de Europese Very Large Telescope (VLT) wijst erop dat de omloopbanen van sterren rond het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg relativistische afwijkingen vertonen. In het centrum van de Melkweg bevindt zich een superzwaar zwart gat dat miljoenen keren zoveel massa heeft als onze zon. Daaromheen draait een klein groepje sterren, dat al tientallen jaren in de gaten wordt gehouden. Een team van Duitse en Tsjechische astronomen heeft het omloopgedrag van deze sterren nu aan een nauwgezette analyse onderworpen. Daaruit blijkt dat een van de sterren, S2 geheten, een geringe afwijking vertoont ten opzichte van de omloopbaan zoals die wordt voorspeld door de klassieke zwaartekrachtswet van Newton. Een vergelijkbaar, maar veel kleiner, effect is te zien bij de baan die de planeet Mercurius om onze zon volgt.De waargenomen baanafwijking stemt overeen met de voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Ook heeft de analyse een nauwkeurigere bepaling van de massa van het zwarte gat en zijn afstand tot de aarde opgeleverd. Het zwarte gat ‘weegt’ 4,2 miljoen zonsmassa’s en is bijna 27.000 lichtjaar van ons verwijderd. In de loop van 2018 zal de ster S2 het superzware zwarte gat zeer dicht naderen. Deze gebeurtenis zal worden gevolgd met het instrument GRAVITY dat onlangs op de VLT Interferometer is geïnstalleerd. Daarmee zal de baan die de ster volgt nóg nauwkeuriger kunnen worden opgemeten. (EE)
→ Aanwijzing voor relativistische effecten bij sterren die rond het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg bewegen
7 augustus 2017
Met behulp van kosmische ‘boekhoudkunde’ zijn astronomen van de universiteit van Californië in Irvine tot de conclusie gekomen dat er tientallen miljoenen stellaire zwarte gaten – de restanten van ingestorte zware sterren – in onze Melkweg moeten zijn. Dat zijn er veel meer dan verwacht. De conclusie van de astronomen is gebaseerd op de recente detecties van zwaartekrachtsgolven door de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). De betreffende rimpelingen in de ruimtetijd worden toegeschreven aan botsingen tussen zwarte gaten die enkele tientallen keren zoveel massa hebben als onze zon. Omdat verreweg de meeste stellaire zwarte gaten veel minder ‘zwaar’ zullen zijn dan dat, kwamen de astronomen op het idee om een schatting te maken van de kans dat twee kolossen van tientallen zonsmassa’s een paar vormen en uiteindelijk met elkaar in botsing komen. Daarbij kwamen ze erop uit dat maximaal één procent van alle gevormde zwarte gaten het LIGO-scenario zal doorlopen. Daarnaast moet er echter nog een veel grotere populatie van solitaire zwarte gaten en lichtere paren van zwarte gaten bestaan, die LIGO niet kan detecteren. Volgens de astronomen kan alleen al onze Melkweg tot wel 100 miljoen van deze objecten bevatten. (EE)
→ UCI celestial census indicates that black holes pervade the universe
27 juli 2017
Aan de hand van nieuwe waarnemingen met de Europese VLT Survey Telescope (VST) hebben astronomen drie verschillende populaties van ‘babysterren’ ontdekt in de Orionnevel. Dat suggereert dat de vorming van sterren in dit stervormingsgebied schoksgewijs verloopt. De VST-gegevens zijn gebruikt om nauwkeurige metingen te kunnen doen van de helderheden en kleuren van alle sterren van de sterrenhoop in het hart van de Orionnevel. Deze metingen stellen astronomen in staat om de massa’s en leeftijden van de sterren te bepalen. Tot hun verrassing lieten de gegevens zien dat de sterren in drie verschillende groepen kunnen worden ingedeeld. De voorlopige conclusie is dat het gaat om drie opeenvolgende generaties van sterren die binnen minder dan drie miljoen jaar zijn ontstaan. Een en ander betekent dat de stervorming in de Orionnevel-sterrenhoop niet alleen met horten en stoten gaat, maar ook veel sneller verloopt dan voorheen werd aangenomen. (EE)
→ De geschiedenis van drie stellaire steden
27 juli 2017
Britse astrofysici hebben ontdekt dat, anders dan doorgaans wordt aangenomen, misschien wel de helft van alle materie in onze Melkweg afkomstig is van andere sterrenstelsels. Dat blijkt uit omvangrijke computersimulaties, waarvan de resultaten vandaag in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn gepubliceerd. De simulaties laten zien dat de aanzienlijke hoeveelheden gas die bij supernova-explosies de ruimte in worden geblazen in een soort galactische wind resulteren. Deze uitstoot van atomen heeft tot gevolg dat sterrenstelsels onderling materie uitwisselen. Heel erg snel verloopt die ‘intergalactische overdracht’ niet. De afstand tussen twee sterrenstelsels bedraagt al snel een miljoen lichtjaar. De deeltjes van de galactische winden, die zich met snelheden van honderden kilometers per seconde voortplanten, doen er honderden miljoenen jaren over om zo’n kloof te overbruggen. Door de complexe materiestromen in de simulaties nauwkeurig te volgen, hebben de wetenschappers ontdekt dat gas van kleinere naar grotere sterrenstelsels stroomt. In die grotere stelsels, waartoe ook onze Melkweg wordt gerekend, wordt het aangevoerde gas gebruikt voor de vorming van nieuwe sterren. Een en ander betekent dat de eigen identiteit van sterrenstelsels in de loop van de kosmische geschiedenis aardig verwaterd moet zijn. Ook wijzelf zijn dus geen ‘rasecht’ product van onze Melkweg, maar een samenraapsel van atomen uit de wijde omgeving. (EE)
→ Milky Way’s origins are not what they seem
24 juli 2017
Drie jaar geleden keken astronomen met spanning uit naar de ontmoeting tussen een grote gaswolk, G2 geheten, en het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg. Maar tot een spectaculaire uitbarsting van een energie kwam het niet. Nieuw onderzoek biedt een verklaring. De scheervlucht van G2 zou ertoe hebben moeten leiden dat er veel gas door het 4,6 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat in het Melkwegcentrum werd verzwolgen. Klaarblijkelijk is dat echter niet gebeurd. Een team van Amerikaanse astronomen heeft nu met behulp van computersimulaties proberen te achterhalen waarom die ontmoeting met een sisser afliep. Uit de geringe toename van de straling die uit de omgeving van het centrale zwarte gat kwam, leiden de wetenschappers af dat G2 maar weinig massa is kwijtgeraakt. Dat betekent dat G2 geen egale wolk van gas kan zijn geweest. Hij bestond waarschijnlijk uit twee componenten: een uitgerekte wolk van koud gas en een compact sterachtig object. Drie jaar geleden zou alleen dat koude gas, dat slechts een geringe massa vertegenwoordigde, zijn opgeslokt. Als dat klopt, zou het sterachtige object nog steeds om het Melkwegcentrum moeten draaien. Of dat inderdaad zo is, zullen toekomstige waarnemingen moeten uitwijzen. (EE)
→ The Story of a Boring Encounter with a Black Hole
18 juli 2017
Een team van astrofysici onder leiding van Daniele Gaggero van de Universiteit van Amsterdam heeft ontdekt dat extreem energierijke kosmische straling tijdelijk 'gevangen' wordt in de kern van het Melkwegstelsel. Kosmische straling bestaat uit elektrisch geladen deeltjes (voornamelijk protonen, de kernen van waterstofatomen) die met bijna de lichtsnelheid door het heelal bewegen. Wanneer ze in wisselwerking treden met gasatomen, produceren ze gammastraling. Metingen aan de gammastraling die afkomstig is uit de kern van het Melkwegstelsel wijzen uit dat de meest energetische kosmische-stralingsdeeltjes langer in de Melkwegkern vertoeven dan verwacht - ze worden kennelijk afgeremd door wisselwerkingen met ijle gaswolken.
De metingen zijn verricht door de LAT-detector aan boord van NASA's ruimtetelescoop Fermi, die relatief laagenergetische gammastraling direct kan waarnemen, en door het H.E.S.S.-observatorium in Namibië, waarmee de zwakke gloed wordt waargenomen die ontstaat wanneer extreem hoogenergetische gammastraling de aardse dampkring binnendringt en daarbij een 'waterval' van secundaire deeltjes creëert. De waarnemingen zijn gepubliceerd in Physical Review Letters.
De ontdekking doet vermoeden dat het Melkwegcentrum ook een bron van energierijke neutrino's moet zijn - vrijwel massaloze deeltjes zonder elektrische lading. Neutrino's komen namelijk ook vrij bij de wisselwerking van hoogenergetische kosmische straling met gasatomen. (GS)
→ Gamma-ray Telescopes Reveal a High-energy Trap in Our Galaxy's Center
13 juli 2017
Waarom duurt de magnetische cyclus van de ene zonachtige ster zoveel langer dan die van de andere? Het antwoord op deze brandende vraag lijkt een stap dichterbij te zijn gekomen. Het inwendige van sterren is een kolkende massa van geladen deeltjes. De turbulente bewegingen van dit superhete plasma zorgen ervoor dat de magnetische activiteit cyclisch op en neer gaat. Bij de zon duurt deze cyclus ongeveer elf jaar, maar bij de ster Kappa Ceti bijvoorbeeld nog geen zes jaar. Tot nu toe was onduidelijk waardoor de lengte van de magnetische cyclus wordt bepaald. Op zoek naar een verklaring heeft een team van astronomen gegevens van de Europese Gaia-satelliet gebruikt om computersimulaties te maken van het inwendige van sterren die ongeveer net zo oud zijn en net zo veel massa hebben als onze zon. In hun onderzoeksverslag, dat op 14 juli in het tijdschrift Science verschijnt, komen de astronomen tot de conclusie dat de duur van de magnetische cyclus van een ster simpelweg afhangt van diens rotatiesnelheid en helderheid. De cyclus duurt langer naarmate de ster sneller ronddraait of zwakker is. (EE)
→ Take a 360° spin through the heart of the sun
6 juli 2017
Er zouden wel eens meer dan 100 miljard bruine dwergen – ‘mislukte sterretjes’ – kunnen zijn in onze Melkweg. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen, dat zijn resultaten vandaag presenteert op de National Astronomy Meeting in Hull. Bruine dwergen houden het midden tussen planeten en sterren. Ze hebben aanzienlijk meer massa dan een grote gasplaneet als Jupiter, maar te weinig om de kernfusiereacties in hun kern op gang te houden die nodig zijn om als ster te kunnen stralen. Astronomen hebben al duizenden bruine dwergen ontdekt, maar die bevinden zich bijna allemaal op minder dan 1500 lichtjaar. Op grotere afstanden zijn deze lichtzwakke objecten heel moeilijk waarneembaar. In 2006 stelden astronomen vast dat er in het 1000 lichtjaar verre stervormingsgebied NGC 1333 ongeveer half zo veel bruine dwergen zijn als sterren – meer dan verwacht, maar misschien was NGC 1333 wel een uitzondering? Daar lijkt het niet op. Een zorgvuldige verkenning van het 5500 lichtjaar verre stervormingsgebied RCW 38, uitgevoerd met de Europese Very Large Telescope in Chili, is nu op zo’n beetje dezelfde verhouding uitgekomen. De conclusie is dat bruine dwergen heel talrijk zijn. Misschien niet zo talrijk als volwaardige sterren, maar hun aantallen lopen zeker in de vele tientallen miljarden (EE)
→ Milky Way could have 100 billion brown dwarfs
5 juli 2017
Astronomen van de universiteit van Cambridge hebben met behulp van computersimulaties vastgesteld dat de snelst bewegende sterren in onze Melkweg waarschijnlijk afkomstig zijn uit een klein naburig sterrenstelsel. Hun resultaten verschijnen in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en worden vandaag gepresenteerd tijdens de National Astronomy Meeting in Hull. Vanaf 2005 hebben astronomen een twintigtal sterren ontdekt die met snelheden bewegen die groot genoeg zijn om aan de aantrekkingskracht van onze Melkweg te ontsnappen. Lang is ervan uitgegaan dat het bij deze ‘hypersnelle’ sterren om sterren gaat die zijn verstoten door het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum of afkomstig zijn van uitvallende dwergstelsels of chaotische sterrenhopen. Deze ontstaansscenario’s kunnen echter niet verklaren waarom de hypersnelle sterren die tot nu toe zijn opgespoord, bijna allemaal in hetzelfde hemelgebied te vinden zijn – sterrenbeelden Leeuw en Sextant. De Britse astronomen zoeken de oorsprong van de stellaire hardlopers nu bij dubbelsterren in de Grote Magelhaense Wolk – een klein sterrenstelsel op ongeveer 170.000 lichtjaar afstand. Als een van beide sterren een supernova-explosie ondergaat, kan zijn begeleider zoveel snelheid krijgen dat deze aan de (relatief geringe) zwaartekracht van de Grote Magelhaense Wolk ontsnapt. Opgeteld bij de snelheid waarmee de Grote Magelhaense Wolk om de Melkweg beweegt, zou de snelheid van zo’n ontsnapte ster groot genoeg kunnen zijn om verder als hypersnelle ster door het leven te gaan. Bovendien zouden de snelste sterren in een baan worden ‘gelanceerd’ die hen inderdaad in de richting van Leeuw en Sextant voert. Met behulp van computersimulaties hebben de astronomen berekend hoeveel sterren er de afgelopen twee miljard jaar uit de Grote Magelhaense Wolk zijn ontsnapt en welke trajecten deze sterren hebben gevolgd. Op basis daarvan voorspellen zij dat onze Melkweg ongeveer een miljoen stellaire vluchtelingen uit het naburige sterrenstelsel heeft opgenomen. Verreweg de meeste van die sterren moeten inmiddels al ‘opgebrand’ zijn: zij zouden nu als neutronensterren en zwarte gaten door de Melkweg zwerven. Desondanks zouden er, verspreid over de hemel, nog een stuk of 5000 hypersnelle sterren te vinden moeten zijn. Of dat inderdaad zo is, zal snel genoeg blijken. Volgend voorjaar presenteert het Europese ruimteagentschap ESA nieuwe gegevens over een miljard sterren in onze Melkweg, die zijn verzameld met de Gaia-satelliet. Als de door de Britten voorspelde hypersnelle sterren bestaan, zouden ze een lang lint moeten vormen tussen de Grote Magelhaense Wolk (zuidelijke hemel) en de sterrenbeelden Leeuw en Sextant (noordelijke hemel). (EE)
→ Fastest stars in the Milky Way are 'runaways' from another galaxy
29 juni 2017
De accretieschijf rond een jonge ster-in-wording blijkt allerlei complexe moleculen te bevatten. Tot die conclusie komt een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Taiwanese astronoom Chin-Fei Lee, na waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Het is voor het eerst dat zulke moleculen bij zo’n heel jonge ster zijn aangetoond. Het onderzochte object, HH-212, maakt deel uit van het grote stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. De protoster is naar schatting pas 40.000 jaar oud en heeft nu nog vijf keer zo weinig massa als onze zon. Daaromheen is echter een ongeveer tien miljard kilometer brede schijf te zien, van waaruit meer gas en stof naar de ster toe stroomt. Met ALMA zijn in de ijle uitlopers boven en onder deze zogeheten accretieschijf allerlei organische moleculen opgespoord. Het gaat daarbij om onder meer ethanol, gedeutereerd methanol, methaanthiol en formamide. Moleculen als deze staan aan de basis van aminozuren en suikers – de bouwstenen van leven zoals wij dat kennen. De ontdekking wijst er dus op dat zulke bouwstenen al heel vroeg in de materieschijf rond een jonge ster worden gevormd. Dat gebeurt vermoedelijk op het oppervlak van ijsdeeltjes. Hoe dan ook: de planeten die in een later stadium in zo’n schijf ontstaan, worden waarschijnlijk direct al voorzien van grondstoffen waaruit leven kan voortkomen. (EE)
→ Complex Organic Molecules Found on “Space Hamburger”
26 juni 2017
ESA’s Gaia-satelliet heeft met behulp van software die het menselijk brein nabootst zes sterren gespot die met hoge snelheid van het centrum van ons Melkwegstelsel naar de buitengebieden racen. De resultaten van het team, met onder anderen Tommaso Marchetti, Elena Rossi en Anthony Brown van de Sterrewacht Leiden, werden vandaag gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EWASS2017) in Praag, Tsjechië.
Onze Melkweg herbergt enkele honderden miljarden sterren, die bij elkaar worden gehouden door de zwaartekracht. De meeste bevinden zich in een vlakke structuur, de galactische schijf, die in het midden een verdikking heeft. De rest is verspreid over een wijdere bolvormige ‘halo’, die reikt tot een afstand van 650.000 lichtjaar van het centrum.
Sterren bewegen rond het Melkwegcentrum op verschillende snelheden, afhankelijk van hun locatie. De zon draait rond het centrum met 220 kilometer per seconde; de gemiddelde snelheid in de halo is 150 kilometer per seconde. Zo nu en dan overstijgt een enkele ster deze al behoorlijk hoge snelheden. Sommige worden versneld door een ontmoeting met een andere ster of de supernovaexplosie van een begeleidende ster. Dat resulteert in snelheden die kunnen oplopen tot een paar honderd kilometer per seconde boven de gemiddelde snelheid.
Ruim tien jaar geleden werd een nieuwe klasse van hogesnelheidssterren ontdekt, die zich in de halo bevinden, maar waarvan de leeftijd niet overeenkomt met de oude sterpopulatie daar. Tot nu toe waren er pas 20 van bekend. Het zijn allemaal jonge sterren met een massa van 2,5 tot 4 keer die van de zon. Ze snellen met honderden kilometers per seconde door het Melkwegstelsel en hun plek in de halo is alleen te verklaren als ze een extra zwieper hebben gekregen van het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg.
Deze hogesnelheidssterren zijn extreem moeilijk op te sporen “maar wel heel erg belangrijk om de grote structuur van de Melkweg te kunnen bestuderen,” zegt de Leidse astronoom Elena Rossi. “Deze sterren hebben enorme afstanden gereisd maar het pad dat ze hebben afgelegd kan terug gevolgd worden naar het Melkwegcentrum – een gebied dat aan het zicht wordt onttrokken door interstellair gas en stof en moeilijk waar te nemen is. Deze sterren kunnen we dus gebruiken om cruciale informatie te vergaren over het zwaartekrachtveld van de hele Melkweg, van de kern tot aan de buitengebieden.”
Astronomen denken dat er veel meer van dit soort hogesnelheidssterren zijn, ook met andere leeftijden en massa’s, dan tot nu toe gevonden. Daarom hebben Rossi en collega’s een nieuwe manier gezocht om de zoektocht binnen de dataset van Gaia, de Europese ruimtemissie die 1 miljard sterren in de Melkweg in kaart aan het brengen is, te optimaliseren. Na verschillende methoden te hebben uitgeprobeerd, kwamen ze uit bij software waarmee computers leren van eerdere ervaringen. Eerste auteur Tommaso Marchetti (promovendus aan de Leidse Sterrewacht): “We hebben een artificial neural network gebruikt, software die is geschreven om ons brein te imiteren. In een gedegen ‘training’ leert de software bepaalde objecten of patronen te herkennen in een grote dataset. In ons geval dus de stercatalogus van Gaia.” De software was een paar maanden voordat de eerste Gaia-dataset werd gepresenteerd klaar.
Rossi: “We lieten ons nieuwe algoritme meteen los op de dataset van twee miljoen sterren en binnen een uur had de software de dataset al gereduceerd tot ongeveer 20.000 potentiële hogesnelheidssterren.” Een verdere selectie bracht het aantal op 80. Na een gedetailleerde analyse kwam het team op zes sterren die terug te traceren zijn naar het galactisch centrum, allemaal met een snelheid boven de 360 kilometer per seconde. De nieuw ontdekte sterren hebben bovendien allemaal lagere massa’s, vergelijkbaar met de massa van de zon.
Een van de van de zes sterren zal naar verwachting de Melkweg verlaten omdat hij zo snel reist (boven de 500 kilometer per seconde) dat hij kan ontsnappen aan de zwaartekrachtsgreep van het Melkwegstelsel. Een vraag die de wetenschappers willen beantwoorden is waardoor de andere sterren worden afgeremd. Onzichtbare donkere materie zou daarbij een rol kunnen spelen. De zoektocht in de database leverde ook nog vijf nieuwe, meer traditionele ‘wegloopsterren’ op. Die komen niet uit het galactisch centrum maar kregen hun snelheid door sterbotsingen elders in het Melkwegstelsel.
De voorzitter van het Gaia Data Processing and Analysis Consortium (en coauteur van het artikel) Anthony Brown (Leiden) benadrukt dat de resultaten het grote potentieel van Gaia aantonen. “We hebben nu nieuwe manieren tot onze beschikking om de structuur en de dynamica van het Melkwegstelsel te bestuderen.” De publicatie van de volgende dataset van Gaia is in april 2018.
→ Origineel persbericht
20 juni 2017
Op 1400 lichtjaar afstand van de aarde, in het sterrenbeeld Orion, is de geboorte van een ster in gang gezet door een andere babyster. De pasgeboren ster FIR 3 blaast een krachtige straalstroom van gas de ruimte in. Die moet zo'n 100.000 jaar geleden in botsing zijn gekomen met een relatief ijle wolk van gas en stof. Als gevolg daarvan begon die wolk samen te trekken, en ontstond een nieuwe protoster, FIR 4 geheten.
Dat er hier sprake is van een bijzondere kettingreactie werd in 2008 al geopperd door Japanse onderzoekers. Nieuwe metingen met de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico hebben nu het bewijs geleverd. De resultaten worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Star’s Birth May Have Triggered Another Star Birth, Astronomers Say
15 juni 2017
Astronomen hebben een ‘radio-opname’ gemaakt van een 50 lichtjaar metend filament van sterren-vormend gas in en rond de bekende Orionnevel. De afbeelding toont de verdeling van ammoniakmoleculen in deze draderige structuur, zoals die is vastgelegd met de grote radiotelescoop in Green Bank, West Virgina. Interstellaire ammoniak geldt als ‘verklikker’ van koud waterstofgas – de belangrijkste ’grondstof’ voor de vorming van nieuwe sterren. Dat waterstofgas is niet rechtstreeks waarneembaar, maar het vormt een mengsel met andere moleculen, waaronder dus ammoniak, die van nature radiostraling uitzenden. Door de verdeling van de ammoniak in kaart te brengen, kunnen astronomen de bewegingen en de temperatuur van het gas onderzoeken. Met behulp van deze informatie kan worden vastgesteld of en waar de stervorming in zo’n filament al op gang is gekomen. De nieuwe opname maakt deel uit van de Green Bank Ammonia Survey (GAS). Onderwerp van deze survey zijn alle grote, nabije stervormingsgebieden in het noordelijk deel van de zogeheten Gould-gordel – een ring van jonge sterren en gaswolken die vrijwel de complete hemel omspant en daarbij het sterrenbeeld Orion doorkruist. (EE)
→ Radio Astronomers Peer Deep Into the Stellar Nursery of the Orion Nebula
15 juni 2017
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie Veronica Allen en Floris van der Tak (beiden RUG en SRON), heeft in het zuidoostelijke deel van een vlindervormige stervormingsschijf een gebied ontdekt met veel stikstofhoudende moleculen. Het andere deel van de schijf is juist arm aan stikstof. Mogelijk worden de verschillen veroorzaakt doordat zich sterren van sterk uiteenlopende temperaturen aan het vormen zijn. De sterrenkundigen onderzochten het stervormingsgebied G35.20-0.74N op ruim 7000 lichtjaar van ons vandaan aan de zuidelijke sterrenhemel. Ze gebruikten hiervoor de (sub)millimetertelescoop ALMA op de Chileense Chajnantor-hoogvlakte, die de moleculaire gaswolken in kaart kan brengen waarin sterren ontstaan. De onderzoekers zagen in het stervormingsgebied iets bijzonders in de schijf rond een jonge, zware ster. Terwijl er overal in de schijf grote zuurstofhoudende en zwavelhoudende koolwaterstoffen aanwezig waren, vonden de astronomen alleen in het zuidoostelijke gedeelte van de schijf grote stikstofhoudende moleculen. Daarnaast bleek het aan de stikstofkant ook nog eens 150 graden warmer dan aan de andere kant van de schijf. Mede op basis van deze waarnemingen vermoeden de wetenschappers dat er zich tegelijkertijd meerdere sterren in deze ene schijf aan het vormen zijn. Daarbij zijn sommige sterren heter of zwaarder dan andere. De onderzoekers verwachten dat de schijf uiteindelijk zal opbreken in meerdere kleine schijven als de sterren verder groeien. Een artikel met onderzoeksresultaten is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Astronomy & Astrophysics.
→ Volledig persbericht
13 juni 2017
Onze zon had ooit een tweelingbroertje. Ook vrijwel alle andere enkelvoudige sterren in het Melkwegstelsel zijn geboren als dubbelster. Die conclusie trekken Amerikaanse sterrenkundigen op basis van gedetailleerde waarnemingen aan een groot stervormingsgebied in het sterrenbeeld Perseus, op 600 lichtjaar afstand van de aarde.
Met radiotelescopen zijn alle jonge protosterren in deze kosmische kraamkamer in kaart gebracht: 45 enkelvoudige sterren en 55 sterren die deel uitmaken van een dubbelster of een meervoudig stelsel. De waargenomen verdeling van de pasgeboren sterren in de Perseus-wolk kan echter alleen goed verklaard worden als je aanneemt dat alle sterren als wijde dubbelster zijn geboren, zo blijkt uit modelberekeningen. Na verloop van tijd is een deel van die dubbelsterren uiteengevallen, terwijl andere paren juist in steeds kleinere banen om elkaar heen zijn gaan draaien, aldus de onderzoekers.
Als deze theorie voor elk stervormingsgebied opgaat, moet ook onze eigen zon 4,6 miljard jaar geleden als tweeling zijn geboren. De begeleider van de zon bevond zich aanvankelijk op een afstand van tientallen miljarden kilometers. Een paar honderdduizend jaar na hun geboorte gingen de tweelingsterren elk hun eigen weg. Overigens hoeft het verloren tweelingbroertje van de zon niet precies dezelfde afmetingen en massa gehad te hebben. Momenteel valt niet meer eenvoduig te achterhalen om welke ster het gaat.
De astronomen, van de Universiteit van Californië in Berkeley en van het Smithsonian Astrophysical Observatory, publiceren hun resultaten binnenkort in het Britse maandblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ New evidence that all stars are born in pairs
13 juni 2017
Japanse astronomen hebben met het ALMA-observatorium in Noord-Chili gedetailleerde opnamen gemaakt van een zware protoster op 1400 lichtjaar afstand van de aarde. De ALMA-waarnemingen, gepubliceerd in Nature Astronomy, hebben het bestaan aan het licht gebracht van een roterende 'straalstroom' (jet). Die ontdekking biedt inzicht in de wijze waarop protosterren hun overtollige hoekmoment kwijtraken.
Sterren ontstaan uit samentrekkende gaswolken. Zo'n ineenstortende wolk draait steeds sneller rond, maar uiteindelijk ontstaat er toch een ster met een relatief lage rotatiesnelheid. Eerder was al gespeculeerd dat de overtollige hoeveelheid rotatie-energie (het zogeheten hoekmoment) wordt afgevoerd doordat er vanuit de materieschijf rond de protoster materiaal de ruimte in wordt geblazen. Bij lichte protosterren was dat al eens waargenomen, zij het in weinig detail. Nu is ook bij de zware protoster Orion KL Source 1 (in de Orionnevel) een naar buiten gerichte gasstroom ontdekt die inderdaad in dezelfde richting roteert als de circumstellaire schijf.
De ontdekking vormt een ondersteuning voor de theorie dat centrifugale en magnetische krachten samenwerken in het 'lanceren' van de straalstromen. Die ontspringen ook niet dicht bij de ster, maar aan de buitenzijde van de schijf, waar het naar buiten geslingerde gas in verticale richting (omhoog en omlaag) wordt afgebogen door magnetische velden. (GS)
→ ALMA Hears Birth Cry of a Massive Baby Star
9 juni 2017
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Kepler-satelliet, een bijzondere ontdekking gedaan: een dubbelster bestaande uit een witte dwerg – het restant van een ‘dode’ ster – en een bruine dwerg – een ‘mislukte’ ster. Opmerkelijk is ook dat de twee objecten zo dicht om elkaar heen wentelen, dat hun omlooptijd slechts iets meer dan een uur bedraagt. Daarbij ontwikkelen ze een snelheid van ongeveer 100 kilometer per seconde. Vanaf de aarde gezien schuift de bruine dwergster eens in de 71 minuten voor de witte dwerg langs. Hierdoor neemt de helderheid van laatstgenoemde periodiek aanzienlijk af. Doordat de beide dwergsterren geleidelijk naar elkaar toe spiralen, zullen deze bedekkingen op termijn met steeds kortere tussenpozen plaatsvinden. Binnen 250 miljoen jaar zullen de twee elkaar zo dicht genaderd zijn, dat de witte dwerg zijn kleine begeleider begint te kannibaliseren. Volgens de astronomen heeft de dubbelster oorspronkelijk bestaan uit een normale zonachtige ster en een bruine dwerg die eens in de 150 dagen om elkaar heen draaiden. Doordat de ster aan het einde van zijn leven opzwol tot een zogeheten rode reus, kwam de bruine dwerg in diens uitgedijde atmosfeer terecht en spiraalde hij naar zijn huidige, krappere omloopbaan toe. De ontdekking is bekend gemaakt tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Austin, Texas is gehouden. (EE)
→ A Very Rare Discovery: Failed Star Orbits a Dead Star Every 71 Minutes
8 juni 2017
Met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili zijn sporen van methylisocyanaat ontdekt bij een groepje jonge, zonachtige sterren op 400 lichtjaar van de aarde. Eerder was bij dezelfde sterren al de suiker glycolaldehyde opgespoord. Methylisocyanaat en glycolaldehyde hebben een belangrijke rol gespeeld bij het ontstaan van het leven op aarde. De ontdekking is gedaan bij het meervoudige stersysteem IRAS 16293-2422 dat uit een aantal zeer jonge sterren bestaat. Het complex maakt deel uit van het grote stervormingsgebied rond de ster Rho Ophiuchi in het sterrenbeeld Slangendrager. De nieuwe ALMA-resultaten laten zien dat elk van deze jonge sterren is omgeven door methylisocyanaat-gas. De vorming van methylisocyanaat begint waarschijnlijk met chemische reacties op het ijskoude oppervlak van stofdeeltjes in de ruimte. Het molecuul bestaat uit twee koolstofatomen, drie waterstofatomen, een stikstofatoom en een zuurstofatoom. Het onderzoek van naar zulke zonachtige ‘protosterren’ kan astronomen inzicht geven in de omstandigheden die 4,5 miljard jaar geleden tot de vorming van ons eigen zonnestelsel hebben geleid. (EE)
→ ALMA ontdekt ingrediënt van leven rond jonge zonachtige sterren
7 juni 2017
Een internationaal onderzoeksteam heeft een verschijnsel waargenomen waarvan Albert Einstein in 1936 voorspelde dat het nooit rechtstreeks waarneembaar zou zijn: de afbuiging van licht door de zwaartekracht van een andere ster dan onze zon. Het verschijnsel is opgetekend met de Hubble-ruimtetelescoop (Science, 9 juni). Wanneer het licht van een verre ster onderweg naar de aarde een tussenliggend object tegenkomt, werkt – volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie – de zwaartekracht van dat object als een soort vergrootglas, dat het verre sterlicht afbuigt en versterkt. Wanneer een voorgrondster vanaf de aarde gezien precies voor een achtergrondster langs schuift, heeft dit effect tot gevolg dat het licht van de verre ster wordt uitgesmeerd tot een volmaakte ring – een ‘Einsteinring’. Wat astronomen nu hebben waargenomen is een veel waarschijnlijker scenario: een ster die net niet precies voor een andere ster langs trok. Hierdoor trad een niet-symmetrische variant van de Einsteinring op. De ring zelf was te klein om meetbaar te zijn, maar door zijn asymmetrische vorm leek de verre ster een klein stukje naast zijn ware positie te staan. Dat is in overeenstemming met de theoretisch voorspelde waarde. De voorgrondster – die dus als lens fungeerde – was in dit geval een witte dwergster op ongeveer 18 lichtjaar van de aarde: Stein 2051 B. Uit de mate waarin deze het licht van een achtergrondster afboog, kan worden afgeleid dat de massa van deze witte dwerg ongeveer een derde kleiner is dan die van onze zon. Bij onze eigen zon is het verschijnsel al veel eerder waargenomen. Tijdens een zonsverduistering in 1919 kon met behulp van fotografische opnamen worden aangetoond dat sterlicht dat vlak langs de zon scheert, enigszins wordt afgebogen. Dit heeft tot gevolg dat de ster in kwestie vanaf de aarde gezien een beetje naast zijn normale positie lijkt te staan. (EE)
→ Hubble Astronomers Develop a New Use for a Century-Old Relativity Experiment to Measure a White Dwarf’s Mass
6 juni 2017
De veranderlijke ster R Aquarii, op 710 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman, zal ergens in de komende tien jaar mogelijk een nieuwe uitbarsting vertonen. Die conclusie trekken astronomen op basis van röntgenwaarnemingen van de ster, verricht met NASA's Chandra X-ray Observatory.
R Aqr is een nauwe dubbelster die bestaat uit een grote, koele, pulserende rode reuzenster en een kleinere, hete witte dwerg. Materie van de rode reus komt op het oppervlak van de witte dwerg terecht, wat eens in de paar honderd jaar tot een krachtige nova-achtige uitbarsting leidt. Zulke grote uitbarstingen zijn er geweest in 1073 en in of rond 1773; de eerstvolgende nova-uitbarsting wordt pas verwacht rond het jaar 2470.
Uit de Chandra-waarnemingen blijkt echter dat R Aqr ook kleinere uitbarstingen vertoont. Die leiden tot schokgolven in het omringende gas, met als gevolg dat er röntgenstraling wordt uitgezonden. Metingen aan deze 'röntgen-jets' doen vermoeden dat er zulke kleine uitbarstingen zijn geweest in de jaren 50 en de jaren 80 van de vorige eeuw, en mogelijk ook aan het begin van de 21ste eeuw.
De Chandra-metingen, die vandaag gepresenteerd zijn op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas, suggereren dat er ergens in de komende tien jaar opnieuw zo'n kleine uitbarsting kan plaatsvinden. (GS)
→ R Aquarii: Watching a Volatile Stellar Relationship
5 juni 2017
Nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili hebben een mogelijke verklaring opgeleverd voor de extreem lage temperatuur van de Boemerangnevel - een jonge planetaire nevel op 5000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Centaur. Een planetaire nevel ontstaat doordat een zonachtige ster aan het eind van zijn leven opzwelt tot een rode reus en vervolgens een groot deel van zijn gasmantel de ruimte in blaast.
Eerdere metingen hebben uitgewezen dat het gas in de Boemerangnevel extreem snel expandeert (ruim 150 kilometer per seconde), waardoor het is afgekoeld tot slechts een halve graad boven het absolute nulpunt, ofwel tot 272,6 graden Celsius onder nul (0,5 kelvin) - zelfs ruim twee graden kouder dan de 'omgevingstemperatuur' van 2,73 kelvin die het heelal heeft als gevolg van de kosmische achtergrondstraling.
De ALMA-waarnemingen hebben nu een zandlopervormige structuur van weggeblazen gas aan het licht gebracht in het centrum van de nevel, met een totale lengte van meer dan 3 biljoen kilometer. Volgens het onderzoeksteam is die vermoedelijk ontstaan doordat een kleine begeleidende ster in botsing is gekomen met de stervende rode reus - alleen op die manier valt de enorme hoeveelheid bewegingsenergie in de uitdijende gasnevel te verklaren.
De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ ALMA Returns to Boomerang Nebula
5 juni 2017
Sterrenkundigen hebben voor het eerst met zekerheid de scheidslijn bepaald tussen 'echte' sterren (die energie opwekken door fusie van waterstof in hun inwendige) en zogeheten bruine dwergen - relatief kleine, gasvormige hemellichamen waarin hooguit fusie van zwaar waterstof (deuterium) voorkomt.
Door 31 bruine dwergen in dubbelstersystemen gedurende tien jaar in detail te bestuderen met de Keck-telescoop en de Canada-France-Hawaii-telescoop (beide op Mauna Kea, Hawaii), lukt het om de baanbeweging van de dubbelsterren in kaart te brengen en daaruit de massa's van de bruine dwergen af te leiden.
Het blijkt dat alle bruine dwergen minder dan 70 keer zo zwaar zijn als de reuzenplaneet Jupiter. Ook is hun oppervlaktetemperatuur lager dan ca. 1330 graden Celsius. De nieuwe resultaten, gepresenteerd op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas, komen goed overeen met eerdere ideeën, maar het is voor het eerst dat de minimum-massa van een echte ster nu nauwkeurig is bepaald. (GS)
→ Astronomers Prove What Separates True Stars from Wannabes
22 mei 2017
Volgens Australische astronomen is de meeste antimaterie in ons Melkwegstelsel afkomstig van relatief zwakke supernova-explosies. In Nature Astronomy schrijven de onderzoekers dat botsende en versmeltende witte dwergen - extreem oude, uitgebluste sterren - een thermonucleaire explosie ondergaan, waarbij antimaterie wordt geproduceerd. Antimaterie bestaat uit deeltjes die in veel opzichten tegenovergestelde eigenschappen hebben dan 'normale' deeltjes (bijvoorbeeld elektrische lading, spin, enzovoort).
Wanneer materie en antimaterie met elkaar in aanraking komt, worden de deeltjes volledig omgezet in hoogenergetische gammastraling. Die gammastraling, met een karakteristieke energie, is inderdaad waargenomen in het Melkwegstelsel, maar de herkomst van de antimaterie was tot op heden niet bekend. Eerder werd al geopperd dat de antimaterie afkomstig zou zijn van het zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel, of van de annihilatie van donkere materie. Volgens de Australische astronomen is de herkomst echter veel minder exotisch. (GS)
→ Scientists solve mystery of how most antimatter in the Milky Way forms
20 mei 2017
‘Tabby’s ster’ – de meest spraakmakende veranderlijke ster van de afgelopen jaren – roert zich weer eens. Sinds vrijdag (19 mei) vertoont de helderheid van de ster weer een duidelijke afname. Astronomen twitteren er inmiddels al lustig op los om zoveel mogelijk telescopen op de wispelturige ster, die officieel KIC 8462852 heet, te kunnen richten. KIC 8462852 is een onooglijke ster in het sterrenbeeld Zwaan, op 1300 lichtjaar van de aarde. In 2015 merkte een team van astronomen, onder leiding van Tabetha (‘Tabby’) Boyajian van de Yale-universiteit, op dat deze ster op onvoorspelbare momenten tijdelijk in helderheid afneemt. Uit gegevens van de Kepler-satelliet bleek later dat de ster in maart 2011 en februari 2013 een nog sterkere helderheidsafname had vertoond. En daarnaast laat de gemiddelde helderheid van KIC 8462852 ook nog eens een dalende trend zien. De afgelopen jaren zijn verschillende verklaringen voor dit merkwaardige gedrag geopperd, waaronder zelfs de mogelijkheid dat er een kolossaal bouwsel van een buitenaardse beschaving rond de ster wentelt. De meeste astronomen houden het er echter op dat er een zwerm van kometen, planetoïden of ander planetair puin om de ster draait. Een andere mogelijkheid is dat het de ster zelf is die onregelmatige helderheidsveranderingen vertoont. Wellicht dat de waarnemingen die de komende dagen worden gedaan, meer inzicht kunnen geven in het gedrag van Tabby’s ster. (EE)
→ Astronomers scramble as ‘alien megastructure’ star dims again
17 mei 2017
Astronomen hebben ontdekt dat een jonge bruine dwergster in het sterrenbeeld Orion flinke hoeveelheden materie de ruimte in blaast. Het is voor het eerst dat bij zo’n ‘mislukte ster’ een jet van deze omvang is waargenomen. Met een massa die te gering is om energie op te wekken door middel van waterstoffusie, houdt een bruine dwerg het midden tussen een zware planeet en een lichte ster. Van jonge sterren is bekend dat ze jets van materie uitstoten die meer dan een lichtjaar lang kunnen zijn. Bij bruine dwergen zijn deze jets doorgaans minstens tien keer zo kort. Nieuwe opnamen, gemaakt met de SOAR-telescoop in het noorden van Chili, laten echter zien dat de jets van de bruine dwergster Mayrit 1701117 zich uitstrekken over een afstand van ruwweg driekwart lichtjaar. Ook tonen de beelden dat de uitstoot variabel is, wat erop wijst dat de materie-aanvoer naar de dwergster ongelijkmatig verloopt. De ontdekking van de relatief lange jets bij Mayrit 1701117 bevestigen het vermoeden dat de vorming van bruine dwergsterren op ongeveer dezelfde manier verloopt als die van ‘normale’ sterren. Net als sterren zijn jonge bruine dwergen omgeven door een draaiende schijf van materie die onttrokken is aan een ‘oerwolk’ van moleculair gas. Niet alle materie van deze zogeheten accretieschijf komt uiteindelijk op de bruine dwerg terecht. Een deel ervan wordt via twee tegengesteld gerichte jets die loodrecht op de schijf staan terug de ruimte in geblazen. (EE)
→ Punching Above Its Weight, a Brown Dwarf Launches a Parsec-Scale Jet
17 mei 2017
Een langlopend meetprogramma met de Hubble-ruimtetelescoop heeft nieuwe nauwkeurige bepalingen opgeleverd van de massa’s van de ster Sirius en diens kleine begeleider. Beide blijken een tikkie zwaarder te zijn dan tot nu toe werd aangenomen (The Astrophysical Journal, 8 mei). Sirius is de helderste ster die we aan de nachthemel kunnen waarnemen. Die helderheid is voor een belangrijk deel te danken aan zijn relatief geringe afstand van 8,5 lichtjaar, waarmee de ster tot de meest nabije buren van de zon behoort. Halverwege de negentiende eeuw ontdekten astronomen dat Sirius een kleine zwakke begeleider heeft. Gebleken is dat dit een zogeheten witte dwergster is – het restant van een ster die zijn buitenlagen heeft afgestoten. De twee sterren wentelen met een periode van iets meer dan vijftig jaar om elkaar heen. Dat laatste biedt de mogelijkheid om de massa’s van de beide sterren te meten, mits hun omloopbanen nauwkeurig bekend zijn. Voor dat doel heeft een team van astronomen sinds 2001 regelmatig de posities van Sirius A en B gemeten. En nu, zestien jaar later, hebben ze genoeg meetpunten verzameld om precieze waardes voor de massa’s van de beide sterren te kunnen geven. Sirius A blijkt 2,063 keer zo zwaar te zijn als onze zon en heeft daarmee ongeveer twee procent meer massa dan eerdere (minder nauwkeurige) bepalingen aangaven. Sirius B komt uit op 1,018 zonsmassa en is daarmee vier procent zwaarder. De nieuwe metingen geven ook uitsluitsel over de vraag of het Sirius-systeem wellicht nog een derde ster bevat. Die kans is niet groot: als er al een derde object aanwezig is, dan kan moet het een bruine dwerg (‘mislukte ster’) van maximaal 25 Jupitermassa’s zijn. (EE)
→ Measuring Sirius: An Exercise in Patience
11 mei 2017
De nabije supernova-explosie die ruwweg 2,6 miljoen jaar geleden heeft plaatsgevonden, en waarvan ijzerdeeltjes op de zeebodem van de aarde zijn beland, was mogelijk schadelijker dan tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komt een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Adrian Melott van de universiteit van Kansas. Melott en zijn collega’s hebben onderzocht welke gevolgen een nabije supernova zou hebben op levende organismen op onze planeet. Uit dat onderzoek blijkt dat de ‘kill zone’ van een supernova – het gebied waarbinnen de explosie van een ster dodelijke gevolgen heeft voor veel levende soorten – vermoedelijk twee keer zo omvangrijk is als gedacht: ongeveer 50 lichtjaar in plaats van 25. Omdat de meest recente schattingen van de afstand waarop de oude supernova-explosie zou hebben plaatsgevonden uitkomen op 150 lichtjaar, lag de aarde ruim buiten de gevarenzone. Tot massale uitstervingen zal het waarschijnlijk dus niet zijn gekomen. Maar het is niet ondenkbaar dat aarde met aanzienlijk meer kosmische straling werd bestookt dan normaal. De onderzoekers denken nu een verband te hebben gevonden tussen de supernova en kleinschaligere uitstervingen die rond dezelfde tijd op het Afrikaanse continent hebben plaatsgevonden. Deze worden veelal toegeschreven aan klimaatveranderingen, maar ook die zouden best eens het gevolg kunnen zijn geweest van een supernova op 150 lichtjaar afstand. De energierijke deeltjes van zo’n supernova kunnen atomen in de aardatmosfeer ioniseren, wat tot een toename van het aantal blikseminslagen zou leiden. En dat zou dan weer resulteren in grote aantallen bosbranden. Hoe dan ook: er zijn aanwijzingen dat het bladerdek in het noordoosten van Afrika in de betreffende periode sterk afnam. Volgens Melott en zin collega’s is het denkbaar dat de kosmische straling van de supernova daar iets mee te maken had. (EE)
→ Research increases distance at which supernova would spark mass extinctions on Earth
10 mei 2017
Astronomen hebben een zeer detailrijke opname gemaakt van de Krabnevel, het restant van een supernova-explosie op 6500 lichtjaar van de aarde die in het jaar 1054 door (o.m.) Chinese astronomen is waargenomen. De opname bestrijkt bijna het hele elektromagnetische spectrum, van het radiogebied tot aan röntgen. Voor het maken ervan zijn vier ruimtetelescopen ingezet plus de VLA-radiotelescoop in de VS. In het centrum van de Krabnevel staat een uiterst compacte neutronenster die eens in de 33 milliseconden om zijn as tolt. Deze neutronenster – het ineengestorte overblijfsel van de kern van de ontplofte ster – zendt twee bundels van radiostraling en licht uit. Hierdoor gedraagt hij zich als een ‘kosmische vuurtoren’ – een pulsar. De complexe vorm van de omringende nevel is het gevolg van de ingewikkelde interactie tussen de deeltjes die de pulsar uitzendt en de buitenlagen van de ster, die bij de explosie zijn weggeblazen. Door de Krabnevel op verschillende golflengten te onderzoeken, hopen astronomen meer te weten te komen over de processen die zich daarbinnen afspelen. (EE)
→ A New Look at the Crab Nebula
2 mei 2017
Het overschot aan energierijke gammastraling uit het centrum van ons Melkwegstelsel is niet afkomstig van donkere materie, maar van pulsars. Die conclusie trekken wetenschappers van o.a. Stanford University in een artikel dat gepubliceerd zal worden in The Astrophysical Journal.
Met de Fermi-ruimtetelescoop is ontdekt dat er vanuit een groot gebied rond het Melkwegcentrum meer gammastraling afkomstig is dan je zou verwachten. Een mogelijke verklaring daarvoor is de annihilatie van donkeremateriedeeltjes. Eerdere metingen hebben echter al laten zien dat de gammastraling geen volmaakt egale structuur vertoont, maar enigszins 'gespikkeld' is, wat je niet zou verwachten als het om donkere materie gaat.
Nieuwe modelberekeningen lijken nu uit te wijzen dat het gammastralingsoverschot afkomstig is van een populatie van pakweg duizend pulsars in en rond het Melkwegcentrum. Pulsars zijn de snel roterende, supercompacte overblijfselen van exploderende sterren. De waargenomen spectrale eigenschappen van het gammastralingsoverschot komen goed overeen met wat je zou verwachten van zo'n pulsarpopulatie.
De hoop is dat gedetailleerde radiowaarnemingen het bestaan van de pulsars in het Melkwegcentrum zullen bevestigen. Het raadsel van de donkere materie blijft voorsalsnog onopgelost. (GS)
→ Origin of Milky Way’s Hypothetical Dark Matter Signal May Not Be So Dark
28 april 2017
Russische astronomen hebben een zonachtige ster ontdekt die om het compacte restant van een supernova – een ontplofte ster – draait. De ster blijkt door de explosie, die ongeveer 2200 jaar geleden heeft plaatsgevonden, te zijn verrijkt met calcium. Daaruit wordt afgeleid dat de supernova van een zeldzaam calcium-rijk type was (Nature Astronomy, 24 april). De evolutie van een zware ster wordt afgesloten met een hevige explosie die supernova wordt genoemd. Bij zo’n explosie worden de buitenste schillen van de ster met hoge snelheid de ruimte in geblazen en blijft een compact object – doorgaans een zogeheten neutronenster – achter. Zo moet het ook met de supernova zijn gegaan die zich aan de rand van gasnevel RCW 86 bevindt. In 2002 werd in dat restant inderdaad een vermoedelijke neutronenster opgespoord. Het merkwaardige van dit object was echter dat het veel meer zichtbaar licht bleek te produceren dan gebruikelijk is voor een neutronenster. Spectroscopisch onderzoek met telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili heeft nu uitgewezen dat de bron van dat zichtbare licht een zonachtige ster moet zijn. Omdat tegelijkertijd veel röntgenstraling uit de omgeving van de ster komt, komen de astronomen tot de conclusie dat er sprake is van een dubbelster, bestaande uit een neutronenster en een normale ster. Deze laatste blijkt nog steeds in een elliptische baan om de ontplofte ster te draaien. (EE)
→ Astrophysicists discovered a star polluted by calcium
11 april 2017
Met een relatief kleine telescoop op de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili is de meest gedetailleerde kaart ooit vervaardigd van de verdeling van ijl geïoniseerd waterstofgas in het Melkwegstelsel. De Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) heeft de afgelopen twintig jaar vrijwel continu metingen verricht aan de zwakke gloed van het hete gas.
Het meeste geïoniseeerde waterstofgas bevindt zich in een relatief dikke centrale laag in het Melkwegstelsel, met een middellijn van ca. 75.000 lichtjaar en een dikte van ca. 6000 lichtjaar. Deze laag wordt de Reynoldslaag genoemd, naar de astronoom die eind jaren zeventig als eerste ontdekte dat zich vrijwel overal in de interstellaire ruimte heet geïoniseerd waterstofgas bevindt.
De oorzaak van de ionisatie wordt overigens nog steeds niet volledig begrepen. Mogelijk ontstaat de Reynoldslaag voornamelijk onder invloed van de energierijke straling van zeer heldere, hete reuzensterren in de centrale schijf van het Melkwegstelsel. (GS)
→ UW project brings Milky Way’s ionized hydrogen into focus
7 april 2017
Sterexplosies worden meestal in verband gebracht met supernova's: de spectaculaire dood van sterren. Maar nieuwe ALMA-waarnemingen geven inzicht in explosies aan het andere eind van de levenscyclus van sterren: de geboorte. Astronomen legden dramatische beelden vast toen ze het ontstaan van een groep zware sterren onderzochten. De beelden tonen dat ook stervorming een heftig, explosief proces kan zijn.
Op 1350 lichtjaar afstand van de aarde, in het sterrenbeeld Orion, bevindt zich een actieve stervormingsfabriek genaamd de Orion Molecular Cloud 1 (OMC-1). De wolk maakt deel uit van de beroemde Orionnevel. Sterren worden geboren als een gaswolk, die honderden keren zo zwaar is als onze zon, begint te bezwijken onder zijn eigen zwaartekracht. In de dichtste gebieden ontbranden protosterren die vervolgens gaan rondzwerven. Na een tijdje vallen sommige sterren naar een gemeenschappelijk zwaartepunt dat meestal wordt gedomineerd door een bijzonder grote protoster. Als de sterren dicht bij elkaar in de buurt komen, ontstaan er heftige interacties.
Ongeveer 100.000 jaar geleden, diep in de OMC-1, ontstonden meerdere protosterren. De zwaartekracht trok ze steeds sneller naar elkaar toe totdat 500 jaar geleden twee van die sterren met elkaar in aanraking kwamen. Astronomen weten niet zeker of ze elkaar slechts lichtjes schampten of dat ze vol op elkaar knalden. In ieder geval veroorzaakte het een krachtige uitbarsting die ervoor zorgde dat andere protosterren en honderden reusachtige gas- en stofstromen met snelheden tot 150 kilometer per seconde door de ruimte schoten. Bij deze catastrofe kwam net zo veel energie vrij als onze zon in 10 miljoen jaar uitstoot.
Nu, 500 jaar later, gebruikte een team van sterrenkundigen onder leiding van John Bally (University of Colorado, VS) de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) om in het hart van de wolk te kijken. Daar vonden ze het weggeslingerde puin van de explosieve geboorte van de groep zware sterren. Het ziet eruit als de kosmische variant van vuurwerk waarbij reusachtige fonteinen wegschieten in alle richtingen.
Zulke explosies duren waarschijnlijk relatief kort. De resten, zoals die gezien met ALMA, blijven slechts enkele eeuwen zichtbaar. Alhoewel ze vluchtig zijn, komen explosies van protosterren waarschijnlijk veel voor. Daarnaast kunnen ze, doordat ze hun moederwolk vernietigen, het stervormingsproces in de gigantische moleculaire wolken helpen reguleren.
Dat het puin in OMC-1 weleens een opvliegend karakter kon hebben, werd voor het eerst onthuld met de Submillimeter Array in Hawaii in 2009. Bally en zijn team bekeken de wolk ook in het nabije infrarood met de Gemini South-telescope in Chili. Ze ontdekten toen de opmerkelijke structuur van de fonteinen die bijna een lichtjaar lang zijn.
De nieuwe ALMA-beelden tonen het explosieve karakter in hoge resolutie. Ze brengen belangrijke details aan het licht over de verdeling en de beweging van koolmonoxidegas (CO) in de fonteinen. Dit helpt astronomen bij het beter begrijpen van de onderliggende kracht van de uitbarsting en van de impact die zulke gebeurtenissen hebben op stervorming in de Melkweg.
→ Origineel persbericht
30 maart 2017
De eerste grote waarneemcampagne van de Event Horizon Telescope (EHT) gaat na jaren van intensieve voorbereiding nu echt van start. Van 5 tot 14 april zal de virtuele telescoop, die bestaat uit gekoppelde radiotelescopen verspreid over de hele wereld, zijn eerste serie waarnemingen doen van het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg, Sagittarius A*. De betrokken astronomen, onder wie de Nijmeegse hoogleraar Heino Falcke die dit experiment bijna 20 jaar geleden bedacht, willen de eerste foto ooit maken van de waarnemingshorizon van een zwart gat. De waarnemingshorizon van een zwart gat is de grens waarachter geen informatie meer kan ontsnappen, zelfs geen licht, en waar de tijd lijkt stil te staan. Het bestaan van zo’n grens wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein, maar hij is nog nooit waargenomen. Vlak boven de waarnemingshorizon kan nog net wat licht ontsnappen, en dat licht moeten de uiterst gevoelige radioantennes in het gekoppelde telescopennetwerk gaan opvangen. De EHT is een wereldomspannend netwerk van acht bestaande telescopen op zeven locaties, waardoor een virtuele telescoop ontstaat met de grootte van bijna de aarde. Nog nooit eerder hebben zoveel telescopen samengewerkt om een zwart gat in kaart te brengen. De techniek om tot de vereiste resolutie/scherpte te komen heet VLBI (Very Long Baseline Interferometry). De resultaten van de eerste waarneemrun worden waarschijnlijk pas volgend jaar bekend. De wetenschappers moeten onder meer wachten op de lente op het zuidelijk halfrond; pas in oktober of november kan de harde schijf met gegevens van de South Pole Telescope worden opgehaald. Falcke verwacht niet dat de campagne meteen al een perfecte foto oplevert: ‘Dit is het begin van een avontuurlijke reis naar het zwarte gat. Als alles goed gaat en ook de weersomstandigheden overal meezitten is er misschien een kans dat we nu al een eerste glimp opvangen van de waarnemingshorizon. Maar eerlijk gezegd denk ik dat meerdere waarneemruns en uiteindelijk nog meer telescopen nodig zijn om een mooie foto te maken.’
→ Volledig persbericht
27 maart 2017
Het United States Naval Observatory (USNO) heeft een nieuwe catalogus gepubliceerd die nauwkeurige informatie bevat over de posities en bewegingen van ruim 107 miljoen sterren in het Melkwegstelsel. De 5th USNO CCD Astrograph Catalog (UCAC5) is samengesteld op basis van meetgegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia en diens voorganger Hipparcos.
Omdat er nu positiemetingen beschikbaar zijn over een periode van een kwart eeuw, konden de zogeheten eigenbewegingen van sterren heel nauwkeurig worden bepaald. De eigenbeweging is de verplaatsing van een ster aan de hemel, als gevolg van de relatieve beweging van de ster en de zon door het Melkwegstelsel. De meeste sterren op relatief kleine afstanden doen er tienduizenden jaren over om zich aan de hemel te verplaatsen over een afstand van een halve graad (de schijnbare middellijn van de Volle Maan).
De resterende onnauwkeurigheid in de eigenbewegingen in de nieuwe catalogus bedraagt 1,5 milliboogseconden per jaar, overeenkomend met een verplaatsing van één centimeter per jaar, waargenomen vanaf 1200 kilometer afstand.
De UCAC5-catalogus bevat 5,5 gigabyte aan data en is binnenkort beschikbaar via het Astronomical Data Center in Straatsburg. Een begeleidend artikel over de totstandkoming van de catalogus verschijnt binnenkort in The Astronomical Journal. (GS)
→ New, Highly Accurate Positions and Motions Available For Millions of Stars
24 maart 2017
Astronomen hebben een bruine dwerg – een ster die te klein is om energie op te wekken door middel van kernfusie – opgespoord die zwaarder en ‘zuiverder’ van samenstelling is dan alle reeds bekende bruine dwergen. Het object, dat SDSS J0104+1535 heet, maakt deel uit van de zogeheten halo – het buitengebied – van onze Melkweg, waar de oudste sterren te vinden zijn. SDSS J0104+1535 staat op een afstand van 750 lichtjaar in het sterrenbeeld Vissen. De bruine dwerg bestaat voor meer dan 99,99 procent uit waterstof en helium en is daarmee ongeveer 250 keer zuiverder van samenstelling dan onze zon. Zijn ‘oersamenstelling’ wijst erop dat hij heel oud is – ongeveer tien miljard jaar. Verder blijkt uit metingen met de Europese Very Large Telescope dat hij ongeveer negentig keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. De ontdekking toont aan dat er ook al bruine dwergen ontstonden toen het heelal nog niet zo sterk was verrijkt met elementen zwaarder dan helium. Volgens de astronomen die SDSS J0104+1535 hebben onderzocht is dat verrassend. (EE)
→ Astronomers identify purest, most massive brown dwarf
23 maart 2017
De ster Delta Cephei – het prototype van de zogeheten cepheïden – blijkt niet alleen op zichtbare golflengten te pulseren, de ster doet dat ook op röntgengolflengten. Dat blijkt uit onderzoek waarvan de resultaten vanmiddag in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd. Cepheïden zijn een bekende klasse van sterren die regelmatige helderheidsveranderingen vertonen. Het bijzondere aan deze sterren is dat er een verband bestaat tussen hun pulsatieperiode en de hoeveelheid licht die zij produceren. Dankzij deze eigenschap kunnen astronomen aan het pulsatiegedrag van een cepheïde zien hoe ver deze van ons verwijderd is. De cepheïden zijn vernoemd naar de eerste ster waarbij dit type helderheidsveranderingen zijn waargenomen: de 890 lichtjaar verre ster Delta Cephei. Recente waarnemingen met de röntgensatellieten Chandra en XMM-Newton hebben nu laten zien dat Delta Cephei röntgenvariaties vertoont die dezelfde periode laten zien (5,4 dagen) als de normale lichtwisselingen van de ster. De röntgenstraling vertoont een scherpe piek rond het moment dat de pulserende ster zijn maximale omvang (45 keer de grootte van de zon) bereikt. Dat een ster als deze überhaupt röntgenstraling kan produceren, is vrij verrassend. Cepheïden zijn van zichzelf namelijk niet uitzonderlijk zwaar of heet. Analyses van de röntgengegevens wijzen erop dat er ergens in of rond Delta Cephei plasma (geïoniseerd gas) aanwezig moet zijn met een temperatuur van meer dan 10 miljoen graden. Mogelijk ontstaat de röntgenstraling doordat de pulsaties schokgolven in de atmosfeer van de ster veroorzaken, maar er zijn ook andere verklaringen mogelijk. Behalve op röntgengolflengten is Delta Cephei ook in het ultraviolet – straling die iets minder energierijk is dan röntgenstraling – onderzocht. Bij die waarnemingen, verricht met de Hubble-ruimtetelescoop, is plasma met temperaturen tot ‘maar’ 300.000 graden Celsius gedetecteerd. Ook op ultraviolette golflengten fluctueert de helderheid van Delta Dephei, maar opmerkelijk genoeg bereikt de uv-straling juist haar hoogtepunt rond de momenten dat de ster op zijn kleinst is. Waarom röntgenhelderheid en uv-helderheid zo uit de pas lopen, is nog een raadsel. (EE)
→ The Surprising Discovery of a New Class of Pulsating X-Ray Stars
17 maart 2017
Ongeveer 540 jaar geleden speelde zich een klein drama af in de Orionnevel, een bekende stervormingsgebied op 1300 lichtjaar van de aarde. Twee sterren die deel uitmaakten van een drievoudig stersysteem naderden elkaar zo dicht, dat het systeem destabiliseerde. De drie jonge sterren stoven verschillende kanten op. Twee ervan werden in 1967 ontdekt, maar nummer drie was tot voor kort spoorloos. Deze ‘wegloopster’ is onlangs opgespoord met de Hubble-ruimtetelescoop. Waarnemingen lieten zien dat de sterren 1 en 2 met hoge snelheid in tegengestelde richting bewegen. Hun oorsprong bleek in het centrum van de Orionnevel te liggen. Direct al bestond het vermoeden dat er nog een derde ster in het spel moest zijn, maar die werd niet onmiddellijk gevonden. Dat hij nu alsnog is opgespoord, berust op toeval. Hij is ontdekt bij een zoekactie naar vrij rondzwervende planeten in de Orionnevel – planeten die van hun moederster zijn gescheiden. Bij deze survey is een ster ontdekt die zich bijzonder snel blijkt te verplaatsen: met een snelheid van ruim 200.000 kilometer per uur. Berekeningen laten zien dat hij zich ruim 500 jaar geleden dicht in de buurt van de beide andere sterren moet hebben bevonden. Vermoed wordt dat de drie niet de enige wegloopsterren in de omgeving van de Orionnevel zijn. Uit computersimulaties blijkt dat in jonge sterrenhopen, zoals die in de Orionnevel, wel vaker zwaartekrachtsinteracties plaatsvinden waarbij sterren zich met hoge snelheid uit de voeten maken. Het opsporen van deze sterren is niet zo eenvoudig: de Orionnevel is rijk aan gas en stof, waardoor veel van de jonge sterren niet waarneembaar zijn op zichtbare golflengten. (EE)
→ Hubble Discovery of Runaway Star Yields Clues to Breakup of Multiple-Star System
15 maart 2017
Een zware protoster, diep ingenesteld in zijn stofrijke stellaire kraamkamer, heeft onlangs een opleving gehad, waarbij hij honderd keer zo helder werd. De uitbarsting, waarschijnlijk veroorzaakt doordat er een flinke portie stervormingsgas op het oppervlak van de ster neerstortte, bevestigt de theorie dat jonge sterren flinke groeispurten kunnen ondergaan die hun omgeving veranderen. De ontdekking is gedaan door astronomen die recente waarnemingen van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili vergeleken met waarnemingen die in 2008 – toen ALMA nog niet bestond – zijn gedaan met de Submillimeter Array (SMA) op Hawaï. De uitbarsting speelde zich af in een actief stervormingsgebied dat bekendstaat als NGC 6334, maar ook wel de Kattenpootnevel wordt genoemd. Deze nevel ligt vanaf de aarde gezien op een afstand van 5500 lichtjaar in het sterrenbeeld Schorpioen. Ergens in de nevel bevindt zich een dichte wolk van stof en gas, waarin enkele sterren-in-wording schuilgaan: samenballingen van gas die zo’n hoge dichtheid hebben bereikt dat ze onder invloed van hun eigen zwaartekracht samentrekken. Een groot deel van de tijd verloopt dat proces vrij rustig, maar soms krijgen de in ‘aanbouw’ zijnde sterren zoveel gas vanuit hun omgeving aangevoerd dat het tot een uitbarsting komt. Recente ALMA-waarnemingen, gedaan in 2015 en 2016, laten de gevolgen van zo’n groeispurt zien. Het betreffende deel van de Kattenpootnevel is op millimeter-golflengten vier keer zo helder geworden, wat betekent dat de lichtkracht van de protoster die daarin verscholen met een factor honderd is toegenomen. Bij de uitbarsting werd het stof in de omgeving van de protoster tot gloeien gebracht. Het is dit warme, gloeiende stof dat de astronomen met ALMA hebben waargenomen. (EE)
→ Protostar Blazes Bright, Reshaping Its Stellar Nursery
13 maart 2017
In de grote bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae, op 14.800 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Toekan, bevindt zich een dubbelstersysteem waarin een compacte witte dwergster eens in de 28 minuten een omloopbaan beschrijft op ca. één miljoen kilometer afstand van een zwart gat. Nooit eerder is een ster ontdekt die in zo'n korte tijd rond een zwart gat draait.
De dubbelster was al bekend als röntgenbron X9. Metingen met het Australische radio-observatorium ACTA doen vermoeden dat er sprake is van een zwart gat en een witte dwerg. Röntgenmetingen, verricht met NASA's Chandra X-ray Observatory en met de eveneens Amerikaanse röntgenstelescoop NuSTAR, laten een periodiciteit in de röntgenhelderheid zien van 28 minuten - de vermoedelijke omlooptijd van het systeem.
Het zwarte gat zuigt kennelijk materie op van de witte dwerg; vlak voordat dat gas in het zwarte gat verdwijnt, zendt het nog röntgenstraling uit. De Chandra-waarnemingen laten zien dat er veel zuurstofgas in het stelsel voorkomt, wat klopt met de aanname dat de begeleider van het zwarte gat een compacte witte dwergster is. In de verre toekomst zal de dwergster mogelijk volledig 'verdampen' onder invloed van de zwaartekracht van het zwarte gat.
Volgens de onderzoekers, die hun waarnemingen hebben gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, bestaat er ook nog een kleine kans dat de witte dwerg niet rond een zwart gat wentelt, maar rond een neutronenster. Om verschillende redenen lijkt dat echter minder waarschijnlijk.
Kleine, compacte dubbelstersystemen zoals X9 zenden continu zwaartekrachtgolven uit. Die hebben echter een veel te lage frequentie om waargenomen te kunnen worden met aardse zwaartekrachtgolfdetectoren zoals LIGO en Virgo. De toekomstige Laser Interferometer Space Antenna (LISA) moet de zwaartekrachtgolven van het stelsel echter kunnen detecteren. (GS)
→ Star Discovered in Closest Known Orbit Around Likely Black Hole
9 maart 2017
Het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg heeft al een hele tijd geen echte ‘maaltijd’ meer gehad. Uit onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat het minstens zes miljoen jaar geleden voor het laatst een grote hoeveelheid gas heeft opgeslokt. Aansluitend heeft het nog een flinke boer gelaten, in de vorm van twee gasbellen die nu uitstulpen boven en onder het galactisch centrum. De kolossale uitstulpingen van gas werden in 2010 voor het eerst opgemerkt door de Amerikaanse gammasatelliet Fermi. Maar het zijn recente waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop die inzicht hebben gegeven in het moment waarop de noordelijke gasbel is ontstaan. Met Hubble is gekeken naar de snelheid waarmee het relatief koele gas in de gasbel zich uit de voeten maakt. Daaruit kan worden afgeleid dat het gas zes tot negen miljoen jaar geleden door het zwarte gat is weggeblazen. Eerder onderzoek met de ruimtetelescoop kwam nog uit op twee miljoen jaar. Het gaat alles bij elkaar om een aanzienlijke hoeveelheid gas: genoeg voor twee miljoen sterren van het formaat zon. Vermoedelijk betreft het gas dat oorspronkelijk deel uitmaakte van de Melkweg, en door het ‘boerende’ zwarte gat is weggeblazen. De rand van de noordelijke bel is inmiddels 23.000 lichtjaar van het vlak van de Melkweg verwijderd. (EE)
→ Hubble Dates Black Hole’s Last Big Meal
8 maart 2017
Astronomen hebben een regelmatig terugkerend piekje ontdekt in het licht van de zware dubbelster Iota Orionis, de helderste ster in het ‘zwaard’ van het sterrenbeeld Orion. Dat blijkt uit waarnemingen met een netwerk, BRITE-Constellation geheten, van vijf zogeheten nanosatellieten – kubusvormige satellietjes met afmetingen van slechts twintig centimeter. Het licht van Iota Orionis is negentig procent van de tijd tamelijk constant, maar zakt dan snel in, om vervolgens kort te pieken. Dat resulteert in een lichtkromme die sterke overeenkomsten vertoont met een elektrocardiogram. Dit opmerkelijke helderheidsverloop is het gevolg van de interactie tussen twee sterren die in een langgerekte baan om elkaar heen wentelen. Het grootste deel van de tijd zijn de twee sterren ver van elkaar verwijderd, maar eens in de dertig dagen naderen ze elkaar dicht. Op die momenten oefenen ze zo’n sterke aantrekkingskracht op elkaar uit, dat ze elkaar vervormen. Er zijn meer dubbelsterren die dit gedrag vertonen, maar het is voor het eerst dat het bijzondere hartslagpatroon bij een dubbelster van deze omvang is gezien. Iota Orionis bestaat uit twee sterren die respectievelijk ongeveer 23 en 13 keer zoveel massa hebben als onze zon. (EE)
→ Iota Orionis: pulsating beacon of a constellation
20 februari 2017
Astronomen van de Universiteit van Cambridge onderzoeken de mogelijkheid om de 'familiestamboom' van sterren te achterhalen op basis van precisiemetingen aan samenstelling, leeftijd en bewegingen. Daarbij worden technieken gebruikt die ontleend zijn aan de evolutiebiologie.
Sterren met exact dezelfde scheikundige samenstelling en leeftijd zijn vermoedelijk tegelijkertijd ontstaan uit dezelfde interstellaire gas- en stofwolk. In de loop van het leven van een ster verandert de scheikundige samenstelling enigszins. Ook blaast vrijwel elke ster tijdens zijn leven (en tijdens zijn dood) materiaal de ruimte in, waaruit weer nieuwe sterren kunnen ontstaan. Uit onderzoek aan de samenstelling, de leeftijd en de bewegingen van sterren zou het mogelijk moeten zijn om informatie te achterhalen over hun 'genetische' relatie.
De astronomen hebben een eerste proef uitgevoerd met 22 sterren, waaronder de zon. De onderzochte sterren hebben leeftijden tussen 700 miljoen en 10 miljard jaar (de zon is 4,6 miljard jaar oud). De fylogenetische algoritmes die bij het onderzoek zijn gebruikt, zijn ontleend aan de evolutiebiologie. De voorlopige resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
De hoop en verwachting is dat zulke technieken, toegepast op misschien wel tienduizenden of honderdduizenden sterren, in de toekomst veel informatie zullen opleveren over de evolutionaire geschiedenis van het Melkwegstelsel. (GS)
→ Mapping the family tree of stars
14 februari 2017
Astronomen uit Leuven (België) en Amsterdam hebben ontdekt dat de zware sterren in het stervormingsgebied M17 (de Omeganevel) tegen de verwachting in geen deel uitmaken van een nauwe dubbelster. Ze leiden hun leven alleen of met een verre partner-ster. De onderzoekers baseren hun conclusie op gegevens van de X-shooter-spectrograaf op ESO’s Very Large Telescope in Noord-Chili. Het onderzoek wordt binnenkort gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics Letters.
De Omeganevel is een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Boogschutter, op een afstand van zo’n 5000 lichtjaar. De centrale open sterrenhoop in de nevel bevat enkele tientallen jonge, hete sterren. Hugues Sana (KU Leuven), Maria Ramirez-Tannus, Lex Kaper en Alex de Koter (Universiteit van Amsterdam) ontdekten dat deze zware sterren een verrassend kleine spreiding hebben in hun radiële snelheid (naar ons toe of van ons af). Als deze sterren dubbelsterren waren, zou hun radiële snelheid variëren met enkele tientallen kilometers per seconde omdat zij in hun banen om elkaar heen draaien. In M17 varieert die met slechts vijf kilometer per seconde.
De meeste sterren zijn niet alleen. Recent onderzoek toont aan dat 70% van de zware sterren (zo’n 10 tot 100 keer de massa van de zon), die hun leven eindigen als neutronenster of zwart gat, een of meer nabije begeleiders heeft. Een statistische analyse laat zien dat in M17 slechts ongeveer 10% van de zware sterren nauwe dubbelsterren zijn. Tegelijkertijd heeft M17 juist veel wijde dubbelsterren, vergeleken met oudere stervormingsgebieden die zowel nauwe als wijde dubbelsterren herbergen.
Dit is de eerste keer dat zo’n jong stervormingsgebied is onderzocht op de aanwezigheid van dubbelsterren. De reden is dat dergelijke gebieden aan het zicht worden onttrokken door het gas en stof waaruit de nieuwe sterren worden gevormd. Het is dan ook een uitdaging om van zulke sterren spectra van hoge kwaliteit te krijgen, waaruit de radiële snelheid kan worden bepaald.
Eerste auteur Sana: “Als M17 inderdaad geen nauwe dubbelsterren heeft, moeten dit soort systemen pas later in de evolutie ontstaan. Misschien vormen ze eerst wijde dubbelsterren, die pas later naar elkaar toe migreren.” Ramirez-Tannus is enthousiast over het resultaat. “We hebben er nu tien waargenomen en gaan er nog veel meer bestuderen om te begrijpen hoe wijde dubbelsterren veranderen in nauwe dubbelsterren.”
Het antwoord op de vraag of zware sterren meestal dubbelsterren zijn is belangrijk voor meer begrip van het stervormingsproces. Het is ook een indicatie voor de vorming van het aantal neutronendubbelsterren en dubbele zwarte gaten, die uiteindelijk een zwaartekrachtgolf kunnen produceren.
→ Origineel persbericht
13 februari 2017
Superzwaarlijvige sterren blijken óók te ontstaan in een proces met draaiende stofschijven, net als hun broertjes en zusjes met een ‘normaal’ gewicht. Dat blijkt uit nieuw onderzoek van 24 onderzoekers, onder wie Floris van der Tak (SRON), die willen weten waarom niet alle sterren hetzelfde worden.
Als een zon-achtige ster geboren wordt uit een wolk gas en stof, valt het stof en gas niet rechtstreeks op de aangroeiende baby-ster. Stof dat in de buurt komt, gaat eerst als een schijf om deze protoster heen draaien en voegt zich dan via de schijf bij de ster.
Maar behalve de heel veel voorkomende sterren zoals onze zon, zijn er ook sterren uit veel zwaardere categorieën, waarbij het O-type de zwaarste categorie is. Zulke sterren zijn tenminste meer dan tien keer zo zwaar als onze zon.
De onderzoekers vroegen zich af of ze ook ergens in het heelal de geboorte van deze zware types konden zien, en of er dan ook schijven omheen draaien. En wat dan de verschillen zijn in eigenschappen tussen de schijven van babyzonnen en die van hun zwaardere familieleden.
In 2015 is de geboorte van een dergelijk zwaar O-type ster met een schijf eromheen al eens gezien. De 24 onderzoekers, onder leiding van Riccardo Cesaroni hebben er nu nog vier beschreven, en met de ALMA telescoop in Chili in infrarood licht bekeken. Zo konden ze ook hier de draaiende schijven zien.
De zware schijven wogen zelf alleen al ongeveer de helft van hun protoster. Dat is veel: bij zonachtige sterren-in-spe weegt de schijf ongeveer 1 tot 10 procent van de protoster.
"Zulk gewicht maakt de zware schijven bovendien instabiel vanwege hun eigen zwaartekracht. Misschien verklaart dit wel waarom dit type sterren zoveel zwaarder kan worden dan zonachtige sterren", aldus Van der Tak.
De onderzoekers publiceren hun resultaat in het gerenommeerde vakblad Astronomy & Astrophysics.
→ Origineel persbericht
9 februari 2017
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, een witte dwergster opgespoord die een forse komeet opgeslokt lijkt te hebben. Qua samenstelling moet het object op de beroemde komeet Halley hebben geleken, maar het had 100.000 keer zoveel massa en bevatte ook veel meer water. De ontdekking wijst erop dat de witte dwerg is omgeven door een gordel van komeetachtige objecten die op de Kuipergordel van ons zonnestelsel lijkt. Blijkbaar heeft deze gordel van ijsachtige hemellichamen de laatste levensfasen van de ster – die eerst is opgezwollen tot een rode reuzenster en vervolgens samentrok tot een compacte dwergster – kunnen doorstaan. Van een kwart tot de helft van de bekende witte dwergen is bekend dat ze ‘vervuild’ zijn met rotsachtig puin dat afkomstig is planetoïde-achtige objecten. Maar dit is voor het eerst dat een witte dwerg is ontdekt wiens atmosfeer komeetachtig materiaal bevat. Hoe de ‘superkomeet’ in de greep van de witte dwergster is gekomen, is onbekend. Mogelijk cirkelen er rond de dwergster nog één of meer planeten die de omloopbanen van de ijzige ijzige hemellichamen in de gordel hebben verstoord. Die verstoring kan echter ook zijn veroorzaakt door de stellaire begeleider van de witte dwerg. De onderzochte ster, die de aanduiding WD 1425+540 draagt, bevindt zich op 170 lichtjaar van de aarde. (EE)
→ Hubble Witnesses Massive Comet-Like Object Pollute Atmosphere of a White Dwarf
8 februari 2017
Astronomen zijn opnieuw een zwart gat van middelbare massa op het spoor. Het ongeveer 2200 zonsmassa’s zware object zou zich schuilhouden in het centrum van de grote bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae (Nature, 9 februari). Zo’n beetje alle zwarte gaten die we kennen zijn ofwel enkele malen zwaarder dan onze zon of juist miljoenen keren zwaarder. De tussenmaat lijkt te ontbreken, al zijn de laatste jaren wel een aantal objecten opgespoord die in deze categorie zouden kunnen vallen. Over deze kandidaten bestaat echter nog veel onzekerheid. Doorgaans verraadt een zwart gat zijn bestaan doordat het zich heeft omringd met een schijf van hete materie die een krachtige bron van radiostraling is. Dat is echter alleen het geval wanneer het zich kan voeden met gas uit zijn omgeving. Bij 47 Tucanae gaat die vlieger niet op: het centrum ervan is vrij van gas. Dat zich toch een zwart gat in het centrum van deze bolvormige sterrenhoop bevindt, wordt op de eerste plaats afgeleid uit de bewegingen van de afzonderlijke sterren. In een bolvormige sterrenhoop hebben zware sterren doorgaans de neiging om naar het centrum te ‘zinken’. Bij 47 Tucanae lijkt dit proces echter te worden verstoord: veel zware sterren zijn in langgerekte omloopbanen terechtgekomen. Computersimulaties laten zien dat de baanverstoringen van deze sterren kunnen zijn veroorzaakt door een centraal zwart gat van middelbare massa. Iets soortgelijks geldt voor de verdeling van pulsars – de compacte restanten van zware sterren die pulsen radiostraling uitzenden – in 47 Tucanae. Ook deze objecten worden op grotere afstanden van het centrum van de sterrenhoop aangetroffen dan het geval zou zijn wanneer zich daar géén zwart gat zou bevinden. (EE)
→ A Middleweight Black Hole Is Hiding at the Center of a Giant Star Cluster
8 februari 2017
Een internationaal team van astronomen is meer te weten gekomen over het ontstaansproces van zonachtige sterren. Dat is te danken aan waarnemingen van de gasschijf rond een jonge ster-in-wording, die met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zijn gedaan. Een van de grote vraagstukken in de astrofysica is hoe het ‘ineenstorten’ van een gaswolk kan leiden tot de vorming van een ster zoals onze zon. De kern van het probleem is dat het gas in de wolk een draaiing vertoont, die in een naar buiten gerichte kracht resulteert. Op grote afstand van de uiteindelijke ster wordt deze centrifugale kracht ruimschoots overwonnen door de aantrekkingskracht van de ster. Maar naarmate het gas dichter naar de ster toe spiraalt, wordt de centrifugale kracht groter. Op zekere afstand van de ster zijn diens aantrekkingskracht en de centrifugale kracht met elkaar in evenwicht. Dat punt wordt de ‘centrifugale barrière’ genoemd. Gas kan alleen voorbij die grens komen als het impulsmoment – een maat voor de hoeveelheid draaibeweging – kwijtraakt. Uit waarnemingen van gasmoleculen rond de protoster L1527 blijkt nu dat het gebied vlak buiten de centrifugale barrière een complex karakter vertoont. Er treedt daar een soort ‘verkeersopstopping’ op die ertoe leidt dat gas uit de platte schijf van gas rond de ster wordt getild. En bij dat proces verliest het gas een aanzienlijk deel van zijn impulsmoment. Het waargenomen gedrag is in goede overeenstemming met de uitkomsten van berekeningen die de astronomen eerder hebben gedaan. Daarbij is uitgegaan van een eenvoudig ballistisch model, waarbij de gasdeeltjes als eenvoudige projectielen uit de schijf omhoog (of omlaag) worden geschoten. Meer is er kennelijk niet nodig om de centrifugale barrière te slechten. (EE)
→ Protostar displays a strange geometry
7 februari 2017
Witte dwergen en pulsars zijn bizarre maar heel verschillende hemellichamen die allebei overblijven aan het einde van het leven van een ster. Nu is er echter een witte dwerg ontdekt die zich tevens als pulsar gedraagt. Zoiets is nog nooit eerder waargenomen. De ontdekking is beschreven in Nature Astronomy.
Een witte dwerg is het compacte restant van een relatief lichte ster. Witte dwergen zijn qua grootte vergelijkbaar met de aarde, maar wegen ongeveer even veel als de zon. Pulsars (neutronensterren die rondzwiepende bundels van straling de ruimte in blazen) zijn nog extremer: ze zijn minstens 40 procent zwaarder dan de zon, maar hebben een middellijn van pakweg 25 kilometer.
Van de ster AR Scorpii, op 380 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen, was al bekend dat hij ongeveer eens per minuut sterk in helderheid varieert. AR Sco is een dubbelster. Hij bestaat uit een witte dwerg waar elke 3,6 uur een rode dwergster omheen draait, op een afstand van 1,4 miljoen kilometer (ca. 3 maal de afstand aarde-maan). De rode dwerg is qua afmetingen vergelijkbaar met de reuzenplaneet Jupiter en heeft een massa van ongeveer 0,3 zonsmassa's.
Uit nieuwe metingen blijkt nu dat de helderheidsvariaties van de dubbelster veroorzaakt worden doordat de snel roterende witte dwerg (één omwenteling per 2 minuten) twee tegenovergesteld gerichte pulsaar-achtige bundels van geladen deeltjes en straling de ruimte in blaast. Net als bij pulsars worden de bundels geproduceerd door een zeer sterk magnetisch veld.
Twee maal per rotatie wordt de rode dwerg getroffen door zo'n bundel. Elektronen in de dampkring van de rode dwerg raken dan opgezwiept tot bijna de lichtsnelheid. (GS)
→ Mysterious white dwarf pulsar discovered
2 februari 2017
Onderzoek van een uitzonderlijk snel bewegende gaswolk in onze Melkweg wijst erop dat daarin een snel bewegend zwart gat schuilgaat. Vermoedelijk bestaan er miljoenen van zulke objecten in ons sterrenstelsel, maar tot nu toe zijn er pas enkele tientallen opgespoord. Het opsporen van zwarte gaten is geen eenvoudige zaak. Ze zijn nu eenmaal niet rechtstreeks waarneembaar, waardoor je afhankelijk bent van indirecte aanwijzingen. In veel gevallen is dat de schijf van hete materie die menig zwart gat om zich heen heeft verzameld. Maar een zwart gat dat eenzaam door de ruimte zwerft, zendt geen enkele vorm van straling uit. Japanse astronomen denken nu echter toch zo’n solitair zwart gat te hebben opgespoord. Het zou zich bevinden aan de rand van een gaswolk die is achtergebleven na een supernova-explosie – de explosie van een ster op tienduizend lichtjaar van de aarde. Aan de rand van deze gaswolk, die de aanduiding W44 draagt, is een compacte subwolk aangetroffen die zich met een snelheid van meer dan honderd kilometer per seconde uit de voeten maakt. Daarbij beweegt hij tegen de draairichting van de Melkweg in. Waarnemingen van de subwolk, die de ‘Kogel’ is gedoopt, laten zien dat het daarin aanwezige gas met een snelheid van vijftig kilometer per seconde uitdijt. Opgeteld bij de snelheid waarmee de Kogel zich door de ruimte verplaatst, kom je dan bij een hoeveelheid bewegingsenergie die tientallen malen groter is dan de energie die de W44-supernova in het omringende gas heeft gepompt. De astronomen hebben twee mogelijke scenario’s bedacht die het bestaan van de Kogel kunnen verklaren. In beide gevallen is een cruciale rol weggelegd voor een zwart gat. De ene mogelijkheid is dat de uitdijende gaswolk van de supernova over een naburig zwart gat heen is gespoeld. Dat zwarte gat zou het gas dicht naar zich toe hebben getrokken, waardoor een tweede explosie optrad. Volgens het andere scenario zou een zwart gat met hoge snelheid door W44 heen zijn getrokken, waarbij hij een deel van het daarin aanwezige gas heeft meegesleept. (EE)
→ Tail of Stray Black Hole hiding in the Milky Way
31 januari 2017
Een team van Nederlandse en Engelse sterrenkundigen heeft ontdekt waarom de beroemde neutronenster de Rapid Burster zulke grillige uitbarstingen vertoont. Het blijkt dat het gas dat de neutronenster aantrekt van zijn buurster eerst tegengehouden wordt door het magneetveld van de neutronenster. Pas als zich te veel gas heeft verzameld, breekt de ban, stroomt het gas naar de neutronenster en is er een uitbarsting. Het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society publiceert de bevindingen in het maartnummer.
De astronomen onderzochten de oorsprong van zogeheten Type-II röntgenuitbarstingen in de Rapid Burster. De Rapid Burster is een in 1976 ontdekte neutronenster die gas opvangt van een ster die in een baan eromheen draait. Bijzonder aan de Rapid Burster is het feit dat hij Type-II-uitbarstingen heeft naast de meer gangbare Type I-uitbarstingen. De Type-II uitbarstingen zijn een stuk grilliger en heftiger omdat ze schoksgewijs plaatsvinden. Hoe zo'n Type-II-uitbarsting überhaupt kon ontstaan, was tot nu toe onbekend.
Het team van Nederlandse en Engelse sterrenkundigen onderzocht de mogelijke verklaring dat het magneetveld van de neutronenster het gas tegenhoudt waardoor het ophoopt. Er zou pas een uitbarsting komen als er zich zoveel gas heeft verzameld dat het magneetveld niet meer sterk genoeg is om het gas tegen te houden. Het gas vloeit dan in één schok richting de neutronenster. Het idee van de sterrenkundigen was dat als het magneetveld inderdaad het gas tegenhoudt dat er dan rond de neutronenster een gasschijf te zien moet zijn die op een afstandje om de ster heen draait.
Met waarnemingen door de röntgensatellieten NuSTAR, XMM-Newton en Swift konden de astronomen inderdaad afleiden dat er tussen de neutronenster en de gaswolk een kloof moet zijn van ongeveer negentig kilometer. Dat lijkt een eenvoudig overbrugbare afstand, maar een neutronenster is slechts tien kilometer groot en het magneetveld is enorm sterk. De onderzoekers vermoeden dan ook dat de Type-II-uitbarstingen inderdaad verklaard kunnen worden door het magneetveld.
Jakob van den Eijnden (Universiteit van Amsterdam) is pas een half jaar met mijn zijn PhD-onderzoek bezig, maar hij is toch al hoofdauteur van het artikel: "Dat ik nu al zulke mooie resultaten heb, komt onder andere doordat een van mijn voorgangers, Tullio Bagnoli, een verzoek had ingediend voor waarnemingen met maar liefst drie röntgensatellieten. Die verzoeken werden gehonoreerd en zo had ik een vliegende start."
In de toekomst willen de astronomen onderzoeken wat er met de gasschijf gebeurt tijdens een uitbarsting. Daarnaast willen ze de draaisnelheid van de neutronenster meten en meer te weten komen over de begeleidende ster die om de neutronenster heen draait.
→ Origineel persbericht
30 januari 2017
Veel sterren rond onze Melkwegschijf trekken in groepjes op. Dat blijkt uit Gronings onderzoek aan de gegevens van miljoenen sterren die in september vrijkwamen bij de Gaia-missie. De astronomen publiceren hun bevindingen vandaag in het vakblad Astronomy & Astrophysics.
De Melkweg is waarschijnlijk ontstaan door het samengaan van meerdere kleinere sterrenstelsels. Hoe dat precies is gebeurd, is nog onduidelijk. Om meer te weten te komen over de ontstaansgeschiedenis van de Melkweg bestudeerden Groningse onderzoekers de beweging van sterren van de zogeheten halo. Deze halosterren zijn sterren die zich rond de pannenkoekachtige schijf van de Melkweg bevinden. Het idee is dat de sterren meereisden met de kleine sterrenstelsels die ooit door onze Melkweg zijn opgeslokt.
Een team van Groningse onderzoekers onder leiding van Amina Helmi combineerde de gigantische hoeveelheid gegevens van de Gaia-missie met data uit de zogeheten RAVE-survey.
De onderzoekers ontdekten dat een groot deel van de halosterren in groepjes samen reist. Helmi: "Dat duidt erop dat de sterren inderdaad afkomstig zijn van oude, kleine sterrenstelsels die zijn ingevangen door de Melkweg." De onderzoekers vermoeden dat de sterren als een soort spreeuwenzwermen om de Melkwegschijf bewegen. Helmi: "We denken dat er tientallen van zulke zwermen zijn. We zien nu vooral groepjes van enkele sterren samen bewegen, maar dat komt doordat we nog niet alle gegevens hebben."
Verder zagen de onderzoekers wat opmerkelijks aan de sterren in de zogeheten buitenste halo. Meer dan 70% van die bestudeerde buitenste halosterren blijken tegen de richting van de Melkweg in te draaien. Dat is veel meer dan op basis van algemene modellen wordt voorspeld. Helmi: "Je kunt die sterren uit de buitenste halo vergelijken met forensen die spookrijdend naar de stad komen en in de stad blijven spookrijden. Ze bewegen tegengesteld aan de mensen die in de stad wonen."
De onderzoekers baseren hun bevindingen nu vooral nog op de halosterren die zich op hun reis toevallig dichtbij onze zon bevinden. In de toekomst levert Gaia gegevens op van halosterren die verder van ons vandaan bewegen. Helmi: "Met die gegevens kunnen we onze uitspraken over de vorming van de Melkweg verfijnen en de stamboom van de Melkweg reconstrueren."
→ Origineel persbericht
18 januari 2017
De Amerikaanse röntgensatelliet Chandra heeft opnamen gemaakt van twee (relatief) nabije pulsars die zich met hoge snelheid door de Melkweg verplaatsen. De vorm hun röntgenemissie wijst erop dat de vreemde verschillen die sommige pulsars vertonen geometrisch kan worden verklaard. Pulsars – snel roterende, sterk magnetische neutronensterren – zijn de restanten van zware sterren die door een supernova-explosie aan hun einde zijn gekomen. Pulsars produceren rond zwiepende bundels van straling die door astronomen als korte pulsen worden waargenomen. De afgelopen vijftig jaar zijn duizenden van deze ‘kosmische vuurtorens’ ontdekt. Veel daarvan produceren pulsen van zowel radiostraling als gammastraling. Maar sommige vertonen slechts een van beide. De Chandra-opnamen lijken dat afwijkende gedrag te kunnen verklaren. Chandra heeft de verdeling in kaart gebracht van de energierijke deeltjes die door de gammapulsar Geminga en de radiopulsar B0355+54 worden uitgestoten. Uit de waarnemingen blijkt dat beide pulsars zijn omgeven door een ring van deeltjes. Bij Geminga kijken we echter tegen de zijkant van die ring aan, terwijl we die van B0355+54 van ‘bovenaf’ zien. Bij beide pulsars staat de magnetische as vrijwel loodrecht op die ring. Dat betekent dat de magnetische polen, die de belangrijkste bron van radiostraling zijn, in het geval van Geminga niet waarneembaar zijn. Wat we wel zien, zijn de gammapulsen die aan de rand van de deeltjesring ontstaan. Bij B0355+54 worden die laatste aan het zicht onttrokken en is juist een van de ‘radiopolen’ goed te zien. (EE)
→ Chandra Images Show That Geometry Solves a Pulsar Puzzle
17 januari 2017
Duitse astronomen hebben ontdekt dat een ogenschijnlijk jeugdige ster in werkelijkheid ca. 12 miljard jaar oud is. Het gaat om de ster 49 Librae, een ster die op zeer donkere nachten nét met het blote oog zichtbaar is, in het sterrenbeeld Weegschaal. De ster staat op ca. 115 lichtjaar afstand van de aarde. Mede op basis van het gehalte aan zware elementen in de buitenlagen van de ster was altijd aangenomen dat 49 Librae ongeveer 2,3 miljard jaar oud was - half zou oud als onze eigen zon. Elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium waren in de jeugd van het heelal namelijk nog niet voorradig (ze ontstaan bij kernfusiereacties in sterren), dus het feit dat 49 Librae relatief veel zware elementen bevat, deed vermoeden dat het een tweede- of derde-generatiester is, ontstaan uit interstellair gas dat in de loop van de tijd verrijkt is met de kernfusieproducten van eerdere sterren.
Astronomen van de Ruhr-Universität Bochum hebben nu echter ontdekt dat de zware elementen in de buitenlagen van de ster afkomstig zijn van een begeleider. 49 Librae is een dubbelster; de begeleider is een vrijwel onzichtbare, compacte witte dwergster - het overblijfsel van een zonachtige ster die aan het eind van zijn leven is gekomen. Voordat die ster ineenschrompelde tot een witte dwerg is hij eerst opgezwollen tot een rode reus, en stroomde er materie (inclusief nieuw gevormde zware elementen) over op de andere ster.
De astronomen, die hun analyse publiceren in The Astrophysical Journal, denken dat 49 Librae ca. 12 miljard geleden moet zijn ontstaan en oorspronkelijk ongeveer even zwaar was als de zon. Dankzij de materieoverdracht van de (oorspronkelijk zwaardere) begeleider nam de massa van de ster echter met ca. 55 procent toe. In de toekomst zal ook 49 Librae zélf opzwellen tot rode reus en een deel van zijn materie overdragen op zijn begeleider. Wanneer de witte dwerg daardoor boven een bepaalde kritische massa komt, zal hij exploderen als supernova. (GS)
→ Presumed young star turns out to be a galactic senior citizen
16 januari 2017
Astronomen van de University of Notre Dame (Indiana) hebben de veranderlijke dubbelster FO Aquarii, op ca. 500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman, betrapt op onregelmatig gedrag. De nauwe dubbelster bestaat uit een compacte witte dwerg en een gewone ster. Gas van de gewone ster stroomt naar de witte dwerg, waarbij het extreem heet wordt en veel energierijke straling uitzendt. Uit helderheidsvariaties van de witte dwerg is afgeleid dat hij een rotatieperiode van 20 minuten heeft. De helderheid van de dubbelster is in 2014 drie maanden lang elke minuut opgemeten door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler.
Enige tijd na afloop van de Kepler-waarnemingen richtten de astronomen de nieuwe 80-centimeter Sarah L. Krizmanich Telescope van de universiteit op de ster. Tot hun verbazing ontdekten ze dat FO Aquarii in korte tijd zeven maal zo zwak is geworden. Inmiddels is de helderheid van de dubbelster wel weer aan het toenemen, maar dat proces voltrekt zich verrassend langzaam. Ook de helderheidsvariaties van de witte dwerg waren veel minder regelmatig; behalve de 20-minutenperiode leek er nu ook sprake te zijn van periodes van 11 en 21 minuten. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Een sluitende verklaring voor het onregelmatige gedrag van de ster is er nog niet. Vermoedelijk is de materieoverdracht van de begeleidende ster om de een of andere reden onderbroken geraakt. (GS)
→ Notre Dame astrophysicists discover dimming of binary star
11 januari 2017
Astronomen van de Harvard-universiteit hebben de voorgeschiedenis gereconstrueerd van een nabij klein sterrenstelsel dat om onze Melkweg draait: de Sagittariusdwerg. Daarbij is vastgesteld dat vijf van de verste sterren die tot nu toe in het Melkwegstelsel zijn ontdekt mogelijk ooit deel hebben uitgemaakt van dat dwergstelsel. De Sagittariusdwerg is een van de tientallen mini-sterrenstelsels die om de Melkweg zwermen. Het stelsel volgt een langgerekte baan die hem in de loop van de miljarden jaren regelmatig in de buurt van ons sterrenstelsel brengt. Bij elke passage is het dwergstelsel onderhevig aan de getijdenkrachten van de Melkweg, waardoor het steeds verder wordt uitgerekt. De astronomen hebben met behulp van computersimulaties de levensloop van de Sagittariusdwerg gereconstrueerd. Daarbij hebben ze zijn beginsnelheid en de hoek waaronder hij de Melkweg nadert gevarieerd, om te kunnen bepalen welke uitkomst het best in overeenstemming is met de huidige waarnemingen. De berekeningen laten zien dat het dwergstelsel de afgelopen acht miljard jaar ongeveer een derde van zijn sterren en maar liefst negentig procent van zijn donkere materie aan de Melkweg is kwijtgeraakt. Dit resulteerde in drie afzonderlijke sterstromen die zich over een afstand van een miljoen lichtjaar – tienmaal de middellijn van het Melkwegstelsel – uitstrekken. Vijf van de elf verre sterren in onze Melkweg hebben posities en snelheden die overeenstemmen met wat je zou verwachten van sterren die van de Sagittariusdwerg zijn ‘gestript’. De overige zes kunnen van een ander dwergstelsel afkomstig zijn. (EE)
→ Farthest Stars in Milky Way Might Be Ripped from Another Galaxy
7 januari 2017
De massa van ons Melkwegstelsel (tot op ca. 400.000 lichtjaar afstand van het centrum) bedraagt tussen de 400 en 580 miljard zonsmassa's. Die nieuwe massabepaling is afgeleid uit metingen aan de bewegingen van bolvormige sterrenhopen. Als je alle massa binnen één miljoen lichtjaar afstand van het centrum meeweegt, kom je uit op ongeveer 900 miljard zonsmassa's. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 229ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Grapevinde, Texas, en worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Het grootste deel van de massa van het Melkwegstelsel bevindt zich in een uitgestrekte, min of meer bolvormige halo van donkere materie. De totale massa van het Melkwegstelsel is niet precies bekend; verschillende methodes komen op nogal uiteenlopende waarden uit. Gwendolyn Eadie van McMaster University in Canada heeft het Melkwegstelsel nu opnieuw 'gewogen', door de bewegingen van bolvormige sterrenhopen te analyseren. Ons Melkwegstelsel bevat ruim 150 van deze bolvormige verzamelingen van honderdduizenden sterren elk, die in vrij willekeurige banen rond het centrum bewegen. Uit hun bewegingssnelheden en -richtingen is het massaprofiel van het Melkwegstelsel af te leiden.
De nieuwe analyse was alleen mogelijk dankzij een speciale statistische techniek ('hiërarchische Bayesiaanse analyse' geheten), omdat van veel bolvormige sterrenhopen geen nauwkeurige eigenbewegingen (verplaatsingen aan de hemel) bekend zijn. Eadie verwacht dat de massabepaling in de nabije toekomst veel nauwkeuriger kan worden uitgevoerd, bijvoorbeeld op basis van metingen aan sterren in de halo, door de Europese ruimtetelescoop Gaia. (GS)
→ Scientists close in on the true mass of the Milky Way by calculating what they know, what they partially know and what is still uncertain
6 januari 2017
Zo eens in de paar duizend jaar komt een ongelukkige ster te dicht in de buurt van het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg. Door de sterke zwaartekracht wordt zo’n ster aan flarden getrokken. Een deel van het gas waaruit de ster bestaat wordt opgeslokt, de rest wordt juist weggeslingerd. Maar daar blijft het niet bij: nieuw onderzoek, waarvan de resultaten tijdens de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society zijn gepresenteerd, wijst erop dat dit gas zich kan samenballen tot planeetachtige objecten. En die gasballen schieten alle kanten op. Volgens de onderzoekers kunnen uit de materie van één verscheurde ster honderden van deze bijzondere objecten ontstaan. De grote vraag is natuurlijk waar ze blijven. Computersimulaties laten zien dat sommige van de ‘planeten’, die enkele Jupitermassa’s zwaar kunnen worden, tot op enkele honderden lichtjaren van ons zonnestelsel kunnen komen. In dat geval zouden ze in het infrarood waarneembaar kunnen zijn met de toekomstige Large Synoptic Survey Telescope en James Webb Space Telescope. Het overgrote deel van de gasballen krijgt echter zoveel snelheid mee, dat ze de Melkweg uit worden geslingerd. Omdat andere sterrenstelsels ook een superzwaar zwart gat in hun kern hebben, zou hetzelfde proces ook daar moeten optreden. Hoewel de hypothetische objecten van planeetachtig formaat zijn, zouden ze heel andere eigenschappen hebben. Ze bestaan immers uit stermaterie en vormen zich bijzonder snel. Waar de vorming van een planeet als Jupiter miljoenen jaren duurt, zouden de samenballingen al binnen een jaar ‘af’ zijn. (EE)
→ Our Galaxy's Black Hole is Spewing Out Planet-size "Spitballs"
6 januari 2017
Amerikaanse astronomen voorspellen dat er rond 2022 tijdelijk een ‘nieuwe’ ster te zien zal zijn in het sterrenbeeld Zwaan. Dat zou dan het gevolg zijn van de botsing tussen twee om elkaar draaiende sterren die elkaar momenteel steeds dichter naderen. Naar verwachting zal het tweetal over een jaar of vijf samensmelten, wat gepaard zal gaan met een hevige explosie. De dubbelster in kwestie – KIC 9832227 – trok enkele jaren geleden de aandacht van astronomen doordat hij vrij snelle, regelmatige helderheidsveranderingen vertoont. Aanvankelijk werd gedacht dat het een enkelvoudige ster betrof die afwisselend opzwol en samentrok. Later onderzoek heeft echter laten zien dat het een dubbelster is waarvan de componenten in elf uur om elkaar wentelen. De twee sterren zijn elkaar inmiddels al zo dicht genaderd dat ze een gezamenlijke atmosfeer hebben ontwikkeld. De dubbelster laat zich dus vergelijken met twee pinda’s in een dop. Waarnemingen laten zien dat de omlooptijd van de dubbelster geleidelijk afneemt. Hun huidige gedrag vertoont sterke overeenkomsten met dat van een andere ster (V1309 Scorpii), kort voordat deze in 2008 volkomen onverwacht als een ‘rode nova’ explodeerde. De Amerikaanse astronomen twijfelen er bijna niet meer aan dat dit ook met KIC 9832227 zal gebeuren. Ze zullen het gedrag van de ster de komende jaren dan ook op de voet volgen, onder meer met de VLA-radiotelescoop, NASA’s Infrared Telescope Facility en de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. Als hun voorspelling uitkomt zal de helderheid van de ster met een factor tienduizend toenemen. Hij zou dan ongeveer even helder zijn als de bekende Poolster en moeiteloos waarneembaar zijn met het blote oog. (EE)
→ Astronomers Predict Change to the Night Sky
6 januari 2017
In 1977 lanceerde NASA twee ruimtesondes die, na de buitenste planeten van ons zonnestelsel te hebben verkend, nu zo’n beetje de interstellaire ruimte hebben bereikt. Om te onderzoeken wat de Voyagers 1 en 2 daar zullen tegenkomen hebben astronomen de Hubble-ruimtetelescoop in hun richting laten kijken. De resultaten van dat onderzoek zijn vandaag gepresenteerd tijdens de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society in Texas. De Hubble-waarnemingen laten zien dat de beide Voyagers de komende tienduizenden jaren door een aantal verschillende interstellaire wolken zullen trekken. Deze gaswolken vertonen kleine, maar niettemin waarneembare verschillen in chemische samenstelling. De meetgegevens wijzen er ook op dat de zon momenteel door een gebied in de interstellaire ruimte trekt waar de gasdichtheid wat hoger is dan gemiddeld. Dat kan van invloed zijn op de heliosfeer, de grote ‘bubbel’ om ons zonnestelsel die in stand wordt gehouden door de krachtige zonnewind. Wanneer de zon door dichter materiaal trekt, wordt de heliosfeer een beetje samengedrukt, om weer uit te dijen zodra de gasdichtheid afneemt. Voyager 1 is inmiddels 21 miljard kilometer van de aarde verwijderd. Over ongeveer 40.000 jaar zal de (dan allang niet meer operationele) ruimtesonde de ster Gliese 445 op een afstand van ongeveer 1,6 lichtjaar passeren. Zijn tweeling, Voyager 2, bevindt zich ongeveer 17 miljard kilometer van de aarde en zal over 40.000 jaar de ster Ross 248 tot op ongeveer 1,7 lichtjaar naderen. (EE)
→ Hubble Provides Interstellar Road Map for Voyagers' Galactic Trek
6 januari 2017
Astronomen hebben ontdekt dat de merkwaardige neutronenster J1119-6127 twee gezichten heeft. Hij lijkt een kruising te zijn tussen een ‘normale’ radiopulsar en een magnetar. Een radiopulsar is een neutronenster – het extreem compacte restant van een ontplofte ster – die ten gevolge van zijn snelle rotatie regelmatige pulsen radiostraling uitzendt. Magnetars daarentegen zijn oproerkraaiers: ze produceren hevige uitbarstingen van röntgen- en gammastraling en hebben magnetische velden die tot de sterkste in het heelal behoren. Tot ongeveer tien jaar geleden behandelden astronomen pulsars en magnetars als twee verschillende klassen van objecten. Maar de laatste tijd zijn er aanwijzingen gevonden dat het in feite om twee ontwikkelingsstadia van een en hetzelfde soort objecten gaat. Het gedrag van J1119 bevestigt dat. J1119 lijkt zich in een overgangsstadium te bevinden. Toen hij in 2000 werd ontdekt, gedroeg hij zich als een radiopulsar. Maar in 2016 produceerde het doorgaans rustige object opeens een aantal uitbarstingen van röntgen- en minder energierijke straling. Kort daarna deed hij zich weer voor als een radiopulsar. De vraag is nu wat er eerder was, de pulsar of de magnetar. Sommige astronomen denken dat objecten als J1119 als magnetars beginnen en mettertijd steeds minder uitbarstingen van röntgen- en gammastraling produceren. Anderen vermoeden dat het precies andersom is: het begint met een radiopulsar, die mettertijd een sterk magnetisch veld ontwikkelt en daardoor in een magnetar verandert. Om daar uitsluitsel over te krijgen, willen astronomen meer overgangsobjecten als J1119 vinden. Dit specifieke exemplaar is waarschijnlijk voortgekomen uit een supernova-explosie die 1600 jaar geleden heeft plaatsgevonden. De kunst is het nu om zowel jongere als oudere soortgenoten op te sporen. Mogelijk dat dan duidelijk wordt of J1119 een buitenbeentje is of dat dit normaal gedrag is voor deze klasse van objecten. (EE)
→ The Case of the ‘Missing Link’ Neutron Star
5 januari 2017
Astronomen hebben in kaart gebracht hoe de chemische elementen die cruciaal zijn voor het ontstaan van leven zoals wij dat kennen over de Melkweg zijn verdeeld. Het gaat daarbij om de elementen koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel, die 97 procent van de massa van het menselijk lichaam voor hun rekening nemen. Voor het onderzoek zijn de gegevens van meer dan 150.000 sterren geput uit de grote database van de Sloan Digital Sky Survey. Van elk van die sterren zijn, langs spectroscopische weg, de abundanties van enkele tientallen elementen bepaald. De resultaten laten zien dat het binnenste deel van het Melkweg rijker is aan zware elementen dan de buitendelen. Dat is goed verklaarbaar, omdat de sterren in het binnendeel ouder zijn en dus meer tijd hebben gehad om – door middel van kernfusie – lichte elementen om te zetten in zwaardere. Wat dit betekent voor de kans op leven in het binnendeel van de Melkweg is onzeker. (EE)
→ The Elements of Life Mapped Across the Milky Way by SDSS/APOGEE
4 januari 2017
Bij een survey, uitgevoerd met de Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico, zijn twee pulsars ontdekt die vaker ’uit’ dan aan ’aan’ staan. Daarmee spotten de beide rondtollende neutronensterren met het heersende idee dat pulsars de betrouwbaarste klokken in het heelal zijn. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren met sterke magnetische velden. Deze compacte objecten – overblijfselen van de kernen van zware sterren – zenden vanaf beide magnetische polen bundels van radiostraling uit. Door de rotatie van de neutronenster zwiepen deze bundels rond als de lichtbundel van een vuurtoren. Hierdoor kunnen radiotelescopen op aarde de pulsar met grote regelmaat zien knipperen. Er zijn inmiddels echter een aantal pulsars ontdekt die om de een of andere reden gedurende enige tijd uitvallen. Bij de meeste daarvan duurt de onderbreking niet erg lang, maar de twee recent ontdekte pulsars staan meestal uit. De meest extreme van het tweetal – pulsar J1929+1357 – knippert 99 procent van de tijd niet. Dat kan erop duiden dat er bij hemelsurveys veel pulsars over het hoofd worden gezien. Hoe korter zo’n pulsar in bedrijf is, des te kleiner is immers de kans dat hij wordt opgemerkt. De astronomen die de nieuwe onbetrouwbare pulsars hebben ontdekt, onder wie de Nederlander Ben Stappers, schatten zelfs dat het werkelijke aantal normaal knipperende pulsars wel eens in de minderheid zou kunnen zijn. Waarom veel – zo niet de meeste – pulsars zulk uitvalgedrag vertonen is onduidelijk. (EE)
→ The Mystery of Part-Time Pulsars
4 januari 2017
De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een spectaculair infrarood-panorama gepresenteerd van de meest nabije grote sterrenfabriek die we kennen: de moleculaire wolk Orion A op ongeveer 1350 lichtjaar van de aarde. Het panorama is opgebouwd uit opnamen die gemaakt zijn met de infraroodsurveytelescoop VISTA van de ESO-sterrenwacht op Paranal, in het noorden van Chili. Het toont tal van jonge sterren en andere objecten die normaal gesproken verscholen zitten in wolken van stof. Orion A is een van de twee reusachtige moleculaire wolken in het Orion Molecular Cloud Complex. De sterrenfabriek ligt ten zuiden van het bekende zwaard van Orion en strekt zich over ongeveer acht graden uit. Het bekendste onderdeel van dit complex is de Orionnevel. In het kader van de zogeheten VISION-survey is dit stukje hemel ongekend grondig in beeld gebracht op nabij-infrarode golflengten. Dat heeft een catalogus van bijna 800.000 afzonderlijke sterren, jonge stellaire objecten en verre sterrenstelsels opgeleverd. Nabij-infraroodlicht is onwaarneembaar voor het menselijk oog, maar biedt astronomen de mogelijkheid om objecten op te sporen die doorgaans verborgen blijven. Zeer jonge sterren die niet te zien zijn op zichtbare golflengten worden pas waarneembaar wanneer je ze op langere golflengten bekijkt – in het infrarood dus. In dat golflengtegebied is het stof dat deze sterren verhult min of meer transparant. (EE)
→ Verborgen geheimen van de wolken van Orion
22 december 2016
Astronomen hebben vastgesteld dat de dichtstbijzijnde buur van onze zon, Proxima Centauri, door de zwaartekracht gebonden is aan de dubbelster Alfa Centauri. Dat blijkt uit nauwkeurige metingen met het HARPS-instrument van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Proxima werd in 1915 ontdekt als een onooglijk sterretje dat op enige afstand van Alfa Centauri staat. Omdat zijn afstand tot de aarde vrijwel even groot was als die van de naburige dubbelster, ontstond al snel het vermoeden dat deze sterren bij elkaar horen. Helemaal zeker was dat echter niet. Om de gravitationele band tussen de drie sterren aan te kunnen tonen, moest nauwkeurig worden gemeten met welke snelheid Proxima ten opzichte van Alfa Centauri beweegt. En dat is nu gedaan. De HARPS-metingen geven aan dat de snelheid van Proxima ten opzichte van Alfa 309 +/- 55 meter per seconde bedraagt. Deze waarde ligt duidelijk onder de ontsnappingssnelheid van Alfa Centauri, die bij ongeveer 545 meter per seconde ligt. Dat betekent niet alleen dat Proxima in een wijde baan om Alfa Centauri cirkelt, maar ook dat de drie sterren hoogstwaarschijnlijk gelijktijdig zijn ontstaan. In dat geval zouden Proxima Centauri en haar planeet tussen de 5 en 7 miljard jaar oud moeten zijn – één à twee miljard jaar ouder dan ons zonnestelsel dus. (EE)
→ It’s confirmed, Proxima b has three suns
19 december 2016
De heldere rode reuzenster Betelgeuze in het wintersterrenbeeld Orion heeft in het verleden mogelijk een zonachtige begeleider opgeslokt. De Texaanse astronoom Craig Wheeler stelt dat scenario voor als verklaring voor de hoge rotatiesnelheid van de ster.
Betelgeuze is een zware ster die aan het eind van zijn leven enorm is opgezwollen. Normaalgesproken zou de rotatiesnelheid van een ster daarbij moeten afnemen, maar Betelgeuze wentelt om zijn as met een snelheid (aan het oppervlak) van ca. 15 kilometer per seconde. Daarvoor is nooit een goede verklaring gevonden.
Wheeler en zijn collega's hebben nu berekend dat de hoge rotatiesnelheid het gevolg kan zijn van het opslokken van een zonachtige begeleider. Dat zou ca. 100.000 jaar geleden gebeurd moeten zijn. Betelgeuze zou dus oorspronkelijk een dubbelster zijn geweest; de begeleider heeft het opzwellen van de hoofdster dan niet overleefd.
Bij het opslokken van de begeleider moet ook gas de ruimte in zijn geslingerd. Op infraroodfoto's, onder andere gemaakt door de Europese ruimtetelescoop Herschel, is inderdaad te zien dat Betelgeuze wordt omringd door enkele uitdijende gasschillen. De nieuwe theorie is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Famous Red Star Betelgeuse is Spinning Faster than Expected; May Have Swallowed a Companion 100,000 Years Ago
8 december 2016
Wat zal er met de aarde gebeuren wanneer, over enkele miljarden jaren, de zon honderd keer groter is dan nu? Onderzoek van de zonachtige ster L2 Puppis, die vijf miljard jaar geleden veel op de zon leek, kan die vraag helpen beantwoorden. Over vijf miljard zal de zon zijn opgezwollen tot een rode reuzenster die meer dan honderd keer zo groot is als de huidige zon. Tegelijkertijd zal zij steeds meer massa uitstoten in de vorm van een hevige ‘sterrenwind’. Het eindresultaat is een kleine witte dwergster. Voor de planeten Mercurius en Venus betekent dit scenario vrijwel zeker het einde: zij zullen door de opzwellende zon worden opgeslokt. Maar het lot van de aarde staat niet vast. Onze planeet wordt wel geblakerd, maar of ook zij door de zon zal worden verslonden is nog maar de vraag. Op zoek naar een antwoord op die vraag heeft een internationaal team van astronomen de oude ster L2 Puppis onder de loep genomen. Deze ster, die 208 lichtjaar van de aarde verwijderd is, is bekeken met de ALMA-(sub)millimetertelescoop in het noorden van Chili. De astronomen hebben vastgesteld dat L2 Puppis ongeveer tien miljard oud is. Vijf miljard jaar geleden moet het een bijna volmaakte tweeling van onze zon zijn geweest. Sindsdien is de ster ongeveer een derde van zijn massa kwijtgeraakt. Het lijkt aannemelijk dat hetzelfde met onze zon zal gebeuren. Hoopgevend is dat de onderzoekers op 300 miljoen kilometer van L2 Puppis – tweemaal de afstand zon-aarde – een object hebben ontdekt dat om de reuzenster cirkelt. En naar alle waarschijnlijkheid is dat een planeet. Helemaal kansloos lijkt onze aarde over vijf miljard jaar dus niet te zijn. (EE)
→ Will Earth still exist 5 billion years from now?
7 december 2016
Vorig jaar bleef hij door slechte weersomstandigheden aan de grond, maar nu gaat hij als het goed is wel de lucht in: de telescoop STO2, die onder een enorme NASA-ballon op veertig kilometer boven Antarctica twee weken lang waarnemingen moet gaan doen aan moleculaire wolken in het heelal, de geboorteplaats van sterren. De ‘lancering’ staat gepland voor donderdagavond 19 uur Nederlandse tijd. De sensoren in het hart van de telescoop zijn gebouwd door het Nederlandse ruimteonderzoeksinstituut SRON en de TU Delft. De ballon zal opstijgen tot aan de rand van de ruimte, om daar ver-infraroodstraling uit het heelal te meten. Op een hoogte van 40 kilometer boven Antarctica is de lucht kristalhelder. Er is nauwelijks waterdamp, die elders in de atmosfeer dit soort straling juist vaak blokkeert. De NASA-ballonnen die meetinstrumenten naar die hoogte brengen, maken gebruik van de circulaire poolwind (polar vortex), een stabiele luchtstroom waarop de ballon een of meer rondes van elk zo’n veertien dagen mee circuleert. Zo kunnen wetenschappers twee weken lang waarnemingen doen en zien ze daarna de ballon bijna op dezelfde plek weer terug.[Update: de ballon met de STO2-telescoop is met succes gelanceerd.]
→ Volledig persbericht
6 december 2016
Astronomen van de University of Notre Dame in Indiana hebben een populatie van tweede-generatiesterren geïdentificeerd: sterren die ontstaan zijn uit materiaal dat afkomstig is van de allereerste sterren die kort na de oerknal ontstonden. De tweede-generatiesterren zijn ook al extreem oud: naar schatting werden ze zo'n 13,5 miljard jaar geleden geboren, slechts 300 miljoen jaar na de oerknal. Volgens de astronomen bestaan er momenteel geen eerste-generatiesterren meer - die waren extreem zwaar en leefden maar kort.
De tweede-generatiesterren zijn zogeheten CEMP-no sterren. 'CEMP' staat voor carbon-enhanced metal-poor; 'no' staat voor stikstof (N) en zuurstof (O). Het gaat om sterren die relatief veel koolstof (en daarnaast ook kleine hoeveelheden stikstof en zuurstof) bevatten, maar waarin verder vrijwel geen elementen voorkomen die zwaarder zijn dan helium. De CEMP-no sterren bevinden zich in de halo van het Melkwegstelsel, die voornamelijk extreem oude sterren bevat.
Op basis van een gedetailleerde spectroscopische analyse van 300 van deze halo-sterren hopen de astronomen informatie af te kunnen leiden over de evolutie en de massaverdeling van de allereerste sterren die kort na de oerknal ontstonden - de CEMP-no sterren zijn immers ontstaan uit materiaal dat de ruimte in werd geblazen bij de supernova-explosies van deze eerste-generatiesterren. (GS)
→ Second-generation stars identified, giving clues about their predecessors
5 december 2016
Het Einstein@Home project heeft een tot dusver onbekende dubbele neutronenster ontdekt. Einstein@Home is een burgerwetenschapsproject (citizen science), waarbij de thuiscomputers van deelnemers helpen met het analyseren van radiowaarnemingen, o.a. van de 305-meter Arecibo-telescoop op Puerto Rico. Doel is (o.a) het vinden van dubbele neutronensterren, die gebruikt kunnen worden om voorspellingen van Einsteins relativiteitstheorie te testen.
Neutronensterren - de extreem compacte, snel rondtollende overblijfselen van supernova-explosies - zenden vaak bundels van straling en deeltjes uit langs de magnetische as. Wanneer een van die bundels tijdens de snelle rotatie van de ster over de aarde zwiept, kan de neutronenster gedetecteerd worden als snel knipperende radiopulsar. Uit metingen van de aankomsttijdstippen van de pulsen kan enorm veel informatie worden afgeleid over de precieze bewegingen van de pulsar - bijvoorbeeld of hij deel uitmaakt van een dubbelstersysteem.
De nieuwe ontdekking (PSR J1913+1102, in het sterrenbeeld Arend) is een pulsar met een rotatieperiode van 27,3 milliseconde. Uit de metingen blijkt dat hij eens in de 4,95 uur een vrijwel cirkelvormige baan beschrijft rond een andere zware, compacte ster - een tweede neutronenster die niet als pulsar wordt waargenomen. PSR J1913+1102 is pas de vijftiende dubbele neutronenster die bekend is.
De nieuwe ontdekking is beschreven in een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Einstein@Home Finds a Double Neutron Star (origineel nieuwsbericht)
30 november 2016
Bij waarnemingen van de uitzonderlijk compacte en sterk magnetische neutronenster RX J1856.5-3754 zijn aanwijzingen gevonden voor een vreemd kwantumeffect dat tachtig jaar geleden voor het eerst werd voorspeld. De polarisatie van het waargenomen licht wijst erop dat in de lege ruimte rond de neutronenster zogeheten vacuüm-dubbelbreking optreedt. Neutronensterren zijn de zeer compacte overblijfselen van de kernen van zware sterren – met minstens tien keer zoveel massa als onze zon – die aan het einde van hun bestaan als supernova’s zijn ontploft. De magnetische velden van deze objecten zijn miljarden keren sterker dan die van onze zon. De velden zijn zo extreem sterk dat ze van invloed zijn op de eigenschappen van de lege ruimte rond de ster. Normaal gesproken is zo’n vacuüm helemaal leeg, en kan licht erdoorheen gaan zonder veranderingen te ondergaan. Maar volgens de kwantumelektrodynamica – de theorie die de interacties tussen fotonen van licht en geladen deeltjes zoals elektronen beschrijft – wemelt de lege ruimte van de virtuele deeltjes die nu eens verschijnen en dan weer verdwijnen. Berekeningen op basis van de kwantumelektrodynamica voorspellen dat zeer sterke magnetisch velden de lege ruimte zodanig veranderen dat de polarisatie van passerend licht wordt beïnvloedt. Dit effect, dat vacuüm-dubbelbreking of vacuümpolarisatie wordt genoemd, kon tot nu toe echter niet experimenteel worden aangetoond. Waarnemingen met de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili hebben nu echter laten zien dat het licht van RX J1856.5-3754 een sterke (lineaire) polarisatie vertoont. Volgens de astronomen die de waarnemingen hebben gedaan laat deze polarisatie zich niet gemakkelijk verklaren zonder vacuüm-dubbelbreking. Er bestaan weliswaar nog andere processen die sterlicht kunnen polariseren, zoals de verstrooiing van licht aan stofdeeltjes, maar het lijkt onwaarschijnlijk dat het waargenomen polarisatiesignaal daardoor is veroorzaakt. (EE)
→ Volledig persbericht
21 november 2016
Een röntgenbron in de buurt van Cygnus X-3 is de geboorteplaats van een nieuwe ster, zo blijkt uit waarnemingen gedaan met de Submillimeter Array op Mauna Kea in Hawaï.
Cygnus X-3 is een bekende röntgenbron in het sterrenbeeld Zwaan, die uitvoerig is bestudeerd met het Chandra-röntgenobservatorium. Het is een compact object - neutronenster of zwart gat, overblijfsel van de dood van een zware ster - dat gas onttrekt aan een zware, begeleidende ster. In de accretieschijf rond het compacte object wordt veel röntgenstraling opgewekt.
In 2003 ontdekte men met Chandra een veel zwakkere bron, dicht bij de Cygnus X-3. De bron was niet puntvorming maar wolkvormig. Ongeveer tien jaar later meldde men dat het een compacte gas- en stofwolk is, die de straling van de heldere bron weerkaatst. De wolk varieert in hetzelfde tempo in helderheid als de heldere bron, een duidelijk bewijs dat het een weerkaatsing betreft.
De wolk is klein, minder dan 0,7 lichtjaar in diameter, en kreeg de bijnaam ‘Little Friend’, vanwege zijn nabijheid tot Cygnus X-3. Vermoed werd dat deze kleine wolk een zogeheten Bok-globule is: een compacte, moleculaire wolk waar een nieuwe ster wordt geboren. Het bewijs daarvoor is nu geleverd door waarnemingen op submillimetergolflengten. Daarmee kon koolmonoxide worden aangetoond in de wolk. Bovendien werden twee jets ontdekt die uit de wolk spuiten. Dit soort jets zijn een kenmerk voor pasgeboren sterren. De ontdekking is onlangs on-line gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (EM)
→ Cyg X-3's Little Friend: a stellar circle of life
21 november 2016
Met de Japanse 8,2 meter Subaru-telescoop in combinatie met een gevoelige camera met groot beeldveld is een tot nog toe onbekende begeleider van onze Melkweg ontdekt. Deze is de minst heldere die we nu kennen.
Ons Melkwegstelsel heeft ongeveer 50 satellietstelsels, waarvan de Magelhaense Wolken de grootste en de helderste zijn. Zo’n 40 hiervan zijn zeer lichtzwak en behoorlijk uitgebreid (diffuus) en daardoor zeer lastig te herkennen. Maar waarnemingen aan deze stelsels kunnen ons veel leren over de ontstaansgeschiedenis van onze eigen Melkweg. Volgens de huidige theorieën voor het ontstaan van onze Melkweg, waarbij donkere materie een grote rol speelt, zou onze Melkweg omringd moeten zijn door honderden kleine satellietstelsels. Daarvan kennen we er dus maar ca. 50, wat de reden is dat er naar de anderen wordt gezocht. Blijken deze er echt niet te zijn, dan moeten de ideeën over de rol van donkere materie wellicht worden herzien.
Het nieuwe stelsel, Virgo 1 genoemd, staat in het sterrenbeeld Maagd. (EM)
→ Record-breaking faint satellite galaxy of the Milky Way discovered
21 november 2016
Een internationaal team van astronomen heeft een nieuwe populatie van sterren ontdekt in het hart van onze Melkweg. De sterren vertonen dezelfde chemische signatuur als de sterren in zogeheten bolvormige sterrenhopen. De ontdekking versterkt het vermoeden dat dergelijke sterrenhopen hebben bijgedragen aan de vorming van het uitpuilende centrum van ons sterrenstelsel. De ontdekking is gedaan bij infraroodonderzoek van sterren die in het centrale deel van de Melkweg te vinden zijn. Over dat deel van ons sterrenstelsel bestaat nog veel onduidelijkheid, omdat het aan het zicht wordt onttrokken door grote hoeveelheden stof. Op infrarode golflengten zijn die stofwolken min of meer doorzichtig. Hierdoor konden de astronomen de chemische samenstellingen van duizenden sterren in dit deel van de Melkweg bepalen. Uit de metingen blijkt dat de chemische samenstelling van een flink aantal sterren afwijkt van die van het overgrote deel van de sterren in het hart van de Melkweg. Zo vertonen ze een duidelijk overschot aan stikstof. In dat opzicht lijken ze op de sterren van bolvormige sterrenhopen – samenballingen van honderdduizenden sterren die tot de oudste van de Melkweg behoren. Vermoed wordt dat de ontdekte sterren oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van bolvormige sterrenhopen die al vroeg in de ontstaansfase van onze Melkweg zijn ‘opgeslokt’. De astronomen schatten dat ons sterrenstelsel oorspronkelijk tien keer zoveel bolvormige sterrenhopen had als nu. Het is overigens niet voor het eerst dat een populatie van oude sterren in het Melkwegcentrum is aangetroffen. Nog maar een maand geleden maakte een ander team van astronomen de ontdekking bekend dat ze zogeheten RR Lyrae-sterren in dit deel van de Melkweg hadden opgespoord. Ook die zouden oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van bolvormige sterrenhopen. (EE)
→ New family of stars discovered in Milky Way shed new light on Galaxy’s formation
16 november 2016
Een internationaal team van astronomen is erin geslaagd om de afplatting van een traag roterende ster te meten. De 5000 lichtjaar verre ster blijkt van pool tot pool maar drie kilometer korter te zijn dan in de breedte. Dat is een verbluffend klein verschil voor een object van 1,5 miljoen kilometer (Science Advances, 16 november). Sterren zijn doorgaans niet volmaakt rond. Naarmate ze sneller om hun as draaien, zijn ze sterker afgeplat. Bij onze zon – rotatietijd ruwweg vier weken – bedraagt de afplatting een kilometer of tien. Aangezien sterren heel ver weg staan, en vanaf de aarde gezien dus heel klein lijken, is het geen eenvoudige opgave om hun vorm te meten. Bij de meting van de vorm van de pulserende ster KIC 11145123 is dan ook gebruik gemaakt van een indirecte techniek: de asteroseismologie. Daarbij wordt gekeken naar inwendige trillingen die sterren vertonen. Deze trillingen veroorzaken kleine fluctuaties in het licht van de ster. De astronomen hebben KIC 11145123 voor hun onderzoek uitgekozen, omdat zijn trillingen een heel gelijkmatig patroon vertonen – een zuivere sinusvorm. De trillingen van deze ster zijn ruim vier jaar geregistreerd door de Amerikaanse Kepler-satelliet. Uit een analyse van de metingen blijkt dat de ster ronder is dan je op grond van zijn rotatiesnelheid zou verwachten. Vermoed wordt dat dit komt door de aanwezigheid van een zwak magnetisch veld rond de ster dat het ‘uitpuilen’ aan de evenaar tegengaat. (EE)
→ Distant star is roundest object ever observed in nature
14 november 2016
Recente infrarood waarnemingen gedaan met de Gemini Sterrenwacht, NASA’s waarneemvliegtuig SOFIA, de Calar ALTO Sterrenwacht en ESO leveren bewijs dat de vorming van zware sterren op eenzelfde manier gebeurt als die van lichte sterren, maar dan wel veel gewelddadiger.
Van lichte sterren is bekend dat deze aangroeien vanuit een accrettieschijf rond de jonge ster. In deze schijf kunnen krachtige uitbarstingen optreden als verdichtingen (klonten) vanuit de schijf op de ster vallen. Tot op heden was dit nog niet gezien bij jonge, zware sterren en er werd daarom ook wel getwijfeld of zware sterren wel blijven aangroeien vanuit een schijf. Het werd waarschijnlijker geacht dat de sterke stralingsdruk van de jonge, zware ster de schijf zal vernietigen. Dit maakt het ontstaan van zware sterren echter raadselachtig: hoe groeien ze uit tot nog zwaardere sterren?
Zware sterren zijn zeldzaam en daarom lastig te bestuderen. Jonge sterren zijn bovendien verstopt in de wolken waaruit zij ontstaan en alleen zichtbaar op infrarood golflengten. Bij de jonge ster S255IR NIRS 3, die twintig keer zwaarder is dan de zon en op een afstand staat van ruim 6000 lichtjaar, is nu onlangs een uitbarsting waargenomen. Deze kan worden verklaard met een grote klomp materiaal, mogelijk twee keer zwaarder dan Jupiter, die tot supersonische snelheden werd versneld door de accrettieschijf en vervolgens door de ster werd opgeslokt. Het resultaat is een uitbarsting die 16 maanden geleden begon, inmiddels over zijn hoogtepunt heen is, maar nog steeds voortduurt. Daarbij is net zoveel energie vrijgekomen als de zon in 100.000 jaar uitstraalt! Ofschoon op een veel grotere schaal dan bij lichte sterren, is dit een bewijs dat de vorming van lichte en zware sterren waarschijnlijk op dezelfde manier gebeurt. (EM)
→ Gemini: Are All Stars Created Equal?
9 november 2016
Waarnemingen van ’ultrakoele’ dwergsterren, waaronder een aantal zogeheten bruine dwergen, wijzen erop dat veel van deze objecten net zo’n magnetische cyclus vertonen als onze zon. Dat is verrassend, omdat werd aangenomen dat de allerkleinste sterren geen grootschalig magnetisch veld in stand kunnen houden. Onze zon vertoont een elfjarige activiteitscyclus, in de loop waarvan de aantallen zonnevlekken, zonnevlammen en andere uitbarstingen toe- en afnemen. Deze cyclus wordt in verband gebracht met veranderingen in het globale magnetische veld van de zon. Een van die veranderingen is dat de polariteit van dat magnetische veld aan het einde van elke cyclus omslaat. De oorzaak van deze verschijnselen zou liggen bij de inwendige structuur van sterren zoals onze zon. De energie die in het kern van deze sterren wordt opgewekt wordt grotendeels in de vorm van straling richting oppervlak getransporteerd. Alleen het laatste deel van het energietransport – bij de zon ligt de grens op ongeveer driekwart van de afstand tot het oppervlak – komt voor rekening van convectie. Bij lichtere, koelere sterren zou het energietransport volledig door middel van convectie plaatsvinden. Berekeningen laten zien dat in dat geval, anders dan bij zonachtige sterren, geen grootschalig magnetisch veld kan ontstaan. En dus zouden deze dwergsterren ook geen activiteitscyclus mogen vertonen. Uit waarnemingen met de Arecibo-radiotelescoop blijkt echter dat zo’n beetje de helft van de ultrakoele sterren een magnetische cyclus vertoont. En de duur van die cyclus is vergelijkbaar met die van onze zon. Als dit inderdaad zo is, moet nog maar eens goed worden gekeken naar de modellen die het ontstaan van magnetische velden in sterren proberen te verklaren. (EE)
→ Could Ultracool Dwarfs Have Sun-Like Activity?
2 november 2016
De enorme zuilen van stof en gas in de Carinanevel hebben enorm te lijden onder de intense straling van de jonge, hete sterren in dit stervormingsgebied. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen met het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope. De stofzuilen in de Carinanevel zijn bekeken in het kader van een breder onderzoek van vergelijkbare structuren, waaronder de beroemde ‘Zuilen der schepping’ in de Adelaarnevel. Alles bij elkaar zijn tien van deze formaties waargenomen, en daarbij werd een duidelijk verband opgemerkt tussen de straling die door nabije zware sterren wordt uitgezonden en de structuren van de zuilen zelf. Een van de wrange gevolgen van de vorming van een zware ster is dat deze de gaswolk waaruit hij is geboren onmiddellijk begint te verwoesten. Het idee dat zware sterren van grote invloed zijn op hun omgeving is niet nieuw: van zulke sterren is bekend dat zij enorme hoeveelheden krachtige, ioniserende straling uitzenden – straling die genoeg energie heeft om atomen van hun elektronen te ontdoen. Het is echter heel moeilijk om observationeel bewijs te verkrijgen over de wisselwerking tussen deze sterren en hun omgeving. Het team heeft de uitwerking geanalyseerd die deze energierijke straling op de zuilen heeft: een proces, waarbij gas wordt geïoniseerd en zich vervolgens verspreidt, dat foto-evaporatie wordt genoemd. Door de gevolgen van de foto-evaporatie waar te nemen – waaronder het massaverlies van de zuilen – konden de veroorzakers worden aangewezen. Overigens laat onze kennis over de ingewikkelde terugkoppelingsmechanismen tussen de sterren en de zuilen nog veel te wensen over. De zuilen mogen er dan massief uitzien, de wolken van stof en gas waaruit zij bestaan zijn in werkelijkheid erg ijl. Het is denkbaar dat de straling en de sterrenwinden van zware sterren ook betrokken zijn bij het ontstaan van verdichtingen in de zuilen, waaruit weer nieuwe sterren kunnen ontstaan. (EE)
→ Zuilen van verwoesting
2 november 2016
Astronomen hebben enorme hoeveelheden van het radioactieve element beryllium-7 gedetecteerd in een dubbelster waarin in 2015 een nova-explosie heeft plaatsgevonden. Omdat beryllium-7 binnen enkele maanden tot lithium vervalt, bevestigt deze detectie dat nova’s een belangrijke lithiumbron zijn. Na de oerknal bestond alle materie in het heelal uit waterstof, helium en zeer kleine hoeveelheden lithium en beryllium. Alle andere elementen – óók driekwart van de huidige hoeveelheid lithium in het heelal – zijn gevormd bij fusiereacties in het inwendige van sterren en bij explosieve stellaire verschijnselen zoals nova’s en supernova’s. Al sinds de jaren ’70 bestond het vermoeden dat nova’s belangrijke producenten van lithium zijn. Dat vermoeden werd in 2015 voor het eerst bevestigd, toen astronomen dit element aantroffen in het materiaal dat werd weggeblazen door Nova Centauri 2013. Nu is datzelfde – maar dan indirect – ook gelukt bij Nova Sagittarii 2015 N.2 (tevens bekend als V5668 Sgr). De hoeveelheid beryllium-7 in deze laatste nova heeft de astronomen verbaasd. De hoeveelheid lithium die daar uiteindelijk uit ontstaat is tien keer zo groot als die in onze zon. Bij dat productieniveau zouden twee nova-explosies per jaar al toereikend zijn om de bestaande hoeveelheid lithium in ons Melkwegstelsel te kunnen verklaren. Nova’s zijn explosieve uitbarstingen die optreden in dubbelstersystemen bestaande uit een compacte witte dwerg en een normale ster. Als de afstand tussen beide objecten maar klein genoeg is, kan er materie overstromen van de normale ster naar de witte dwerg. Hierdoor vormt zich op het oppervlak van die laatste een laag waterstof die, zodra een zekere dichtheid wordt bereikt, explodeert. Omdat een witte dwerg zo’n explosie goed kan doorstaan, kan dit proces kan zich vele malen herhalen. (EE)
→ Study confirms that novae, a type of explosive phenomenon in stars, are main source of lithium in the universe
27 oktober 2016
Bij waarnemingen met de NASA-satellieten Kepler en Swift is een flink aantal snel roterende sterren opgespoord die röntgenuitbarstingen vertonen die meer dan honderd keer zo krachtig zijn als die van de zon. Vermoed wordt dat de sterren, die zo hard ronddraaien dat ze zijn platgedrukt tot pompoenachtige vormen, het resultaat zijn van de samensmelting van twee zonachtige sterren (Astrophysical Journal, 1 november). De achttien sterren hebben rotatieperioden van slechts enkele dagen. Ter vergelijking: onze zon doet bijna een maand over een omwenteling. Die snelle rotatie versterkt de activiteit die we van de zon kennen, zoals het optreden van zonnevlekken en zonnevlammen. Het meest extreme voorbeeld is de oranje reuzenster KSw 71, die meer dan tien keer zo groot is als de zon en in slechts vijfenhalve dag om zijn as draait. Deze produceert 4000 keer zoveel röntgenstraling als onze zon tijdens haar meest actieve perioden. Het bestaan van deze bijzondere sterren is al veertig jaar geleden voorspeld. Het is een logisch uitvloeisel van de evolutie van zonachtige sterren, die tegen het einde van hun bestaan opzwellen. Als twee van zulke sterren op geringe afstand om elkaar draaien, smelten ze vanzelf samen tot één snel ronddraaiend object: een ‘pompoenster’. (EE)
→ NASA Missions Harvest a Passel of ‘Pumpkin’ Stars
26 oktober 2016
Astronomen hebben voor het eerst een instabiele schijf rond een ster-in-wording zien uiteenvallen in een drievoudig stersysteem. De ontdekking is gedaan door een team onder leiding van John Tobin (Sterrewacht Leiden en University of Oklahoma) dat onder meer gebruik heeft gemaakt van de ALMA-telescoop in het noorden van Chili (Nature, 27 oktober). Meer dan de helft van de sterren wordt niet alleen geboren, maar heeft ten minste één begeleider. Er zijn twee theorieën over het achterliggende proces. De eerste theorie stelt dat door turbulentie in de grote moleculaire wolk waaruit een ster wordt geboren, materiaal samenklontert, wat tot de geboorte van meerdere sterren kan leiden. Volgens de tweede theorie veroorzaakt instabiliteit in de proto-stellaire schijf, het gas en stof rond de ster dat is overgebleven van de oorspronkelijke wolk, het uiteenvallen van materiaal in meerdere proto-sterren. Voor de eerste theorie bestond als observationeel bewijs, en voor de tweede theorie nu dus ook. Dat blijkt uit waarnemingen van de piepjonge drievoudige protoster L1448 IRSB. Dit stersysteem, dat op een afstand 750 lichtjaar in het sterrenbeeld Perseus staat, is minder dan 150.000 jaar geleden gevormd. De centrale jonge ster staat op 61 keer de afstand aarde-zon van de ene protoster en drie keer zo ver van de andere. Het drietal wordt omgeven door een schijf van materiaal die een spiraalvormige structuur vertoont. Dit kenmerk is een bewijs voor instabiliteit in de schijf. De ster die het verst weg staat is waarschijnlijk pas 10.000 tot 20.000 jaar oud.
→ Volledig persbericht
26 oktober 2016
Met een speciale radiotelescoop in de West-Australische outback is een afbeelding gemaakt van de Melkweg zoals we deze zouden zien als onze ogen gevoelig waren voor radiostraling. De foto, waarop ook 300.000 andere sterrenstelsels te zien zijn, is het visitekaartje van de GLEAM-survey (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 26 oktober). Bij de GLEAM-survey is de radiostraling uit het heelal in twaalf verschillende frequentiebanden in kaart gebracht. Voor de vandaag gepresenteerde ‘radiofoto’ is deze informatie vertaald naar gewone kleuren. Het eigenlijke doel van de survey – een van de grootste in zijn soort – is om meer inzicht te krijgen in wat er gebeurt wanneer clusters van sterrenstelsels met elkaar in botsing komen. Ook zijn de overblijfselen te zien van explosies van de oudste sterren in de ons Melkwegstelsel. De voltooiing van de GLEAM-survey vormt de opmaat naar een veel grotere survey die met de (nog te bouwen) Square Kilometre Array zal worden uitgevoerd. Dit grote netwerk van radiotelescopen komt verspreid over Australië en Zuid-Afrika te staan. De eerste waarnemingen zullen op z’n vroegst in 2020 plaatsvinden. (EE)
→ Australian desert telescope views sky in radio technicolour
21 oktober 2016
Astronomen hebben de omloopbanen geanalyseerd van negentien zogeheten hartslag-sterren – dubbelsterren die hun naam danken aan het feit dat de grafiek van hun helderheidsvariaties op een elektrocardiogram lijkt. Deze objecten zijn heel interessant, omdat de compacte sterparen in langgerekte elliptische banen om elkaar heen wentelen. Dat maakt hen tot natuurlijke laboratoria voor het onderzoek van de zwaartekrachtsinvloed die sterren op elkaar uitoefenen. Bij een hartslag-dubbelster varieert de afstand tussen de twee om elkaar draaiende sterren sterk: van ruwweg enkele malen de straal van een ster tot het tienvoudige daarvan. Tijdens hun dichtste onderlinge nadering oefenen de sterren zoveel aantrekkingskracht op elkaar uit, dat ze een beetje eivormig worden. Dat is een van de redenen waarom ze helderheidsvariaties vertonen. Na die dichtste nadering oscilleren de sterren de hele tijd na – een verschijnsel dat zich laat vergelijken met het nagalmen van een kerkklok. Met de Kepler-satelliet zijn sinds 2011 al 173 van deze bijzondere dubbelsterren ontdekt. Van negentien daarvan zijn nu de omloopbanen onder de loep genomen. Daarbij is gebruik gemaakt van een spectrometer van de Keck-telescoop op Hawaï. Met zo’n instrument kan worden gemeten met welke snelheid een ster naar ons toe of van ons vandaan beweegt. Deze informatie stelde de astronomen in staat om de vorm van de omloopbanen van de hartslag-sterren te meten. De onderzoekers vermoeden dat sommige van deze dubbelsterren nog een derde en misschien zelfs een vierde ster als begeleider hebben. Toch lijken deze – nog niet gedetecteerde – begeleiders niet veel invloed te hebben op de compacte omloopbanen van de hartslag-sterren. (EE)
→ 'Heartbeat Stars' Unlocked in New Study
20 oktober 2016
Astronomen hebben een nieuwe kaart gemaakt van de verdeling van het neutrale waterstofgas in onze Melkweg. De kaart is gebaseerd op gegevens die verzameld zijn met de radiotelescopen van Effelsberg (Duitsland) en Parkes (Australië). Het is niet voor het eerst dat het neutrale waterstofgas in de Melkweg in kaart is gebracht – de eerste kaarten, gemaakt met onder meer de radiotelescoop in Dwingeloo, stammen al uit de jaren ’50 – maar wel de meest detailrijke. Voor het project zijn meer dan een miljoen afzonderlijke waarnemingen gedaan, die ongeveer tien miljoen ‘beeldpunten’ hebben opgeleverd. Daarmee is de resolutie van de kaart ongeveer vier keer zo groot als die van de in 2005 afgeronde Leiden-Argentine-Bonn-survey. Ook zijn op de nieuwe kaart veel zwakkere wolken van waterstofgas te zien. Neutraal waterstofgas dient als ‘grondstof’ voor de vorming van nieuwe sterren. Kennis van de verdeling ervan vergroot dus het inzicht in de stervormingsprocessen binnen onze Melkweg. Maar ook astronomen die zich bezighouden met objecten buiten ons sterrenstelsel hebben er profijt van. Alle straling die we uit het verre heelal ontvangen is immers door dat gas heen gegaan. Dankzij de nieuwe gegevens kunnen astronomen hun waarnemingen daarvoor nog nauwkeuriger dan voorheen corrigeren. Bij surveys als deze worden astronomen overigens in toenemende mate gehinderd door de ‘ruis’ van mobiele telefonie en andere aardse radiozenders. Daarom moesten de metingen stuk voor stuk worden opgeschoond met behulp van geavanceerde computeralgoritmen. Daarmee was zelfs meer tijd gemoeid dan met de eigenlijke waarnemingen. (EE)
→ Astrophysicists Map the Milky Way
19 oktober 2016
Astronomen van de universiteit van Florida hebben een merkwaardige dubbelster ontdekt. Hij bestaat uit twee sterren die op geringe afstand om elkaar wentelen, en rond één van die sterren draaien zowel een zware reuzenplaneet als een bruine dwerg – een mislukt sterretje. Volgens de astronomen, die het stersysteem omschrijven als een ‘dubbele dubbelster’, roept het bestaan ervan de nodige vragen op over het ontstaan van planetenstelsels als het onze. Volgens de huidige inzichten zijn de planeten van ons zonnestelsel ontstaan uit de schijf van ‘restmaterie’ rond de jonge zon. De twee objecten die rond een van de sterren van dubbelster HD 87646 draaien, hebben echter absurd veel massa: de ene is 12 keer zo zwaar als Jupiter (de zwaarste planeet van ons zonnestelsel), de andere zelfs 57 keer zo zwaar. En zoveel massa zou de schijf van stof en gas rond een jonge ster eigenlijk niet mogen bevatten. De astronomen denken dat de twee zwaargewichten op een andere manier zijn ontstaan dan doorgaans wordt verondersteld. Dat het ontdekte stersysteem überhaupt stabiel is, mag al opmerkelijk worden genoemd. In het novembernummer van de Astronomical Journal doen de onderzoekers verslag van hun ontdekking. (EE)
→ Discovery of first binary-binary calls solar system formation into question
19 oktober 2016
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI), de meest detailrijke foto ooit gemaakt van Eta Carinae. Daarbij zijn nieuwe verrassende structuren binnen dit dubbelstersysteem ontdekt, onder meer van het gebied tussen de twee sterren waar hun ‘sterrenwinden’ op elkaar botsen. De kolossale dubbelster Eta Carinae bestaat uit twee om elkaar wentelende zware sterren, die hevige sterrenwinden produceren. In de jaren ’30 van de negentiende eeuw namen astronomen een grote uitbarsting van deze dubbelster waar. Inmiddels weten we dat deze werd veroorzaakt doordat de grootste ster van het tweetal in korte tijd enorme hoeveelheden gas en stof uitstootte. Dat leidde tot de vorming van de twee opvallende lobben: de zogeheten Homunculusnevel.Het gebied waar de hevige sterrenwinden samenkomen is relatief klein: duizend keer zo klein als de Homunculusnevel. Hierdoor kon het met de bestaande telescopen in de ruimte en op aarde tot nu toe niet gedetailleerd in beeld worden gebracht. Nu hebben astronomen dit gebied echter kunnen bekijken met de VLTI. Door licht op te vangen met drie van de vier ‘hulptelescopen’ van de Very Large Telescope, en dit slim te combineren, werd een beeldscherpte van een veel grotere telescoop bereikt. Op die manier is Eta Carinae scherper dan ooit in beeld gebracht. De VLTI-opname toont een opvallende waaiervormige structuur op de plek waar de razende wind van de kleinere, hetere ster in botsing komt met de dichtere wind van de grotere ster. Van die botsingszone is ook het spectrum vastgelegd, wat het mogelijk maakte om de snelheden van de intense sterrenwinden te meten. Deze snelheden blijken op te kunnen lopen tot 10 miljoen kilometer per uur. (EE)
→ Meest detailrijke opname van Eta Carinae
12 oktober 2016
Het bestaan van de interstellaire organische moleculen waaruit de bouwstenen van het leven zijn voortgekomen is niet te danken aan schokgolven, maar aan ultraviolet sterlicht. Dat concluderen wetenschappers uit gegevens die zijn verzameld met de Europese infraroodsatelliet Herschel. De wetenschappers onderzochten de ‘koolstofhuishouding’ in de Orionnevel, het bekende stervormingsgebied in het gelijknamige sterrenbeeld. Daartoe brachten ze de hoeveelheden, temperaturen en snelheden van enkele eenvoudige koolwaterstofmoleculen en -ionen in kaart, waaronder CH en CH+. Deze laatste behoren tot de eerste moleculen en ionen die in de ruimte zijn ontdekt. Bij eerder onderzoek van interstellaire moleculaire wolken in Orion ontdekten wetenschappers tot hun verrassing dat de daarin aanwezige CH+-ionen licht uitzonden in plaats van absorbeerden, wat zou betekenen dat ze warmer zijn dan het omringende gas. Voor de vorming van CH+ is echter veel energie nodig, en het ion is extreem reactief: het gaat heel makkelijk reacties aan met het alom aanwezige waterstof. Zowel de (relatief) hoge temperatuur als de hoge abundantie van CH+ was dus nogal raadselachtig. Een mogelijk verklaring was dat CH+ ontstaat bij gebeurtenissen waarbij veel turbulentie optreedt, zoals de schokgolven van supernova-explosies. Deze zouden ertoe leiden dat atomen elektronen kwijtraken en in ionen veranderen. Bij het nieuwe onderzoek kon echter geen verband worden aangetoond tussen zulke schokgolven en de verdeling van CH+ in de Orionnevel. De Herschel-gegevens laten zien dat het veel waarschijnlijker is dat de ionen zijn ontstaan door de inwerking van de intense ultraviolette straling van zeer jonge sterren in de Orionnevel. (EE)
→ Building Blocks of Life's Building Blocks Come From Starlight
12 oktober 2016
Astronomen hebben, met behulp van de Europese VISTA-infraroodtelescoop in het noorden van Chili, een populatie van veranderlijke oude sterren ontdekt. De ontdekking van deze zogeheten RR Lyrae-sterren wijst erop dat het uitpuilende centrum van onze Melkweg is ontstaan door het samengaan van enkele stokoude sterrenhopen. RR Lyrae-sterren worden gewoonlijk aangetroffen in dichtbevolkte bolvormige sterrenhopen. Het zijn veranderlijke sterren waarvan de helderheid met grote regelmaat afwisselend toe- en afneemt. Door zowel de duur van de helderheidscyclus als de gemiddelde helderheid van zo’n ster te meten, kunnen astronomen zijn afstand berekenen. Jammergenoeg worden deze prachtige afstandsindicatoren vaak overstraald door jongere, helderdere sterren of gaan ze schuil achter wolken stof. Vandaar dat het tot nu toe niet was gelukt om RR Lyrae-sterren in het extreem dichtbevolkte en stoffige hart van de Melkweg op te sporen. Door uit te wijken naar het infrarode deel van het spectrum, dat minder wordt gehinderd door stof, hebben astronomen dit gebied duidelijker dan ooit kunnen waarnemen. Maar zelfs met de VISTA-telescoop kostte het de grootste moeite om RR Lyrae-sterren op te sporen. De ontdekking van deze meer dan 10 miljard jaar oude sterren wijst erop dat er verspreid over de centrale verdikking van de Melkweg overblijfselen van bolvormige sterrenhopen te vinden zijn. Mogelijk vormen de sterren zelfs het overblijfsel van de zwaarste en oudste sterrenhoop van de hele Melkweg. (EE)
→ Het oude hart van de Melkweg
11 oktober 2016
Met de 8,1-meter Gemini South-telescoop op Cerro Pachón, Chili, is een uitzonderlijk scherpe nabij-infraroodfoto gemaakt van de bolvormige sterrenhoop NGC 6624, die zich in het centrale deel van het Melkwegstelsel bevindt, in het sterrenbeeld Boogschutter. De bolhoop werd in 1784 ontdekt door William Herschel. De grote beeldscherpte (vergelijkbaar met die van de Hubble Space Telescoop in zichtbaar licht) kon bereikt worden door het gebruik van een gevoelige camera, in samenwerking met zogeheten adaptieve optiek om atmosferische trillingen te omzeilen.
Door te fotograferen met verschillende infraroodfilters was het mogelijk om een zogeheten kleur-helderheidsdiagram van de sterren in de bolhoop te maken. Op basis van zo'n diagram kunnen astronomen de leeftijd van een sterrenhoop vaststellen. In het geval van NGC 6624 blijkt die tussen de 11,5 en 12,5 miljard jaar te bedragen. Niet eerder kon de leeftijd van een bolvormige sterrenhoop zo nauwkeurig worden vastgesteld.
De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Cluster’s Advanced Age in Razor-sharp Focus
11 oktober 2016
Proxima Centauri vertoont een regelmatige vlekkencyclus, net als onze eigen zon. Proxima is de ster die het dichtst bij de zon staat, op een afstand van slechts 4,2 lichtjaar. Het is een klein, koel dwergsterretje, tien keer zo licht en duizend maal zo zwak als de zon. De ontdekking van een periodieke vlekkencyclus, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, komt als een verrassing.
De zon vertoont een activiteitscyclus van ca. 11 jaar. Tijdens een zonnevlekkenminimum is het oppervlak van de zon vrijwel 'vlekvrij'; tijdens een maximum zijn er soms wel honderd zonnevlekken zichtbaar - gebieden aan het zonsoppervlak die ruim duizend graden koeler zijn dan hun omgeving, en daardoor donker afsteken. Tijdens een zonnevlekkenmaximum vertoont de zon ook meer uitbarstingen en zonnevlammen.
De activiteitscyclus van Proxima Centauri duurt ongeveer 7 jaar, en is veel spectaculairder dan die van de zon. Tijdens het maximum wordt ongeveer 20% van het steroppervlak ingenomen door verhoudingsgewijs zeer grote vlekken, zo blijkt uit onderzoek aan de helderheidsvariaties van de ster.
Zonnevlekken worden veroorzaakt door magnetische activiteit in de mantel van de zon. Algemeen wordt aangenomen dat de zonnevlekkencyclus ontstaat door verschillen in rotatiesnelheid tussen de kern van de zon en de convectieve mantel. Dwergsterren zoals Proxima hebben volgens theoretische modellen echter een volledig convectief inwendige; periodieke variaties in het magnetisch veld worden dan ook niet verwacht. De oorsprong van de vlekkencyclus van Proxima is vooralsnog onbekend.
Eerder dit jaar werd bij de dwergster een kleine, aardeachtige planeet gevonden, in de zogeheten 'bewoonbare' zone. Of de planeet echt zo bewoonbaar is, kan worden betwijfeld: tijdens een vlekkenmaximum zal ook Proxima krachtige uitbarstingen van energierijke straling en elektrisch geladen deeltjes vertonen, die de dampkring van een planeet kunnen wegblazen en het oppervlak kunnen steriliseren. (GS)
→ Proxima Centauri Might Be More Sunlike Than We Thought
6 oktober 2016
De stervende ster V Hydrae schiet grote samenballingen van superheet gas de ruimte in. Dat blijkt uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. Elk van deze ‘plasmaballen’ bevat tweemaal zoveel massa als de planeet Mars en heeft een snelheid van ruwweg 800.000 kilometer per uur. Naar schatting wordt gemiddeld eens in de 8,5 jaar zo’n stellaire kanonskogel afgevuurd. V Hydrae is een opgezwollen ster die op het punt staat om zijn buitenlagen af te stoten. Vermoed wordt dat de plasmaballen worden veroorzaakt door een kleine begeleidende ster die eens in de 8,5 jaar door de atmosfeer van V Hydrae trekt. Daarbij trekt de begeleider gas aan dat zich in een schijf rond de kleine ster verzamelt. Deze zogeheten accretieschijf zou het ‘lanceerplatform’ zijn van de wegschietende plasmabollen. Vermoed wordt dat dubbelsterren als deze het ontstaan van zogeheten planetaire nevels kunnen verklaren. ‘Planetaire nevel’ is de benaming voor de uitdijende schil van gloeiend gas die een ster aan het eind van zijn leven uitstoot. In zulke nevels, die een verbluffende variëteit aan vormen vertonen, zijn vaak opvallende samenballingen van heet gas te zien. Het lijkt erop dat V Hydrae bezig is met de productie daarvan. Naarmate de plasmabollen zich verder van hun ster verwijderen, dijen ze uit en koelen ze af. Hierdoor zenden ze op een gegeven moment geen zichtbaar licht meer uit. Bij waarnemingen met een submillimetertelescoop op Hawaï zijn bij V Hydrae echter koele gasconcentraties ontdekt die de overblijfselen ervan zouden kunnen zijn. Als die interpretatie klopt, fungeert de ster al zeker 400 jaar als ‘kanon’. (EE)
→ Hubble Detects Giant ‘Cannonballs’ Shooting from Star
3 oktober 2016
De ster KIC 8462852 (bijgenaamd 'Tabby's Star', naar astronoom Tabitha Biyajian van de Yale-universiteit) blijft astronomen verbazen. Uit metingen van de ruimtetelescoop Kepler bleek een paar jaar geleden dat Tabby's Star zeer onregelmatige helderheidsvariaties vertoont, die tot nu toe nog niet op een bevredigende manier zijn verklaard (mogelijke voorgestelde verklaringen, zoals verduisterende kometenwolken rond de ster, blijken geen van alle te voldoen).
Eerder gepresenteerde aanwijzingen dat de ster in de afgelopen eeuw maar liefst twintig procent in helderheid zou zijn afgenomen, werden afgelopen voorjaar weerlegd. Maar nader onderzoek aan de meetgegevens van Kepler wijst nu uit dat de mysterieuze ster wel degelijk zwakker wordt. Tijdens de eerste drie jaar van de Kepler-missie was er sprake van een helderheidsafname van 1 procent; in de daaropvolgende zes maanden werd de ster in hoog tempo zelfs 2 procent zwakker.
De nieuwe metingen, geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal, tarten elke denkbare verklaring. De snelle, onregelmatige helderheidsschommelingen die Kepler heeft gevonden, zouden eventueel verklaard kunnen worden door een stofwolk, ontstaan door het uiteenvallen van een of meer planeten. De langetermijnvariaties in de helderheid van de ster zijn daarmee echter nauwelijks goed te verklaren. (GS)
→ Our Galaxy’s Most-Mysterious Star is Even Stranger Than Astronomers Thought
28 september 2016
Waarnemingen met de Very Long Baseline Array, een Noord-Amerikaans netwerk van radiotelescopen, wijzen erop dat de galactische spiraalarm waar ons zonnestelsel deel van uitmaakt omvangrijker is dan tot nu toe werd aangenomen. Hij strekt zich uit uit over een lengte van 20.000 lichtjaar – ongeveer vier keer zo ver als eerdere schattingen aangaven (Science Advances, 28 september). Het idee dat ons Melkwegstelsel een spiraalvorm heeft bestaat al heel lang, maar dat kon pas in de jaren ’50 van de afgelopen eeuw met waarnemingen worden bevestigd. Het valt ook niet mee om de schijfvorm van een sterrenstelsel in kaart te brengen als je je ergens ín die schijf bevindt. Stukje bij beetje krijgen astronomen echter steeds meer zicht op de structuur van de Melkweg, al bestaat er nog steeds discussie over het aantal spiraalarmen en hun lengte. De spiraalarmen zijn de gebieden waar zich het meeste gas en stof heeft opgehoopt en nieuwe sterren ontstaan. Ons zonnestelsel bevindt zich aan de rand van een arm – de Orion-arm of Lokale Arm – die tot nu toe niet voor vol werd aangezien. Er waren zelfs aanwijzingen dat het een zijtakje van de naburige Perseus-arm zou kunnen zijn. Nieuw onderzoek onder leiding van Chinese astronomen heeft nu echter laten zien dat de Lokale Arm van vergelijkbare omvang is als de andere spiraalarmen. Dat blijkt uit nauwkeurige metingen van de afstanden van massarijke gaswolken die deel uitmaken van de verschillende armen. De nieuwe metingen doen overigens vermoeden dat de spiraalarmen van onze Melkweg niet zo duidelijk zijn afgebakend als bij sommige andere spiraalstelsels. Er zijn tal van vertakkingen en onderlinge verbindingen. Een van deze uitlopers zou de Lokale Arm verbinden met de naburige Sagittarius-arm. (EE)
→ Our home spiral arm in the Milky Way is less wimpy than thought (New Scientist)
19 september 2016
Het internationale RAVE-project (RAdial Velocity Experiment) heeft vandaag de nieuwste meetgegevens gepubliceerd in de vijfde zogeheten data release. Het gaat om de radiale snelheden (naar ons toe of van ons af) van 457.588 sterren aan de zuidelijke hemel, afgeleid uit spectroscopische waarnemingen die verricht zijn met de 1,2-meter telescoop op het Anglo-Australian Observatory. Het RAVE-project is in 2003 van start gegaan.
De nieuwe RAVE-metingen vormen een welkome aanvulling op de eerste data release van de Europese ruimtetelescoop Gaia. Die publiceerde vorige week nauwkeurige posities, afstanden en eigenbewegingen (aan de hemel) van ca. twee miljoen sterren, waaronder vrijwel alle sterren die nu ook door RAVE zijn waargenomen.
Wanneer van een ster zowel de eigenbeweging aan de hemel, de afstand én de radiale snelheid bekend is, kan de werkelijke driedimensionale ruimtelijke beweging achterhaald worden - belangrijke informatie om inzicht te krijgen in de structuur en dynamica van het Melkwegstelsel.
Overigens zal Gaia in de toekomst van ruim één miljard sterren posities, afstanden, eigenbewegingen en radiale snelheden meten, zij het niet in alle gevallen met dezelfde extreem hoge nauwkeurigheid. (GS)
→ The Dynamic Duo: RAVE complements Gaia
14 september 2016
ESA’s Gaia-missie heeft vandaag zijn eerste catalogus gepubliceerd van de ruim 1 miljard sterren die deze satelliet in kaart brengt. De hemelkaart is de grootste ooit door één missie gemaakt. Uiteindelijk zal de eind 2013 gelanceerde Gaia-satelliet ook de afstanden en bewegingen van deze miljard sterren bepalen. Zo ontstaat de meest nauwkeurige 3D-kaart van de Melkweg, die een revolutie zal ontketenen in de sterrenkunde. Nu al heeft Gaia voor een subset van ruim twee miljoen sterren niet alleen de exacte positie aan de hemel en de helderheid vastgesteld, maar ook hun afstand tot de aarde en hun beweging. De eerste dataset is gebaseerd op gegevens die Gaia in het eerste jaar na lancering heeft verzameld. Deze survey is nog niet helemaal homogeen, maar de hemelkaart zal steeds beter worden tijdens Gaia’s vijfjarige missie. Het omzetten van de gigantische hoeveelheid ruwe data die Gaia genereert in concrete informatie over sterposities is een zeer complexe procedure. Daarom heeft ESA een pan-Europese organisatie opgezet: Het Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). Daarbinnen werken 450 wetenschappers en software-ingenieurs samen. Hoofd van DPAC is de Leidse astronoom Anthony Brown. Brown licht toe: ‘Wat we vandaag hebben gepresenteerd is het resultaat van een zeer intensieve samenwerking gedurende de laatste 10 jaar. Met mensen uit allerlei disciplines hebben we de data verwerkt en verpakt in betekenisvolle astronomische gegevens. Deze data komen nu beschikbaar voor iedereen.’ De Groningse astronoom Amina Helmi, die net als Brown ook al decennialang betrokken is bij de Gaia-missie, maakte deel uit van het team wetenschappers dat de Gaia-data heeft gevalideerd. Helmi kijkt uit naar de gegevens die vanaf deze week toegankelijk zijn. Zij is vooral geïnteresseerd in de evolutie van de Melkweg.: ‘Om die te bestuderen heb ik straks de beschikking over de gegevens van 1 miljard sterren. De gegevens van Gaia zijn bovendien ongeveer honderd keer nauwkeuriger dan alles wat nu beschikbaar is.’ Peter Jonker (SRON/Radboud) en Gijs Nelemans (Radboud) zijn om een heel andere reden enthousiast. Zij zijn lid van DPAC voor de ‘transient’-alerts. Transients zijn sterrenkundige verschijnselen van voorbijgaande aard zoals supernova’s. ‘Omdat Gaia de hemel steeds opnieuw bekijkt om de posities en afstanden te meten, krijgen we een unieke kans om variabele sterren en transients te ontdekken’, zegt Jonker.
→ Oorspronkelijk persbericht
13 september 2016
Astronomen hebben een ster voor hun ogen zien evolueren. Na in een periode van een kwart eeuw ongeveer 40.000 graden heter geworden te zijn, is de merkwaardige ster sinds kort weer aan het uitdijen en afkoelen. De nieuwste waarnemingen van de ster (SAO 244507, op 2700 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Altaar), verricht met de Hubble Space Telescope, zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
SAO 244507 is de centrale ster van de Pijlstaartrognevel, een zogeheten planetaire nevel. Planetaire nevels ontstaan wanneer een zonachtige ster aan het eind van zijn leven opzwelt en zijn buitenste gaslagen de ruimte in blaast. De ster eindigt uiteindelijk als een langzaam afkoelende witte dwerg.
De ster in het centrum van de Pijlstaartrognevel is sinds 1971 echter in korte tijd enorm veel heter geworden. In 2014 opperden astronomen een mogelijke oorzaak: de plotselinge 'ontbranding' van helium in de mantel van de ster. Dit verschijnsel wordt redelijk goed begrepen voor sterren die oorspronkelijk 3 tot 4 keer zo zwaar waren als de zon. Voor SAO 244507 is de situatie minder duidelijk: deze ster had zo goed als zeker een beginmassa van ca. 1 zonsmassa.
Dat de ster nu weer aan het afkoelen en uitdijen is, vormt niettemin een overtuigende ondersteuning van de theorie dat er sprake is geweest van een 'heliumflits' in de mantel. (GS)
→ Astronomers observe star reborn in a flash
7 september 2016
Astronomen hebben een nieuwe computersimulatie gemaakt van de vorming van ons Melkwegstelsel. De simulatie volgt de ontwikkeling van ons sterrenstelsel vanaf zijn geboorte, miljarden jaren geleden, als een losse opeenhoping van materie tot zijn huidige toestand. De simulatie lijkt een probleem op te lossen waar astronomen al tientallen jaren mee worstelen: dat van de kleine dwergstelsels die als satellieten om de Melkweg cirkelen. Eerdere simulaties voorspelden dat er duizenden van deze satellietstelsels moeten zijn, terwijl er tot nu toe pas een stuk of dertig zijn ontdekt. De nieuwe simulatie komt uit bij een spiraalvormig sterrenstelsel dat sterke overeenkomsten vertoont met onze Melkweg én een veel kleiner aantal satellieten heeft. Het belangrijkste verschil met eerdere simulaties is dat in het nieuwe model nauwkeurig in rekening is gebracht welke invloed supernova’s – explosies van zware sterren – hebben op hun omgeving. De ‘wind’ van deze explosies blijkt veel gas en sterren uit kleine sterrenstelsels weg te kunnen blazen. Het gevolg hiervan is dat veel jonge dwergstelsels uit elkaar vallen voordat ze volgroeid zijn. (EE)
→ Recreating Our Galaxy in a Supercomputer
7 september 2016
Een internationaal team van astronomen, onder wie Davide Massari en Livia Origlia van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft ontdekt dat de bolvormige sterrenhoop Terzan 5 sterren van sterk uiteenlopende leeftijden bevat. Daarin onderscheidt hij zich van andere sterrenhopen, waarvan de sterren allemaal ongeveer even oud zijn. Terzan 5 staat op een afstand van 19.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Boogschutter, in de richting van het Melkwegcentrum. Sinds zijn ontdekking, ruim veertig jaar geleden, staat hij te boek als een bolvormige sterrenhoop. Bij het nieuwe onderzoek is ontdekt dat Terzan 5 uit twee soorten sterren bestaat die behalve in chemische samenstelling ook in leeftijd verschillen. Tussen de twee populaties gaapt een gat van ruwweg 7 miljard jaar. Dit grote leeftijdsverschil wijst erop dat de stervorming in Terzan 5 geen doorlopend proces is geweest, maar zich in twee afzonderlijke episoden heeft voltrokken. De huidige theorieën over het ontstaan van sterrenstelsels gaan ervan uit dat de centrale verdikking van de Melkweg (de ‘bulge’) is ontstaan door interacties tussen enorme samenballingen van gas en sterren, waarbij sommige met elkaar samensmolten en andere uiteenvielen. Zijn ongewone eigenschappen doen vermoeden dat Terzan 5 één van die gasrijke samenballingen is geweest. Daar waar de eigenschappen van Terzan 5 ongewoon zijn voor een bolvormige sterrenhoop, lijken ze namelijk sterk op die van de sterrenpopulatie in het hart van de Melkweg. Ook vertoont de sterrenhoop overeenkomsten met de reusachtige samenklonteringen van sterren en gas die in verre sterrenstelsels worden waargenomen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
7 september 2016
Een team Nederlandse en Italiaanse sterrenkundigen onder leiding van Nanda Rea (Universiteit van Amsterdam) snappen eindelijk waarom de traagst draaiende magnetische neutronenster ooit zo sloom is. Ze hebben meer dan zeventien jaar aan gegevens op een rij gezet en publiceren hun bevindingen binnenkort in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters. De doorbraak in het onderzoek kwam op 22 juni 2016. Toen detecteerde de ‘burst alert’-telescoop van de Swift-satelliet een flits uit de richting van de bijzondere neutronenster 1E161348-5055. Meteen daarop richtten de wetenschappers de Swift-satelliet, de Chandra-satelliet en de NuSTAR-satelliet op de ster. Chandra had al sinds 1999 met tussenpozen naar de neutronenster gekeken en Swift nam de ster al geregeld waar sinds 2012. Met de nieuwe gegevens erbij konden de onderzoekers de ster nu eindelijk in detail bestuderen. De trage neutronenster is nu definitief bestempeld als een magnetar. De trage magnetar 1E161348-5055 bevindt zich in het centrum van de supernovarest RCW103 in het sterrenbeeld Winkelhaak dat te zien is vanaf het zuidelijk halfrond. De neutronenster is ongeveer 2000 jaar jong en staat op zo’n 10.000 lichtjaar van de aarde. Jarenlang braken astronomen zich het hoofd over het feit dat de slome neutronenster ‘maar liefst’ 6 uur en 40 minuten over een rondje om zijn as deed. De meeste neutronensterren tollen namelijk in milliseconden of hooguit seconden rond. Magnetars behoren tot de langzaamste draaiers, maar zelfs de tot nu gevonden magnetars draaiden sneller dan in twaalf seconden rond hun as. De theorieën over de slome ster liepen uiteen. Sommige astronomen opperden dat de trage neutronenster aan het eind van zijn leven was en nu nog rustig uitdraaide. Maar dat strookt niet met de uitbarstingen van de ster, met zijn leeftijd en met computersimulaties. Andere astronomen dachten dat de ster misschien een beschermde ring van materiaal om zich heen had. Maar de ster vertoont regelmatig uitbarstingen waardoor de ring al lang vernietigd moet zijn. Dan waren er nog sterrenkundigen die voorstelden dat de neutronenster zich samen met een partnerster in een soort houdgreep bevond. Dat lijkt stug omdat een neutronenster ontstaat na een uitbarsting en daarbij zou een eventuele partnerster weggeslingerd worden. De meest aannemelijke verklaring, zo denken de Amsterdamse astronomen nu, is een serie van gebeurtenissen. Eerst explodeerde een grote ster tijdens een zogeheten supernova. Daarbij bleef een magnetar achter en werd een grote hoeveelheid materiaal de ruimte in geslingerd. Het materiaal viel daarna terug in de richting van de magnetar, stortte vervolgens niet op het oppervlak, maar verzamelde zich op het magnetisch veld rond de magnetar. Daardoor werd de magnetar afgeremd en kon de sloomste neutronenster ontstaan.
→ Oorspronkelijk persbericht
6 september 2016
De sterren in de binnendelen van het Melkwegstelsel zijn ouder dan de sterren in de buitengebieden. Dat was al langer bekend, maar dan vooral voor de sterren in de kern en de afgeplatte, ronddraaiende schijf van de Melkweg. Nu is dat verband tussen leeftijd en afstand tot het centrum ook op overtuigende wijze aangetoond voor de sterren in de uitgestrekte, min of meer bolvormige halo van het Melkwegstelsel.
Astronomen van de University of Notre Dame (Indiana) zochten in de waarnemingsgegevens van de Sloan Digital Sky Survey naar zogeheten BHB-sterren (blue horizontal branch; de naam verwijst naar hun positie in het Hertzsprung-Russell-diagram, waarin de lichtkracht van sterren is uitgezet tegen hun oppervlaktetemperatuur). Dit zijn sterren die hun energie ontlenen aan kernfusie van helium. Het zijn bovendien de enige sterren waarvoor geldt dat er een één-op-één-relatie bestaat tussen hun leeftijd en hun precieze kleur (die weer bepaald wordt door de oppervlaktetemperatuur).
In kaarten waarin de leeftijden van de ruim 130.000 BHB-sterren weergegeven worden door verschillende kleuren, is duidelijk te zien dat de oudste sterren zich dicht bij het centrum bevinden, en de jongere meer naar buiten. Dit wijst erop dat het Melkwegstelsel ruim 13 miljard jaar geleden is ontstaan uit de versmelting van kleinere 'sub-halo's' (verzamelingen van donkere materie, gas en sterren). Het populaire hiërarchische model voor de vorming van sterrenstelsels voorspelt inderdaad zo'n positie-afhankelijke leeftijdsverdeling. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Nature Physics. (GS)
→ Detailed age map shows how Milky Way came together
6 september 2016
Een gerichte zoekactie met telescopen op zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond van de aarde heeft het bestaan aan het licht gebracht van 165 ultra-koele bruine dwergen op afstanden van gemiddeld enkele tientallen lichtjaren van de zon.
Bruine dwergen zijn niet groter dan Jupiter, maar wel tientallen keren zo zwaar. De druk en temperatuur in hun inwendige is niet hoog genoeg om spontane kernfusie van waterstof op gang te brengen (de belangrijkste energiebron van sterren); ze worden dan ook wel 'mislukte sterren' genoemd. Bruine dwergen kunnen beschouwd worden als een tussenvorm tussen sterren en reuzenplaneten.
Ultrakoele bruine dwergen (ook wel L- en T-dwergen genoemd) hebben een oppervlaktetemperatuur van minder dan 2000 graden; sommige zijn zelfs niet 'heter' dan een paar honderd graden. Van de 165 nieuw ontdekte ultrakoele dwergen blijkt het overgrote deel ongewone eigenschappen te hebben (zoals een afwijkende chemische samenstelling); mogelijk zijn ze daardoor bij eerdere zoekacties niet opgemerkt.
De astronomen hebben slechts 28 procent van de sterrenhemel onder de loep genomen; het aantal ultrakoele bruine dwergen in de omgeving van de zon is dus vermoedelijk nog vele malen groter. De nieuwe ontdekkingen zijn beschreven in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Brown Dwarfs Hiding in Plain Sight in Solar Neighborhood
6 september 2016
Computersimulaties van de bolvormige sterrenhoop NGC 6101 geven aan dat deze honderden zwarte gaten bevat – iets wat tot nu toe voor onmogelijk werd gehouden. Wel waren in soortgelijke sterrenhopen eerder al enkele potentiële zwarte gaten opgespoord. Zwarte gaten zoals die zich in NGC 6101 zouden schuilhouden ontstaan wanneer sterren die aanzienlijk meer massa hebben als onze zon aan het einde van hun leven ineenstorten. Deze ineenstorting gaat gepaard met een supernova-explosie, en tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat bijna alle zwarte gaten bij die explosie zoveel snelheid krijgen dat ze uit de sterrenhoop ontsnappen. Britse astronomen kozen NGC 6101 uit voor hun onderzoek, omdat deze een opbouw vertoont die afwijkt van die van andere sterrenhopen van dit type. Vergeleken met zijn soortgenoten ziet NGC 6101 er opgezwollen uit en bevat zijn kern relatief weinig sterren. Met behulp van computersimulaties hebben de astronomen het gedrag van de afzonderlijke sterren en zwarte gaten in de sterrenhoop nagebootst. Vervolgens is gekeken hoe NGC 6101 zich in de loop van zijn 13 miljard jaar lange bestaan moet hebben ontwikkeld. De astronomen zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat de huidige opbouw van NGC 6101 alleen verklaarbaar is als deze een grote populatie van zwarte gaten bevat. Het lijkt er dus op dat (sommige) bolvormige sterrenhopen veel minder ‘saai’ zijn dan ze op het eerste gezicht lijken. (EE)
→ New research reveals hundreds of undiscovered black holes
1 september 2016
Eta Carinae, een zware dubbelster die halverwege de 19de eeuw een supernova-achtige uitbarsting vertoonde, heeft een veel explosiever verleden dan tot nu toe werd gedacht. De explosie van bijna twee eeuwen geleden lijkt de (voorlopig) laatste te zijn geweest in een reeks die teruggaat tot de 13de eeuw. Tot die conclusie komt een team onder leiding van promovenda Megan Kiminki van de universiteit van Arizona na een zorgvuldige analyse van Hubble-opnamen van de kolossale, tweelobbige wolk van gloeiend gas en stof die de ster bij de laatste explosie heeft uitgestoten: de zogeheten Homunculus-nevel. Het gas dat zich ver buiten deze nevel bevindt, blijkt zich namelijk veel minder snel van Eta Carinae te verwijderen dan het gas daar dichterbij. Uit de gemeten uitdijingssnelheden van het gas in en rond de Homunculus-nevel leiden de astronomen af dat er vóór de grote uitbarsting van de 19de eeuw nog twee andere explosies zijn geweest, die halverwege de 13de en de 16de eeuw hebben plaatsgevonden. Wat de oorzaak van de reeks uitbarstingen is, is nog onduidelijk. Zeker is alleen dat Eta Carinae geleidelijk aan weer helderder wordt. (EE)
→ The Supernova That Wasn't: A Tale of 3 Cosmic Eruptions
29 augustus 2016
Een ster waarvan altijd is gedacht dat hij aan het eind van zijn leven is aangekomen, is in werkelijkheid misschien juist piepjong. NASA-astronomen trekken die conclusie op basis van metingen die verricht zijn met de Amerikaanse Spitzer Space Telescope en het Europese Herschel Space Observatory.
De ster, IRAS 19312+1950 geheten, werd in de jaren '80 voor het eerst gecatalogiseerd door de Nederlands-Amerikaanse infraroodkunstmaan IRAS. Hij bevindt zich op een afstand van ruim 12.000 lichtjaar, is ongeveer tien maal zo zwaar als de zon, en is relatief rijk aan zuurstof. Dat is wat je zou verwachten van een ster die zich in het rode-superreuzenstadium bevindt - een van de laatste evolutiefasen in het leven van een zware ster. De ontdekking van verschillende zogeheten masers (de microgolfvariant van lasers) leek die hoge leeftijd te bevestigen: met name siliciumoxide-masers zijn tot nu toe uitsluitend aangetroffen in de directe omgeving van sterren die aan het eind van hun leven zijn aangekomen.
Uit de Spitzer- en Herschel-metingen komt echter een ander verhaal naar voren. De ster blijkt veel meer energie te produceren dan verwacht (ca. 20.000 maal zoveel als de zon), maar wordt deels 'verduisterd' door stofdeeltjes die bedekt zijn met een dun laagje ijs. De gas- en stofwolk rondom de ster is aan het samentrekken, en bevat maar liefst 500 tot 700 zonsmassa's aan materie. Bovendien vertoont IRAS 19312+1950 twee zogeheten jets: straalstromen van energierijke deeltjes die met snelheden tot 90 kilometer per seconde in tegenovergestelde richtingen de ruimte in geblazen worden.
Al die eigenschappen doen vermoeden dat IRAS 19312+1950 in werkelijkheid een zeer zware, embryonale protoster is, die zich juist aan het begin van zijn evolutionaire ontwikkeling bevindt. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ NASA Team Probes Peculiar Age-Defying Star
29 augustus 2016
De kern van ons Melkwegstelsel, waarin zich een zwart gat bevindt dat vier miljoen keer zo zwaar is als de zon, is momenteel relatief rustig. Zo'n zes miljoen jaar geleden moet er echter sprake zijn geweest van een veel grotere aciviteit, vermoedelijk doordat het zwarte gat toen veel materie opslokte. Die quasarfase duurde een paar miljoen jaar, en vond dus plaats toen de eerste hominiden - de voorlopers van de mens - op aarde rondliepen.
Sterrenkundigen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics komen tot die conclusie op basis van röntgenwaarnemingen van de Europese ruimtetelescoop XMM-Newton.
Het begon allemaal met een speurtocht naar ontbrekende materie in het Melkwegstelsel. De totale massa van het Melkwegstelsel is ca. één à twee biljoen zonsmassa's. Vijfzesde daarvan bestaat uit mysterieuze (en onzichtbare) donkere materie; de resterende 150 tot 300 miljard zonsmassa's moet uit gewone atomen en moleculen bestaan. Tel je echter de massa van alle zichtbare sterren en gas- en stofwolken bij elkaar op, dan kom je op hooguit 65 miljard zonsmassa's.
Uit de waarnemingen van XMM-Newton blijkt dat de ontbrekende normale materie aanwezig is in de vorm van extreem heet en ijl gas in de ruimte tussen de sterren. De verdeling van dat gas is nu in kaart gebracht door te kijken naar de manier waarop het het licht van verder weg gelegen objecten absorbeert. Daarbij bleek dat er sprake is van een relatief lege 'bel' die gecentreerd is rond de kern van het Melkwegstelsel en die zich uitstrekt tot een afstand van ca. 20.000 lichtjaar van het centrum - ruim tweederde van de afstand van het Melkwegcentrum tot de zon. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Het bestaan van de gigantische lege 'bel' kan het best verklaard worden door een actieve quasar-fase van de kern van het Melkwegstelsel, die dan ca. zes miljoen jaar geleden plaatsgevonden moet hebben. Quasars zijn de actieve kernen van sterrenstelsels die heel veel energie produceren als gevolg van een hevige 'slokop-fase' van het centrale zwarte gat. De conclusie wordt ondersteund door het feit dat zich nabij de Melkwegkern sterren bevinden die een leeftijd hebben van ca. zes miljoen jaar - die zouden zijn ontstaan uit het materiaal dat lang geleden in de richting van het zwarte gat stroomde. (GS)
→ Milky Way Had a Blowout Bash 6 Million Years Ago
25 augustus 2016
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) is ontdekt dat sommige zware jonge sterren veel langer dan gedacht omgeven worden door relatief grote hoeveelheden gas. De verrassende waarnemingen, verricht in december 2013 en december 2014, zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Sterren ontstaan uit wolken van gas en stof. Die trekken samen onder hun eigen gewicht, beginnen daardoor sneller te roteren, en raken sterk afgeplat. Uit zulke protoplanetaire schijven kunnen al vrij snel de eerste bouwstenen voor de vorming van planeten ontstaan (rotsachtige planetoïden en ijzige komeetkernen).
In een later stadium, wanneer het meeste gas uit de schijf is verdwenen (onder andere onder invloed van de straling van de ster), ontstaat een tweede-generatieschijf: een zogeheten puinschijf, die het gevolg is van onderlinge botsingen van planetoïden en kometen.
Met ALMA zijn nu 24 sterren bestudeerd in een stervormingsgebied in de sterrenbeelden Schorpioen en Centaur op enkele honderden lichtjaren afstand van de aarde. Tweederde van die jonge sterren (tussen vijf en tien miljoen jaar oud) zijn ongeveer even zwaar als de zon; de overige zijn tot twee maal zo zwaar.
Verrassend genoeg werd bij drie van de zware sterren ontdekt dat de puinschijven relatief rijk zijn aan koolmonoxidegas. De verwachting was juist dat het gas rond de zwaarste sterren sneller zou zijn verdwenen (onder invloed van de grotere hoeveelheid straling) dan bij lichte sterren zoals de zon.
Of er sprake is van gas dat nog achter is gebleven uit de protoplanetaire fase of gas dat is vrijgekomen bij de onderlinge botsingen van kleine, ijzige hemellichamen is niet bekend. Als de puinschijven van sommige zware sterren behalve koolmonoxide ook andere gassen bevatten (met name waterstof, dat niet of nauwelijks te detecteren is), zou dat erop kunnen wijzen dat de vorming van gasvormige reuzenplaneten gedurende een langere periode kan plaatsvinden dan tot nu toe algemeen werd aangenomen. (GS)
→ ALMA Finds Unexpected Trove of Gas Around Larger Stars
22 augustus 2016
De allerzwaarste sterren in het Melkwegstelsel zijn vermoedelijk op dezelfde manier ontstaan als lichtere sterren zoals de zon: uit een samentrekkende, afgeplatte, ronddraaiende schijf van gas en stof. Dat blijkt uit radiowaarnemingen van een zware protoster, die vandaag gepubliceerd zijn in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Zware sterren leven veel korter en zijn veel zeldzamer dan lichtere sterren. Ook hun geboorte voltrekt zich veel sneller: in hooguit 100.000 jaar. Daardoor is het moeilijk om de vorming van een zware ster te bestuderen: de kans dat je er één ziet tijdens zijn geboorteproces is klein, en omdat ze zeldzaam zijn, is het ook onwaarschijnlijk dat je er een aantreft op kleine afstand.
Astronomen van de Universiteit van Cambridge hebben nu een zware protoster ontdekt in een ondoorzichtige donkere stofwolk op een kleine 11.000 lichtjaar afstand van de aarde. De ster is bestudeerd met radiotelescopen op Hawaii en in de Verenigde Staten. Op radiogolflengten is het mogelijk om door het omringende stof heen te kijken. Uit de metingen blijkt dat de ster nu al 30 keer zo zwaar is als de zon, maar nog steeds materie uit zijn omgeving aantrekt en opslokt.
Het belangrijkste resultaat van de radiowaarnemingen is echter dat de ster omgeven wordt door een ronddraaiende schijf van gas en stof, die in het centrum een hogere rotatiesnelheid heeft dan aan de rand - precies zoals de materieschijf waaruit de zon en de planeten zijn ontstaan. Dat wijst erop dat de zware ster op dezelfde manier ontstaat als lichtere sterren zoals de zon.
De schijf rond de zware protoster heeft een massa van minstens 2 à 3 zonsmassa's. Mogelijk is hij nog aanzienlijk zwaarder; het is volgens de onderzoekers niet uitgesloten dat hij in de toekomst zal fragmenteren, en dat er meerdere zware sterren uit ontstaan. Toekomstige waarnemingen met het ALMA-observatorium in Chili moeten meer details aan het licht brengen. (GS)
→ Astronomers identify a young heavyweight star in the Milky Way
17 augustus 2016
In oude Chinese kronieken wordt melding gemaakt van een 'gastster' die in het jaar 386 zichtbaar was aan de hemel. Bij zulke gaststerren gaat het meestal om supernova's: sterren die aan het eind van hun leven exploderen. De gastster in het jaar 1054 is bijvoorbeeld gelinkt aan de Krabnevel - het uitdijende overblijfsel van de geëxplodeerde ster, dat nog steeds zichtbaar is in het sterrenbeeld Stier.
Lange tijd gingen astronomen er vanuit dat de supernova uit het jaar 386 gelinkt is aan supernovarest G11.2-0.3. Nieuwe metingen van het Chandra X-ray Observatory zetten echter vraagtekens bij die interpretatie.
Chandra maakte röntgenfoto's van de supernovarest in de jaren 2000, 2003 en 2013. Door die foto's met elkaar te vergelijken kon de uitdijingssnelheid van de supernovarest worden bepaald (zij het niet bijster nauwkeurig); daaruit leiden astronomen een leeftijd af van tussen de 1400 en 2400 jaar. Dat is op zich in overeenstemming met een sterexplosie in het jaar 386.
De Chandra-metingen (in combinatie met infraroodmetingen van de 5-meter Hale-telescoop op Palomar Mountain) laten echter ook zien dat zich tussen de verre supernova en de aarde dichte wolken van gas en stof bevinden. Dat betekent dat de sterexplosie vermoedelijk niet zichtbaar geweest is met het blote oog. Wat Chinese astronomen in het jaar 386 dan wél hebben gezien, blijft vooralsnog een raadsel.
De nieuwe Chandra-metingen zijn eerder dit jaar al gepubliceerd in The Astrophysical Joural; de meest recente röntgenfoto van G11.2-0.3 werd gepresenteerd tijdens de workshop 'Chandra Science for the Next Decade' die afgelopen week gehouden werd in Cambridge, Massachusetts. (GS)
→ G11.2-0.3: Supernova Ejected from the Pages of History
15 augustus 2016
Bruine dwergen zijn kleiner en lichter dan sterren, maar zwaarder dan de grootste gasplaneten. Maar dat is dan ook alles wat zij gemeen hebben. Qua afmetingen, temperatuur en chemische samenstelling lijken ze enorme verschillen te vertonen. ‘Lijken’ want recent onderzoek wijst erop dat die grote diversiteit grotendeels in hun buitenste laag ontstaat: hun atmosfeer. Bruine dwergen geven veel minder licht dan sterren en zijn daardoor veel moeilijker waarneembaar. Daar staat tegenover dat ze veel talrijker zijn dan sterren zoals onze zon, en dat ze makkelijker waarneembaar zijn dan planeten. Dat maakt ze tot interessante objecten, die informatie kunnen opleveren over zowel hun grotere als hun kleinere verwanten. Maar ja... die grote onderlinge verschillen bemoeilijken het onderzoek wel. Een team van Amerikaanse en Australische astronomen heeft nu 152 jonge (vermoedelijke) bruine dwergen onder de loep genomen. Door de geboortegronden van veel van deze objecten te achterhalen, kon worden uitgesloten dat hun onderlinge verschillen het gevolg waren van leeftijd en chemische samenstelling: deze moeten voor allemaal ongeveer gelijk zijn. Dat betekent dat de onderzochte bruine dwergen niet inherent verschillend zijn. Dat ze op het eerste gezicht grote uiterlijke verschillen vertonen, wordt door de astronomen toegeschreven aan hun atmosferen en de daarin optredende ‘weersverschijnselen’ zoals bewolking. In dat opzicht verschillen ze niet wezenlijk van de grote gasplaneten die om talrijke sterren cirkelen. (EE)
→ Brown Dwarfs Reveal Exoplanets’ Secrets
12 augustus 2016
Met behulp van NASA’s Kepler-satelliet zijn de rotatietijden gemeten van de Pleiaden, de bekende open sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier. Deze informatie moet meer inzicht geven in de evolutie van sterren en in het ontstaansproces van planeten. Astronomen proberen de verbanden tussen de rotatietijd, de massa en de leeftijd van sterren te ontrafelen. Met een afstand van 445 lichtjaar zijn de Pleiaden een van meest nabije sterrenhopen. Het is bovendien een vrij jonge sterrenhoop: de sterren zijn pas ongeveer 125 miljoen jaar oud en behoren daarmee tot de ‘pubers’. Het is in deze levensfase dat sterren op hun snelst ronddraaien. Door het uitstoten van geladen deeltjes (‘sterrenwind’) wordt die draaiing geleidelijk afgeremd. Met Kepler zijn de rotatiesnelheden van meer dan 750 leden van de Pleiaden gemeten. Dat is gebeurd door te letten op kleine helderheidsveranderingen die het gevolg zijn van ‘zonnevlekken’ – donkere, koelere gebieden op het oppervlak die met de ster mee draaien. Bij jonge sterren zijn zulke vlekken veel groter dan op onze zon. Uit de metingen is een duidelijk patroon naar voren gekomen. Grote, zware sterren hebben doorgaans een langere rotatietijden (1 tot 11 dagen) dan kleine, lichte (minder dan een dag). (Ter vergelijking: onze zon heeft een rotatietijd van ongeveer 26 dagen.)Volgens de astronomen wordt het verschil in rotatietijd vooral veroorzaakt door de inwendige structuur van de sterren. Grotere sterren hebben een enorme kern met daaromheen een vrij dunne convectiemantel – een laag waarin hete gasbellen opstijgen, hun warmte afgeven en weer neerdalen. Bij kleine sterren beslaat die convectielaag bijna de hele ster. De afremming die de rotatie ondergaat naarmate een ster ouder wordt, heeft een grotere uitwerking op de dunne convectielaag van grotere sterren dan op de dikke van kleinere. De verwachting is dus dat de verschillen in rotatietijden alleen maar zullen toenemen. Om dat goed te onderzoeken, zullen de astronomen binnenkort ook de sterren van de veel oudere sterrenhoop Praesepe onder de loep nemen. (EE)
→ Kepler Watches Stellar Dancers in the Pleiades Cluster
11 augustus 2016
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop zijn twee kleine dwergsterrenstelsels ontdekt die miljarden jaren in afzondering hebben bestaan. Hun wieg stond in de zogeheten Lokale Leegte, een ongeveer 150 miljoen lichtjaar groot gebied waar heel weinig sterrenstelsels te vinden zijn. Het duo is pas vrij recent in een dichter bevolkt deel van het heelal terechtgekomen (Astrophysical Journal, 11 augustus). Pisces A en B zijn nu in een omgeving beland waar meer gas voorradig is. Het lijkt erop dat ze momenteel door een nabijgelegen filament van gas trekken. Hierdoor wordt het gas dat de stelsels bevatten samengedrukt, wat hun stervormingsactiviteit heeft doen toenemen. Het tweetal bevat nu elk ongeveer 10 miljoen sterren. De twee dwergstelsels zijn erg klein en zwak, waardoor ze moeilijk te vinden zijn. De eerste aanwijzingen voor hun bestaan zijn gevonden met radiotelescopen waarmee naar grote gaswolken buiten onze Melkweg werd gezocht. De meeste objecten die daarbij zijn ontdekt bleken ook echt gaswolken te zijn, maar een stuk of vijftig objecten zouden dwergstelsels kunnen zijn. Tot nu toe kon alleen van Pisces A en B worden aangetoond dat het inderdaad om sterrenstelsels gaat. Pisces A is iets meer dan 18 miljoen lichtjaar van ons verwijderd, Pisces B ruwweg 29 miljoen lichtjaar. Vermoedelijk zullen ze uiteindelijk worden ‘ingevangen’ door het zwaartekrachtsveld van een veel groter sterrenstelsel, en daar als satellieten omheen gaan draaien. (EE)
→ Hubble Uncovers a Galaxy Pair Coming in from the Wilderness
2 augustus 2016
In het centrale deel van het Melkwegstelsel worden al enkele honderden miljoenen jaren geen nieuwe sterren geboren. Die opmerkelijke conclusie trekken Japanse, Zuid-Afrikaanse en Italiaanse astronomen uit waarnemingen die verricht zijn met een infraroodtelescoop in Zuid-Afrika. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Met de 1,4-meter Infra-Red Survey Facility (IRSF) op het South African Astronomical Observaory in Sutherland zijn tientallen zogeheten cepheïden ontdekt in de richting van het Melkwegcentrum. Cepheïden zijn veranderlijke sterren waarvan de gemiddelde lichtkracht - en daarmee de afstand - eenvoudig is af te leiden uit de waargenomen helderheidswisselingsperiode. De meeste van de nieuw ontdekte cepheïden blijken zich achter het Melkwegcentrum te bevinden. Merkwaardig genoeg werd er niet één gevonden in het centrale deel van het Melkwegstelsel (alleen in het allerbinnenste centrum van het Melkwegstelsel zijn enkele cepheïden ontdekt).
Lichtsterke cepheïden zijn zware sterren die op leeftijden van enkele tientallen tot enkele honderden miljoenen jaren al in de instabiele eindfase van hun leven terechtkomen. Het feit dat er binnen een afstand van ca. 8000 lichtjaren van het Melkwegcentrum geen cepheïden voorkomen, betekent dus dat er in dat gebied al een paar honderd miljoen jaar geen nieuwe sterren zijn geboren.
Waarnemingen met radiotelescopen deden eerder al vermoeden dat er in deze zogeheten Extreme Inner Disk weinig stervorming plaatsvindt. De nieuwe infraroodmetingen lijken die aanwijzingen nu te ondersteunen. Huidige modellen voor de structuur en de evolutie van het Melkwegstelsel bieden geen verklaring voor het waargenomen gemis aan jonge sterren in de Extreme Inner Disk. (GS)
→ A Giant Stellar Void in the Milky Way
27 juli 2016
Astronomen hebben ontdekt dat de ster AR Scorpii, die meer dan veertig jaar voor een enkelvoudige pulserende ster is aangezien, een exotische dubbelster is. Hij bestaat uit een rode dwergster en een snel ronddraaiende witte dwergster, die op geringe onderlinge afstand om elkaar wentelen. De witte dwerg stoot bundels van energierijke elektronen uit, zoals ook pulsars (rondtollende neutronensterren) dat doen. Hierdoor vertoont de dubbelster eens in de bijna twee minuten korte helderheidsuitbarstingen (Nature, 28 juli). Het bijzondere gedrag van AR Scorpii is in mei 2015 ontdekt door een groep van amateurastronomen uit Duitsland, België en het Verenigd Koninkrijk. Vervolgwaarnemingen onder leiding van de Universiteit van Warwick, waarbij tal van telescopen op aarde en in de ruimte zijn ingezet, hebben zijn ware aard aan het licht gebracht. AR Scorpii staat in het sterrenbeeld Schorpioen, op 380 lichtjaar van de aarde. Hij bestaat uit een snel ronddraaiende witte dwergster ter grootte van de aarde, maar met 200.000 keer zoveel massa, en een koele rode dwergster van ongeveer een derde zonsmassa. De twee draaien met de regelmaat van een klok om elkaar, met een omlooptijd van 3,6 uur. De sterk magnetische witte dwerg blijkt elektronen tot bijna de snelheid van het licht te kunnen versnellen. Hierdoor ontstaat een vuurtorenachtige bundel van straling die langs het oppervlak van de koele begeleidende ster zwiept. Hierdoor neemt de helderheid van het hele systeem om de 1,97 minuten spectaculair toe, om vervolgens weer af te zwakken. Het ligt voor de hand om aan te nemen dat de elektronen worden versneld door het magnetische veld van de witte dwerg. Maar onduidelijk is nog waar de elektronen nu precies vandaan komen – van de witte dwerg zelf of van zijn koelere begeleider. (EE)
→ Witte dwerg teistert rode dwerg met mysterieuze straal
27 juli 2016
Bij onderzoek met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra is ontdekt dat oude rode dwergsterren veel minder röntgenstraling produceren dan verwacht. Röntgenstraling is een goede indicator van de magnetische veldsterkte van een ster. De ontdekking wijst er dus op dat deze sterren ook veel zwakkere magnetische velden hebben dan werd aangenomen (Nature, 28 juli). Omdat jonge sterren veel röntgenstraling produceren en sterke magnetische velden hebben, wijzen de Chandra-waarnemingen er ook op dat sterren in de loop van hun bestaan aan magnetische kracht inboeten. Dat is een ontwikkeling die bij zonachtige sterren inderdaad ook is waargenomen, maar die bij de veel lichtere dwergsterren niet werd verwacht, omdat deze een heel andere inwendige structuur hebben. Het magnetische veld van onze zon wordt veroorzaakt door gasstromingen in haar buitenste mantel die op ongeveer tweederde van de afstand tussen de kern en het oppervlak begint. Deze zogeheten convectiezone vertoont een heel ander rotatiegedrag dan de daaronder gelegen stralingszone. Deze laatste roteert als een star lichaam, terwijl de convectiezone een differentiële rotatie laat zien: bij de polen is de rotatie veel langzamer dan aan de evenaar. Veel astronomen denken dat het verschil in rotatiesnelheid tussen de beide zones de belangrijkste oorzaak is van het ontstaan van de magnetische velden in de zon. Dat zou ook verklaren waarom de magnetische kracht van sterren geleidelijk afneemt: in de loop van hun leven gaan sterren namelijk steeds langzamer draaien. Bij sterren die veel minder massa hebben dan de zon, gaat de convectiezone echter helemaal door tot in de kern. Aangenomen werd dat het magnetische veld van zulke sterren dus volledig voor rekening zou komen van de eigenlijke convectie: het op en neer stromen van heet gas. Omdat de convectie niet afneemt naarmate een ster ouder wordt, zouden de magnetische velden van zulke dwergsterren dus ook niet veel zwakker mogen worden. Dat dit blijkbaar toch gebeurt, kan erop wijzen dat het verschil in rotatiesnelheid op de grens tussen stralingszone en convectiezone een veel minder grote invloed heeft op de opwekking van magnetische velden in een ster. (EE)
→ Astronomers Gain New Insight into Magnetic Field of Sun and its Kin
27 juli 2016
Het merkwaardige object CX330, dat in 2009 is ontdekt door de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra, blijkt een wispelturige jonge ster te zijn. Dat volgt uit onderzoek van infraroodopnamen van het hemelgebied rond CX330. Die opnamen, gemaakt met de WISE-satelliet, laten zien dat het object omgeven is door warm stof. Door een inventarisatie te maken van al bestaande gegevens van een hele reeks telescopen en satellieten, hebben astronomen ontdekt dat CX330 vanaf 2007 honderden keren helderder is geworden. Dat maakt het aannemelijk dat het om een jonge ster gaat, die bezig is om materie aan te trekken uit een omringende schijf van gas en stof. Het vreemde is echter dat CX330 geen deel uitmaakt van een stervormingsgebied. Jonge sterren ontstaan doorgaans in groepen en voeden zich met het gas en stof van de kolossale interstellaire wolk waar ze deel van uitmaken. Maar CX330 is meer dan duizend lichtjaar verwijderd van de dichtstbijzijnde stellaire kraamkamer. Hoe CX330 zo geïsoleerd is geraakt, is nog onduidelijk. Mogelijk heeft hij wel ooit deel uitgemaakt van een stervormingsgebied, maar is hij daar uit geslingerd. Heel waarschijnlijk lijkt dit scenario echter niet, omdat de ster naar schatting nog geen miljoen jaar oud is en nog druk doende is om zijn omringende schijf ‘op te eten’. Als hij in die korte tijd naar zijn huidige positie zou zijn gemigreerd, zou hij die schijf onderweg moeten zijn kwijtgeraakt. Een andere mogelijkheid is dat CX330 op een andere manier is ontstaan dan de meeste andere sterren. Doorgaans ontstaan sterren uit kleine verdichtingen binnen één en dezelfde gaswolk, die vervolgens ‘vechten’ om de materie die in de wolk is achtergebleven. Er is echter ook een scenario denkbaar waarbij de wolk als geheel samentrekt tot één zware ster. CX330 zou een voorbeeld van dat laatste scenario kunnen zijn. Daar moet dan wel weer bij worden opgemerkt dat zich in zijn naaste omgeving nog meer sterren bevinden, die gewoon nog niet zijn gedetecteerd. (EE)
→ Loneliest Young Star Seen by Spitzer and WISE
19 juli 2016
Ons Melkwegstelsel heeft een rustig leven geleid; de laatste grote botsing en versmelting met een ander sterrenstelsel van formaat vond minstens 9 miljard jaar geleden plaats. Dat blijkt overduidelijk uit de ontdekking van een opmerkelijke X-vormige verdeling van sterren in het centrale deel van het Melkwegstelsel, waargenomen door de Amerikaanse infraroodtelescoop WISE.
Net als veel andere sterrenstelsels vertoont ons Melkwegstelsel een langgerekte balkstructuur in de kern. Zo'n centrale balk wordt in de loop van de tijd instabiel, waardoor sterren ook in meer verticaal georiënteerde banen rond het Melkwegcentrum gaan bewegen. Van 'buitenaf' gezien (zon en aarde bevinden zich in de buitendelen van het Melkwegstelsel) ontstaat dan een verdeling van sterren aan de hemel met een kenmerkende X-vormige structuur.
De X in het Melkwegcentrum was theoretisch al voorspeld, en er waren ook aanwijzingen voor gevonden in metingen van de COBE-satelliet. Maar op (bewerkte) infraroodwaarnemingen van WISE is de X nu beter te zien dan ooit. Omdat de centrale balk van een sterrenstelsel gemakkelijk verstoord raakt door botsingen met andere stelsels, blijkt uit de aanwezigheid van de mooie, symmetrische X dat ons Melkwegstelsel al miljarden jaren lang geen grote botsingen en versmeltingen heeft ondergaan; de waargenomen structuur van de balk wordt volledig bepaald door interne processen.
De nieuwe analyse is gepubliceerd in The Astronomical Journal. Grappig detail van het onderzoek is dat het op gang kwam nadat een Canadese astronoom de oorspronkelijke WISE-waarnemingen via Twitter met de rest van de wereld deelde. (GS)
→ X Marks the Spot for Milky Way Formation
12 juli 2016
Een internationaal team van astronomen, onder wie vier sterrenkundigen van de Universiteit van Amsterdam, hebben het bestaan bewezen van een zwaartekrachtskolk rond een zwart gat. De ontdekking verklaart een mysterie dat astronomen dertig jaar bezighield en opent de weg om theorieën over de zwaartekracht te testen. De sterrenkundigen publiceren hun bevindingen vandaag in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
In de jaren '80 ontdekten astronomen dat de röntgenstraling die van zwarte gaten komt, kan flikkeren. In het begin gaat dat flikkeren langzaam, zo eens in de tien seconden. In de dagen, weken en maanden daarna gaat het flikkeren steeds sneller tot zo tien keer per seconde. Vervolgens stopt het flikkeren.
In de jaren '90 vermoedden astronomen dat de flikkeringen, ofwel quasi-periodieke oscillaties, verband kunnen houden met een effect dat door de algemene relativiteitstheorie van Einstein is voorspeld.
Een draaiend object zou, in theorie, een soort zwaartekrachtskolk kunnen creëren. Zo'n zwaartekrachtskolk is te vergelijken met het ronddraaien van een lepel in een pot honing. De honing is dan de ruimte, de lepel het zwarte gat. Alles wat zich in de ruimte bevindt, wordt meegesleurd door de kolk die door het zwarte gat wordt veroorzaakt.
Adam Ingram (UvA) onderzoekt het flikkeren sinds 2009. Samen met collega's bedacht hij jaren geleden al een theoretische verklaring voor het verschijnsel. Nu is er dan eindelijk het bewijs.
Ingram en zijn collega's bestudeerden het zwarte gat H1743-322 in het sterrenbeeld Schorpioen op 28.000 lichtjaar van de aarde. Ze deden dat met een zeventig uur durende waarneemcampagne met ESA-ruimtetelescoop XMM-Newton en twintig uur met NASA-ruimtetelescoop NuSTAR.
Na analyse van de gegevens zagen ze schommelingen in de zogeheten ijzerlijn. Die schommelingen konden alleen verklaard worden door de theorie van de zwaartekrachtskolk.
Ingram: “Het mooie is dat we nu dus direct de beweging van materie kunnen meten in een sterk zwaartekrachtsveld in de buurt van een zwart gat. Bovendien hebben we potentieel nieuw gereedschap in handen om de algemene relativiteitstheorie op de proef te stellen." Dat laatste is iets waar veel astronomen en natuurkundigen mee bezig zijn, omdat ze vermoeden dat de algemene relativiteitstheorie niet compleet is.
→ Origineel persbericht
12 juli 2016
Het HAWK-I infraroodinstrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT) in Chili is gebruikt om dieper dan ooit tevoren in het hart van de Orionnevel te turen. Uit de spectaculaire opname blijkt dat zich hier ongeveer tien keer zoveel bruine dwergen en solitaire planeetachtige objecten bevinden dan tot nu toe werd aangenomen. Deze ontdekking roept grote twijfels op over het meest gangbare scenario voor de stervormingsgeschiedenis in Orion.
Een internationaal team heeft het grote vermogen van de HAWK-I infraroodcamera van ESO’s Very Large Telescope (VLT) benut om de Orionnevel dieper en uitgebreider dan ooit te onderzoeken. Dat heeft niet alleen een spectaculair mooie foto opgeleverd, maar ook het bestaan aan het licht gebracht van grote aantallen zwakke bruine dwergen en solitaire planeetachtige objecten. Het bestaan van deze lichte hemellichamen geeft inzicht in de spannende geschiedenis van de stervorming die zich binnen deze nevel heeft afgespeeld.
De beroemde Orionnevel heeft een omvang van ongeveer 24 lichtjaar. Hij is vanaf de aarde met het blote oog waarneembaar als een wazig vlekje in het ‘zwaard’ van het sterrenbeeld Orion. Net als bij andere gasnevels van dit type wordt het gas van de Orionnevel tot gloeien gebracht door de ultraviolette straling van de vele hete sterren die hier zijn geboren.
Omdat de Orionnevel relatief dichtbij is, is hij een ideaal proefobject om meer te weten te komen over het stervormingsproces, bijvoorbeeld om vast te stellen hoeveel sterren van verschillende massa’s er worden gevormd.
Het opwindende van de nieuwe foto is de onverwacht grote rijkdom aan zeer lichte objecten. Dat wijst erop dat er in de Orionnevel naar verhouding veel meer objecten met weinig massa worden gevormd dan in nabijere en minder actieve stervormingsgebieden.
Om het stervormingsproces in gebieden zoals de Orionnevel te leren begrijpen, tellen astronomen hoeveel objecten van verschillende massa’s daarin ontstaan [3]. Bij eerder onderzoek bleken objecten met ongeveer vier keer zo weinig massa als onze zon het talrijkst te zijn. De ontdekking van een overvloed aan nieuwe objecten met nog veel geringere massa’s heeft nu een tweede piek in de verdeling van de aantallen opgeleverd.
De waarnemingen doen ook vermoeden dat het aantal objecten van planetaire omvang wel eens veel groter zou kunnen zijn dan tot nu toe werd gedacht. De technologie om deze objecten routinematig te kunnen waarnemen bestaat nog niet, maar ESO’s European Extremely Large Telescope (E-ELT), die vanaf 2024 in bedrijf moet zijn, is mede voor dit doel ontworpen.
→ Origineel persbericht
7 juli 2016
NASA en ESA hebben een spectaculaire nieuwe Hubble-foto gepresenteerd van het overblijfsel van een ster die bijna duizend jaar geleden is geëxplodeerd. Deze ‘Krabnevel’ staat op een afstand van 6500 lichtjaar in het sterrenbeeld Stier. Hij is ontstaan nadat een uitgeputte ster zijn buitenste lagen met grote snelheid heeft weggeblazen. De nu gepresenteerde foto toont alleen het centrale deel van de Krabnevel, waar nog het rondtollende restant van de ontplofte ster te vinden is: een zogeheten neutronenster. Dit object heeft net zoveel massa als onze zon, maar dan samengeperst in een slechts enkele tientallen kilometers grote bol die 30 keer per seconde om zijn as draait. De Hubble-foto laat goed zien dat de neutronenster een sterke invloed uitoefent op zijn omgeving. Het materiaal in zijn onmiddellijke nabijheid is sterk in beweging. Dat blijkt uit de subtiele regenboogkleuren op de foto: deze zijn het gevolg van de verplaatsing van het materiaal tussen de ene opname en de andere. De foto’s van de ruimtetelescoop zijn opgebouwd uit losse opnamen die door verschillende kleurenfilters worden gemaakt. (EE)
→ Powerful processes at work
6 juli 2016
Astronomen hebben voor de eerste keer de samenstelling gemeten van een mislukt sterretje op iets meer dan 7 lichtjaar van de aarde. Daarbij zijn sterke aanwijzingen gevonden dat deze koude dwergster wolken van water of waterijs heeft. Het object in kwestie is in 2014 ontdekt in gegevens van de Amerikaanse infraroodsatelliet WISE. Sindsdien draagt het de aanduiding WISE 0855.WISE 0855 is een zogeheten bruine dwerg, een ster die niet genoeg gas heeft weten te verzamelen om energie op te wekken door middel van kernfusie. Bij lange na niet genoeg in dit geval, want WISE 0855 is bij vijfmaal de massa van de planeet Jupiter blijven steken. Hij lijkt dan ook meer op een gasplaneet dan een ster: zijn temperatuur ligt bij 23 graden onder nul. Eerdere waarnemingen van de bruine dwerg hadden al aanwijzingen opgeleverd dat zijn atmosfeer water bevat. En onderzoek met de infraroodspectrograaf van de Gemini-North-telescoop op Hawaï heeft dat nu bevestigd. Modelberekeningen op basis van deze spectrografische gegevens wijzen erop dat de atmosfeer van de ‘planeetster’ sterke overeenkomsten vertoont met die van Jupiter. Een significant verschil met de Jupiteratmosfeer is het ontbreken van fosfine – een verbinding van waterstof en fosfor. Bij Jupiter wordt het ontstaan van fosfine toegeschreven aan sterke atmosferische turbulenties. Het ontbreken ervan in het spectrum van WISE 0855 wijst erop dat de atmosfeer van deze bruine dwerg rustiger is. (EE)
→ Astronomers find evidence of water clouds in first spectrum of coldest brown dwarf
27 juni 2016
Ons Melkwegstelsel bevat mogelijk tienduizenden tot miljoenen zwarte gaten die net als Stealth-bommenwerpers onzichtbaar zijn op de astronomische 'radar'. Zwarte gaten zenden geen straling uit, maar verraden hun bestaan wanneer ze een baan beschrijven rond een gewone ster. Gas van de ster dat op het punt staat opgeslokt te worden door het zwarte gat zendt energierijke röntgenstraling uit. Op die manier zijn de meeste 'stellaire' zwarte gaten ontdekt, in zogeheten röntgendubbelsterren.
Astronomen hebben nu ontdekt dat een zeer zwakke bron van radiostraling in het sterrenbeeld Pegasus (aan de hemel vlak bij de bolvormige sterrenhoop M15) geen ver verwijderd sterrenstelsel is, maar op een veel kleinere afstand van slechts 7200 lichtjaar staat. Die afstand kon bepaald worden door zeer nauwkeurige metingen met netwerken van radiotelescopen, waaronder het Europese VLBI Netwerk, de Amerikaanse VLA-radiotelescoop en de radiotelescopen van Green Bank en Arecibo.
Met de röntgentelescoop Chandra is geen röntgenstraling van het object waarneembaar. De Hubble Space Telescope heeft op de positie van de radiobron (VLA J2130+12 geheten) een sterretje ontdekt dat vijf tot tien maal zo licht is als de zon. Kennelijk draait dit sterretje rond een 'onzichtbaar' zwart gat dat zó weinig materie opslorpt dat er geen röntgenstraling wordt geproduceerd, maar alleen een kleine hoeveelheid radiostraling. Dit 'Stealth'-zwarte gat zou een paar keer zo zwaar zijn als de zon.
Omdat het onderzoek (gepubliceerd in The Astrophysical Journal) slechts een zeer klein deel van de sterrenhemel beslaat, ligt de conclusie voor de hand dat het Melkwegstelsel vele tienduizenden of misschien zelfs wel miljoenen van zulke 'onzichtbare' zwarte gaten bevat. (GS)
→ Clandestine Black Hole May Represent New Population
27 juni 2016
Met een speciale camera op de 2,5-meter Irénée du Pont-telescoop op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili hebben Amerikaanse sterrenkundigen de afstanden tot 134 dwergsterren zeer nauwkeurig bepaald. Daarbij is gebruik gemaakt van de parallaxmethode: het feit dat we relatief nabijgelegen sterren in de loop van een jaar een piepklein beetje zien 'schommelen', als gevolg van de draaiing van de aarde rond de zon. Die schommelingen zijn groter naarmate de ster dichterbij staat; uit de parallaxmetingen kan dus de afstand worden afgeleid.
Onder de dwergsterren bevinden zich vele tientallen bruine dwergen - 'mislukte sterren' die niet groot en zwaar genoeg zijn om spontane waterstoffusie in hun inwendige te vertonen. Van 34 van de opgemeten dwergsterren was eerder helemaal geen afstand bekend.
Wanneer de afstand van een ster bekend is, kunnen ook veel andere eigenschappen nauwkeuriger worden bepaald, zoals de werkelijke lichtkracht, de driedimensionale positie in het heelal, de ruimtelijke snelheid, enzovoort. De metingen leveren daardoor meer inzicht op in de structuur en evolutie van bruine dwergen.
Dankzij de afstandsbepalingen konden indirect de leeftijden van twee bruine dwergen worden vastgesteld (tussen 30 en 50 miljoen jaar). Eén van de opgemeten dwergsterren wordt vergezeld door een gasplaneet ter grootte van Neptunus; nu de afstand bekend is, was het mogelijk om het soortelijk gewicht van deze planeet te bepalen; die blijkt relatief gering te zijn - minder dan de dichtheid van water.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ When It Comes to Brown Dwarfs, "How Far?" Is a Key Question
27 juni 2016
Tientallen sterren zijn bezig om met hoge snelheid snelheid aan ons Melkwegstelsel te ontsnappen. Recent theoretisch onderzoek wijst erop dat een aantal van deze ‘hogesnelheidssterren’ mogelijk is weggeslingerd door een fors zwart gat in het centrum van de Grote Magelhaense Wolk, een klein naburig sterrenstelsel (Astrophysical Journal Letters, 24 juni). Doorgaans wijzen astronomen juist het superzware gat in het centrum van de Melkweg – Sagittarius A* – als ‘sterrenversneller’ aan. Wanneer een dubbelster dicht langs dat zwarte gat scheert, wordt een van beide sterren onder invloed van de grote zwaartekracht ter plaatse met hoge snelheid worden weggeslingerd. Maar wat nu als de Grote Magelhaense Wolk óók een fors zwart gat in zijn centrum heeft? Dat is de vraag die twee astronomen van de universiteit van Cambridge zich hebben gesteld. Ervan uitgaande dat dit zwarte gat inderdaad bestaat en 100.000 zonsmassa’s ‘weegt’, hebben de beide astronomen berekend wat dat zou betekenen voor de populatie hogesnelheidssterren rond de Melkweg. Daaruit blijkt dat dit zou resulteren in een ‘overschot’ aan hogesnelheidssterren in de richting van de sterrenbeelden Leeuw en Sextant – een overschot dat inderdaad is waargenomen. Het nieuwe model doet nog een tweede voorspelling: ook in de omgeving van de Grote Magelhaense Wolk zou een aanzienlijk aantal hogesnelheidssterren te vinden moeten zijn. Dat gebied is tot nu toe nog niet erg goed verkend, maar daar wordt momenteel iets aan gedaan, onder meer door de Europese satelliet Gaia. Het hoeft dus niet zo lang te duren voor we weten of de Britse hypothese hout snijdt of niet. (EE)
→ Producing Runaway Stars
17 juni 2016
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de ‘tweedegeneratie’ ster BD+44 493 elementen bevat die nog nooit eerder bij een ster van dit type is waargenomen (Astrophysical Journal Letters, 17 juni). Hoe de eerste generatie sterren in de Melkweg er hebben uitgezien, zullen we waarschijnlijk nooit precies weten. Deze (kolossale) sterren zijn miljarden jaren geleden al met een supernova-explosie aan hun einde gekomen. Daarbij hebben de sterren de nog maagdelijke gaswolken in hun omgeving verrijkt met de zware elementen die zij tijdens hun korte leven hebben geproduceerd. Uit die gaswolken zijn weer nieuwe sterren ontstaan, die behalve waterstof en helium ook geringe hoeveelheden zwaardere elementen bevatten. Astronomen vermoeden dat BD+44 493, een rode reuzenster in het sterrenbeeld Andromeda, zo’n ster van de tweede generatie is. Uit onderzoek is namelijk gebleken dat hij 5000 keer zo weinig zware elementen bevat als onze zon. Indirect kunnen sterren als deze informatie geven over hun roemrijke voorgangers. Alles wat zij aan elementen zwaarder dan helium bevatten, is namelijk van die allereerste sterren afkomstig. Bij metingen met de Cosmic Origins Spectrograph van de Hubble-ruimtetelescoop is nu gebleken dat BD+44 493 behalve zink, dat al eerder bij een tweedegeneratie ster was waargenomen, ook de nog nooit eerder aangetoonde elementen fosfor en zwavel bevat. De onderlinge verhoudingen van de drie elementen zijn gebruikt om, door middel van modelberekeningen, de eigenschappen van de ster te ‘voorspellen’ die dit materiaal heeft verspreid. Deze berekeningen geven aan dat deze ster waarschijnlijk meer dan twintig keer zoveel massa had als onze zon, en met een relatief zwakke supernova-explosie is geëindigd. (EE)
→ Astrophysicists release new study of one of the first stars
14 juni 2016
De ster FU Orionis, die in 1936 materiaal uit zijn omringende schijf van gas en stof begon op te schrokken, is nog steeds niet uitgegeten. Dat blijkt uit infraroodwaarnemingen vanuit de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA. Wel lijkt het erop dat zijn eetlust wat afneemt. Tijdens zijn feestmaal in 1936, dat drie maanden duurde, werd de 1500 lichtjaar verre ster plots honderd keer zo helder als normaal. En de temperatuur in de hem omringende schijf – het restant van de gaswolk waaruit de ster is ontstaan – steeg daarbij tot 7000 graden. Hoewel zijn helderheid sindsdien geleidelijk is afgenomen, is FU Orionis nog steeds veel helderder dan vóór 1936. Om te onderzoeken waar de ster zijn blijvend grote helderheid aan te danken heeft, hebben astronomen hem bekeken met de 2,5-meter telescoop van SOFIA, die is ondergebracht in een aangepaste Boeing 747. De daarbij verzamelde infraroodgegevens zijn vergeleken met waarnemingen die in 2004 zijn gedaan met de infraroodsatelliet Spitzer. Ook andere gegevens die in de loop van de tijd zijn gedaan, werden bij het onderzoek betrokken. Een analyse van al deze gegevens laat zien dat de totale hoeveelheid energie die FU Orionis op zichtbare en infraroodgolflengten uitzendt de afgelopen twaalf jaar met ongeveer 13 procent is afgenomen. Daaruit kan worden afgeleid dat ongeveer 13 procent van het heetste materiaal rond de schijf verdwenen is. Hieruit trekken astronomen de conclusie dat de ster nog steeds bezig is om het binnenste (en heetste) deel van de omringende schijf leeg te eten. Alles bij elkaar zou hij in de loop van de afgelopen tachtig jaar ongeveer 18 Jupiter-massa’s aan materie hebben verorberd. Als FU Orionis zich blijft gedragen zoals computermodellen voorspellen, zal de voorraad heet materiaal pas over enkele eeuwen opraken. Naar verwachting zal de ster dan weer dezelfde aanblik vertonen als vóór 1936. Vermoed wordt dat onze zon kort na haar ontstaan, ruim 4 miljard jaar geleden, net zulk gedrag heeft vertoond als FU Orionis, die nog maar een paar honderdduizend jaar oud is. Dat zou de verklaring kunnen zijn voor het feit dat bepaalde chemische elementen meer voorkomen op Mars dan op de aarde. Een plotselinge opleving van de zon zou de chemische samenstelling van het materiaal in haar onmiddellijke nabijheid hebben veranderd. (EE)
→ Gluttonous Star May Hold Clues to Planet Formation
14 juni 2016
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om een complex organisch molecuul in de interstellaire ruimte op te sporen dat ‘chiraliteit’ vertoont (Science, 14 juni). Deze asymmetrische moleculen, die een ‘linkshandige’ en een ‘rechtshandige’ variant hebben, spelen een belangrijke rol in allerlei biologische processen. Het ontdekte molecuul, propeenoxide, bestaat uit 3 koolstof atomen, 6 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom. Het is opgespoord in een enorm stervormingsgebied in het sterrenbeeld Boogschutter: Sagittarius B2. Astronomen gaan ervan uit dat complexe moleculen als deze ontstaan in de ijslaagjes rond de stofdeeltjes die in grote aantallen in stervormingsgebieden worden aangetroffen. Zodra zich daar sterren hebben gevormd, verdampt het ijs en komen de moleculen in de omringende gaswolk terecht. Tot nu toe zijn meer dan 180 moleculen in de ruimte gedetecteerd. In het geval van propeenoxide is overigens niet duidelijk of de zwakke straling die de grote Green Bank-radiotelescoop heeft opgevangen van afkomstig is van linkshandige of rechtshandige moleculen, of een mengsel daarvan. Levende organismen op aarde gebruiken van veel soorten ‘chirale moleculen’ maar één van beide varianten. (EE)
→ Life's First Handshake: Chiral Molecule Detected in Interstellar Space
13 juni 2016
Jonge sterren die kleiner en lichter zijn dan de zon produceren grote hoeveelheden röntgenstraling - genoeg om het ontstaan van planeten rond deze sterren te bemoeilijken of zelfs te verhinderen. Dat blijkt uit röntgenwaarnemingen van pasgeboren sterren in de TW Hydra-associatie - een groep van sterren met leeftijden van ca. 8 miljoen jaar op 160 lichtjaar afstand van de aarde.
Pasgeboren sterren worden meestal omgeven door zogeheten protoplanetaire schijven: afgeplatte, ronddraaiende schijven van gas en stof waaruit in de toekomst planeten kunnen ontstaan. Uit de röntgenmetingen, verricht door het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory en de Europese röntgenmissies XMM-Newton en Rosat, blijkt nu dat jonge sterren die twee tot drie keer zo licht zijn als de zon veel röntgenstraling produceren - in verhouding aanzienlijk meer dan dwergsterretjes die tien keer zo licht zijn als de zon.
Metingen van de Amerikaanse infraroodkunstmaan WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) laten zien dat de sterren die relatief veel röntgenstraling uitzenden in veel gevallen ook niet langer omgeven worden door protoplanetaire schijven. Dat wijst erop dat die schijven eroderen en zelfs volledig kunnen verdwijnen onder invloed van de röntgenstraling.
In hun speurtocht naar planeten bij andere sterren richten astronomen zich bij voorkeur op sterren die kleiner en lichter zijn dan de zon, omdat de aanwezigheid van planeten bij zulke sterren eenvoudiger is vast te stellen. Uit het nieuwe onderzoek blijkt echter dat er bij veel van die sterren helemaal nooit planeten kunnen ontstaan. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ TW Hya Association: Smaller Stars Pack Big X-ray Punch For Would-be Planets
13 juni 2016
Astronomen van de universiteit van Delaware hebben ontdekt dat een bruine dwerg (‘mislukte ster’) op 63 lichtjaar van de aarde uitbarstingen vertoont die krachtiger zijn dan de zonnevlammen die onze zon produceert. Vrij opmerkelijk voor een klein object met een temperatuur van amper 2500 °C. De bruine dwerg, die 2MASS 0335+23 heet, is naar stellaire maatstaven heel jong: pas 23 miljoen jaar. Objecten als deze ontstaan op dezelfde manier als sterren: door het samentrekken van wolken van gas en stof. Maar anders dan volwaardige sterren worden ze niet groot en heet genoeg om waterstof tot helium te fuseren. Het gedrag van 2MASS 0335+23 bewijst echter dat hij, net als echte sterren, wel over een sterk magnetisch beschikt. Zijn snelle rotatie – bruine dwergen draaien in 5 uur eenmaal om hun as – doet de rest. Opnamen van de Kepler-satelliet laten zien dat de uitbarstingen van 2MASS 0335+23 twee tot vier minuten duren. Ze treden ongeveer eens per week op. (EE)
→ Failed Star Creates Its Own Spotlight In The Universe
7 juni 2016
Computersimulaties, uitgevoerd door wetenschappers van het Georgia Institute of Technology, bieden een verklaring voor het gegeven dat het centrum van onze Melkweg wemelt van de jonge sterren, terwijl oude sterren daar schaars zijn. Het lijkt erop dat er wel degelijk overblijfselen van oude rode reuzensterren moeten zijn, maar die zijn te zwak om waarneembaar te zijn met de bestaande telescopen. Met hun computersimulaties hebben de wetenschappers de mogelijkheid onderzocht dat deze rode reuzen enkele miljoenen jaren geleden tientallen procenten van hun massa zijn kwijtgeraakt. Dat zou zijn gebeurd doordat ze herhaaldelijk in botsing zijn gekomen met een accretieschijf – een dichte schijf van gas – rond het galactische centrum. Diezelfde schijf zou de geboorteplaats zijn geweest van de slechts enkele miljoenen jaren oude sterren die nu om het centrum cirkelen. De berekeningen laten zien dat rode reuzensterren – sterk opgezwollen oude sterren – bij elke tocht door zo’n accretieschijf flinke averij oplopen. Er vormt zich een boeggolf voor de ster en een lange komeetachtige staart van gas daarachter. Bij de botsingen zouden de sterren niet alleen massa zijn kwijtgeraakt, maar ook snelheid. Hierdoor zouden hun omloopbanen zijn gekrompen, en zijn ze dichter rond het zwarte gat in het Melkwegcentrum zijn gaan cirkelen. Het wachten is nu op waarnemingen die het bestaan van deze populatie van verzwakte rode reuzensterren kunnen aantonen. (EE)
→ Computer simulations shed light on the Milky Way's missing red giants
7 juni 2016
Astrofysici van de universiteit van Birmingham hebben de ‘geluiden’ opgevangen van enkele van de oudste sterren in onze Melkweg. De bron van deze ’resonante akoestische oscillaties’ is de ongeveer 13 miljard jaar oude bolvormige sterrenhoop M4 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Echt hoorbaar zijn die oscillaties niet, maar ze veroorzaken wel minuscule helderheidsveranderingen in het licht die de sterren uitzenden. Deze fluctuaties zijn geregistreerd door de NASA-satelliet Kepler, die vooral bekend is van zijn vele ontdekkingen van exoplaneten. Uit de ‘toonhoogte’ van de oscillaties kunnen astronomen allerlei eigenschappen van een ster afleiden, waaronder zijn massa en leeftijd. Maar tot nu toe beperkte dit zogeheten asteroseismologische onderzoek zich tot relatief jonge sterren. Nu het ook is gelukt bij zeer oude sterren, hopen de astronomen meer te weten te komen over de begintijd van onze Melkweg. En dat moet weer inzichten opleveren over het ontstaansproces van spiraalvormige sterrenstelsels als het onze. (EE)
→ Asteroseismologists listen to the relics of the Milky Way: sounds from the oldest stars in our Galaxy
6 juni 2016
Theoretici van de Lomonosov Moscow State University hebben de zogeheten initiële massafunctie van het Melkwegstelsel verklaard - een beschrijving van de relatieve aantallen van sterren met verschillende massa's in de ontstaansperiode van de Melkweg. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Daarbij ontstaan er veel meer sterren met een geringe massa dan sterren met een heel grote massa. Maar hoe die verhoudingen getalsmatig precies liggen - de initiële massafunctie - volgde niet automatisch uit de theorie voor het ontstaan van sterren.
De astronomen maakten gebruik van kennis uit de 'netwerk-wetenschap'. Daarbij wordt het ijle interstellaire medium beschouwd als een ruimtelijk netwerk waarin verdichtingen ontstaan volgens het principe van de preferentiële aantrekking. Op die manier bleek het mogelijk zijn om de initiële massafunctie van het Melkwegstelsel theoretisch te 'voorspellen', zonder specifieke veronderstellingen te doen.
Het resultaat van de nieuwe aanpak is dat sterren die tien keer zo zwaar zijn als de zon ongeveer 220 keer minder talkrijk zijn. Sterren die tien keer lichter zijn dan de zon, komen juist circa 220 keer zo veel voor. Dat stemt goed overeen met empirische bepalingen van de initiële massafunctie van het Melkwegstelsel.
Astronomen hopen de nieuwe methode in de toekomst te kunnen gebruiken om meer informatie te verkrijgen over de verscheidenheid en evolutie van sterren in het Melkwegstelsel. Vergelijkbare benaderingen kunnen ook meer zicht bieden op andere problemen in de astrofysica, zoals het ontstaan van de grote-schaalstructuur van het heelal. (GS)
→ Researchers use network theory to solve the mystery of stellar initial mass function (Phys.org)
31 mei 2016
Canadese radiosterrenkundigen hebben ontdekt dat de geboorte van nieuwe sterren letterlijk onder druk staat. Sterren ontstaan uit verdichtingen van gas en stof in uitgestrekte stervormingsgebieden zoals de Orionnevel. Wanneer zo'n 'kern' voldoende eigen zwaartekracht ontwikkelt, zal hij verder ineenstorten en kan er een ster (of een dubbelster of meervoudige ster) ontstaan. Waarnemingen met de Green Bank Telescope in West Virginia en met de James Clerk Maxwell Telescope op Hawaii hebben nu uitgewezen dat de kernen in de Orionnevel ook druk ondervinden van het omringende gas. Uit metingen aan de bewegingen van relatief koel gas blijkt dat het effect van die externe druk in de meeste gevallen zelfs groter is dan dat van de 'interne' zwaartekracht. (GS)
→ National Research Council study reveals the galaxy is under pressure to make stars (nieuwsbericht Newswire Canada)
31 mei 2016
Door de bewegingssnelheden te meten van bolvormige sterrenhopen hebben Canadese sterrenkundigen het Melkwegstelsel 'gewogen'. Het resultaat: de totale massa van het Melkwegstelsel - inclusief donkere materie - bedraagt ca. 700 miljard maal de massa van de zon, goed in overeenstemming met andere bepalingen.
Bolvormige sterrenhopen zijn gigantische verzamelingen van honderdduizenden sterren. Ze bewegein in allerlei richtingen rond het Melkwegstelsel. Daarbij worden hun snelheden bepaald door de totale hoeveelheid massa binnen hun omloopbaan.
Eerdere bepalingen van de Melkwegmassa op basis van de snelheden van bolhopen waren niet altijd even nauwkeurig: om de ruimtelijke snelheid van een sterrenhoop te kennen, moet je niet alleen de snelheid langs de gezichtsrichting bepalen, maar ook de eigenbeweging aan de hemel, en die is veel moeilijker te meten. De Canadese sterrenkundigen hebben nu een nieuwe analysemethode ontwikkeld waarbij het mogelijk is om de massa van het Melkwegstelsel toch vrij nauwkeurig te bepalen, ook wanneer niet van alle bolhopen precieze snelheidsmetingen bekend zijn.
De nieuwe resultaten worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal en zijn vandaag gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Winnipeg. (GS)
→ How Massive Is the Milky Way Galaxy?
31 mei 2016
Sterrenkundigen van de Universiteit van Manitoba in Canada hebben een relatie ontdekt tussen de oriëntatie van het magnetisch veld van supernovaresten en dat van ons Melkwegstelsel. De resultaten, gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, zijn deze week gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society (CASCA) in Winnipeg.
Supernovaresten zijn de uitdijende gasschillen van geëxplodeerde sterren. Waargenomen op radiogolflengten hebben ze vaak een asymmetrische, 'tweelobbige' structuur. De radiostraling wordt opgewekt door snel bewegende elektronen in een magnetisch veld; de asymmetrie zegt dus iets over de oriëntatie van dat magneetveld.
Volgens de Canadese astronomen hebben 80 van de ca. 300 bekende supernovaresten in ons Melkwegstelsel een dergelijke tweelobbige asymmetrie. Voor driekwart daarvan (ca. 60) blijkt er een verband te bestaan tussen de oriëntatie van het magneetveld in de supernovarest en de plaatselijke oriëntatie van het magnetisch veld van het Melkwegstelsel als geheel.
Het nieuw ontdekte verband kan meer licht werpen op ontstaan en evolutie van supernovaresten, en nieuwe informatie bieden over het magneetveld van het Melkwegstelsel. (GS)
→ Blowing Bubbles in the Milky Way's Magnetic Field
19 mei 2016
De sterren die we 's nachts aan de hemel zien, staan op zeer uiteenlopende afstanden. De waargenomen helderheid van een ster geeft daarover geen enkele informatie: het kan gaan om een zwak dwergsterretje dicht bij de zon, of om een gigantische reuzenster op duizenden lichtjaren afstand.
Om de afstand tot sterren direct te meten, maken astronomen gebruik van de zogeheten parallax-methode: als gevolg van de jaarlijkse beweging van de aarde om de zon is er sprake van een zeer kleine periodieke verandering in de richting waarin we een ster aan de hemel zien staan. Hoe dichterbij de ster staat, hoe groter die jaarlijkse parallax-beweging.
In het verleden heeft met name de Europese kunstmaan Hipparcos gedetailleerde parallaxmetingen aan vele tienduizenden sterren verricht. Het United States Naval Observatory (USNO) heeft nu een nieuwe parallaxcatalogus gepubliceerd, met resultaten voor ruim 112.000 sterren. De waarnemingen zijn in de afgelopen jaren verricht door het Flagstaff-station van de Amerikaanse marinesterrenwacht. De nieuwe URAT-catalogus (USNO Robotic Astrometric Telescope) bevat veel zwakke sterren, tot magnitude 17 - 25.000 keer zo zwak als de zwakste sterren die met het blote oog nog zichtbaar zijn.
In de toekomst zullen nieuwe, grotere parallaxcatalogi verschijnen, onder andere van de PanSTARRS-telescoop op Hawaii en van de Europese ruimtetelescooop Gaia. (GS)
→ How far away are our stellar neighbors? USNO releases the URAT Parallax Catalog
18 mei 2016
Hoe verander je een gewone ster in een ondermaatse bruine dwerg? Het verrassende antwoord: eet hem leeg. Dat is wat er is gebeurd in de merkwaardige dubbelster J1433, op 730 lichtjaar afstand van de aarde. Oorpsronkelijk draaiden hier twee gewone sterren om elkaar heen. Een van de twee is aan het eind van zijn leven ineengeschrompeld tot een witte dwerg - een kleine, compacte ster met een massa vergelijkbaar met die van de zon maar een middellijn niet veel groter dan die van de aarde. De tweede ster is in een zeer kleine omloopbaan rond de witte dwerg terechtgekomen (momenteel bedraagt de omlooptijd slechts 78 minuten), en hij heeft zijn buitenste gaslagen in de loop van de tijd verloren aan de witte dwerg, als gevolg van diens sterke zwaartektrachtsveld. De ster is daardoor 90 procent van zijn massa verloren, en is veranderd in een zogeheten bruine dwerg, waarin geen kernfusie van waterstof meer voorkomt. Momenteel is hij ongeveer 60 maal zo zwaar (en ongeveer even groot) als de reuzenplaneet Jupiter. De ontdekking, gedaan met de X-Shooter spectrograaf van de Europese Very Large Telescope in Chili, is vandaag gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Cannibalism Transforms Star into Brown Dwarf
17 mei 2016
In zijn laatste publicatie - onlangs postuum verschenen - komt de grote Amerikaanse astronoom Allan Sandage (samen met enkele collega's) tot de conclusie dat fysicus en kosmoloog George Gamow hem tien jaar vóór is geweest met een belangrijk inzicht op het gebied van de sterevolutie.
In de jaren vijftig ontdekte Allan Sandage (1926-2010) de ware aard van zogeheten subreuzen - een bepaalde klasse van sterren die in het Hertzsprung-Russell-diagram (waarin kleur en lichtkracht van sterren tegen elkaar worden uitgezet) een kleine maar opvallende groep vormen, ergens tussen de hoofdreeks en de rode reuzen in.
Sandage realiseerde zich dat deze subreuzen ook evolutionair gezien een tussenstadium vormen: sterren die eerst energie produceerden door waterstoffusie (hoofdreekssterren) bevinden zich enige tijd in het subreuzen-stadium voordat ze verder evolueren tot opgezwollen rode reuzenster.
Begin deze eeuw ontdekte Sandage een briefwisseling uit 1944 tussen George Gamow (een van de pioniers van de oerknaltheorie) en astronoom Walter Adams, waarin een door Gamow met de hand getekend Hertzsprung-Russell-diagram voorkomt. In dat diagram zijn de subreuzen gemarkeerd en in de brief gaat Gamow al in op hun evolutionaire rol - indertijd waren er 90 bekend, al werd hun belang door de meeste astronomen niet onderkend.
Sandage overleed in 2010, maar zijn collega's hebben het historisch onderzoek nu volledig afgerond en gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of the Pacific; op hun uitdrukkelijke verzoek is Sandage de eerste auteur van het artikel, waarmee het tevens zijn laatste publicatie is.
Sandage's bescheiden conclusie: als de astronomische gemeenschap halverwege de jaren veertig iets minder conservatief was geweest, zou het hele raamwerk van de sterevolutie veel eerder tot stand hebben kunnen komen. (GS)
→ Allan Sandage's Last Paper Unravels 100-Year-Old Astronomical Mystery
17 mei 2016
De sterren in de open sterrenhoop M67 draaien even snel om hun as als de zon. Dat wijst erop dat de zon in veel opzichten echt een heel gemiddelde ster is, en dat allerlei aspecten van de evolutie van sterren dus in detail bestudeerd kunnen worden door naar de zon te kijken.
De zon heeft een leeftijd van 4,6 miljard jaar. Volgens de standaardtheorieën over het ontstaan en de evolutie van sterren roteerde hij kort na zijn geboorte veel sneller om zijn as, en vertoonde hij een grotere magnetische activiteit, met onder andere kolossale zonnevlekken als resultaat. Inmiddels is de magnetische activiteit van de zon afgenomen, zijn de zonnevlekken die regelmatig zichtbaar zijn veel kleiner, en voltooit hij één rotatie in ongeveer 28 dagen.
Astronomen hebben nu met behulp van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler de rotatietijden bepaald van sterren in de open sterrenhoop M67, op een afstand van slechts ca. 3000 lichtjaar in het sterrenbeeld Kreeft. De sterren in deze sterrenhoop zijn 4 miljard jaar geleden tegelijkertijd ontstaan en zijn dus ongeveer even oud als de zon. Dankzij de relatief kleine afstand kon Kepler minieme helderheidsvariaties meten die het gevolg zijn van de aanwezigheid van zonnevlekken op de roterende sterren.
Uit het onderzoek blijkt dat de rotatietijd van de sterren in M67 gemiddeld 26 dagen bedraagt - goed in overeenstemming met de rotatieduur van de zon. Dat biedt steun aan het idee dat de draaisnelheid van sterren gebruikt kan worden als leeftijdsindicator, en dat de evolutie van de zon typerend is voor die van alle andere (zonachtige) sterren. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Other Suns got the right spin
12 mei 2016
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra is een filmpje gemaakt van de uitdijing van Tycho's Supernovarest. Dat is een inmiddels ca. 40 lichtjaar grote, uitdijende gaswolk die in 1572 werd geproduceerd bij een supernova-explosie in het sterrenbeeld Cassiopeia. Die explosie is gedetailleerd waargenomen en beschreven door de grote Deense astronoom Tycho Brahe.
Chandra is een röntgentelescoop in de ruimte. De röntgenstraling van Tycho's Supernovarest (die zich op ca. 10.000 lichtjaar afstand bevindt) ontstaat doordat het snel bewegende gas in de uitdijende schil zeer sterk verhit wordt door botsingen met de ijle interstellaire materie. Chandra heeft in de afgelopen 15 jaar vijf röntgenopnamen van de supernovarest gemaakt. Daarop is duidelijk de uitdijing van de gasschil te zien.
Door de röntgenwaarnemingen te vergelijken met radiowaarnemingen die verricht zijn met de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico is ook ontdekt dat de uitdijingssnelheid niet overal even groot is. De maximaal gemeten snelheid is ca. 19 miljoen kilometer per uur, maar in sommige delen van de nevel beweegt het gas inmiddels iets langzamer, als gevolg van een hogere dichtheid van het interstellaire medium. Door die snelheidsverschillen valt het geometrische centrum van de supernovarest niet meer exact samen met de plaats waar de oorspronkelijke ster is geëxplodeerd; volgens de onderzoekers, die hun resultaten gepubliceerd hebben in Astrophysical Journal Letters, bedraagt de offset inmiddels zo'n tien procent.
Tycho's Supernova was een zogeheten Type Ia-supernova - de explosie van een witte dwergster. Ia-supernova's worden onder andere gebruikt voor onderzoek aan de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. Een beter begrip van dit type explosies is dus indirect van groot belang voor de kosmologie. (GS)
→ Chandra Movie Captures Expanding Debris From a Stellar Explosion
9 mei 2016
Een zwart gat op 'slechts' 8000 lichtjaar afstand van de aarde vertoonde tijdens een uitbarsting in de zomer van 2015 een ongewoon krachtige 'wind' van neutrale waterstof- en heliumatomen, met een snelheid van ca. 3000 kilometer per seconde - één procent van de lichtsnelheid. Door die krachtige wind ontstond een uitdijende nevel rond het zwarte gat. De ontdekking is gedaan met de 10,4 meter Gran Telescopio Canarias (GTC) op het Canarische eiland La Palma - de grootste optische/infraroodtelescoop ter wereld. De resultaten zijn vandaag online gepubliceerd in Nature.
Het zwarte gat, V404 Cygni geheten, is ongeveer tien keer zo zwaar als de zon en beschrijft een baan rond een gewone ster. Gas van die ster wordt door het zwarte gat opgezogen; het hoopt zich op in een kolossale, hete 'accretieschijf', van waaruit het gas het zwarte gat in valt. Door de hoge temperatuur zendt het binnenste deel van die accretieschijf energierijke röntgenstraling uit.
Op 15 juni 2015, na een 'rustige' periode van 25 jaar, vertoonde V404 Cygni voor het eerst weer een krachtige uitbarsting, waarbij de röntgenhelderheid ongeveer één miljoen maal zo groot werd. De uitbarsting, vermoedelijk veroorzaakt door het plotseling opslokken van een grote hoeveelheid materie uit de accretieschijf, duurde slechts twee weken. Vanaf 17 juni 2015 werd V404 Cygni in het oog gehouden door de GTC-telescoop. Op basis van die waarnemingen vermoeden sterrenkundigen nu dat de relatief korte duur van de uitbarsting te maken heeft met het ontstaan van de waargenomen wind.
De hoop is dat de nieuwe metingen meer licht werpen op de manier waarop zwarte gaten materie uit hun omgeving opslokken. (GS)
→ Intense wind found in the neighbourhood of a black hole
4 mei 2016
De ster Zèta Andromedae vertoont, net als de zon, donkere vlekken op zijn oppervlak. Maar ze hebben heel andere eigenschappen dan zonnevlekken: ze zijn veel omvangrijker en komen zelfs aan de polen van de ster voor (Nature, 4 mei). Zonnevlekken zijn (relatief) koele, donkere gebieden op het oppervlak van de zon die ontstaan waar sterke magnetische velden de aanvoer van warmte en energie uit het inwendige blokkeren. Op de zon komen ze alleen voor binnen twee stroken aan weerszijden van de evenaar. Bij Zèta Andromedae is dat anders: de vlekken op deze ster zijn niet alleen veel groter, maar kunnen echt overal opduiken. Maar merkwaardig genoeg zijn nooit tegelijkertijd vlekken op het noordelijk én het zuidelijk halfrond van de ster te zien. De grote verschillen met de zon worden toegeschreven aan het feit dat Zèta Andromedae – een heldere reuzenster die 15 keer zo groot is als de zon – een kleinere ster als begeleider heeft. De interacties met de begeleidende ster hebben ertoe geleid dat de reuzenster, ondanks zijn kolossale afmetingen, sneller om zijn as draait dan de zon. Dit resulteert in ongewoon sterke magnetische velden. De vlekken op het oppervlak van Zèta Andromedae zijn in kaart gebracht met de CHARA Array: een rijtje van zes relatief kleine telescopen die maximaal 330 meter uit elkaar staan. Met deze ‘interferometer’ kunnen details op de oppervlakken van sterren worden vastgelegd – iets waar zelfs de grootste enkelvoudige telescopen niet toe in staat zijn. (EE)
→ ‘Starspot’ Images Give Insights Into Early Sun
22 april 2016
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat zich in de binnenste 2000 lichtjaar van ons Melkwegstelsel een populatie van zeer oude sterren schuilhoudt. De omloopbanen van deze sterren, die meer dan 10 miljard jaar oud zijn, vertonen een grote mate van willekeur. De astronomen hebben met de Anglo-Australian Telescope op Siding Spring (Australië) een klasse van oude sterren onder de loep genomen die bekendstaan als RR Lyrae-sterren. Deze pulserende sterren vertonen helderheidsvariaties met een periode van ruwweg een dag, en behoren tot de zogeheten ‘standaardkaarsen’. Er bestaat een duidelijk verband tussen de absolute helderheid van deze sterren en hun pulsatieperiode, wat het mogelijk maakt om hun afstanden te bepalen. RR Lyrae-sterren worden alleen aangetroffen in oude sterpopulaties, zoals die in bolvormige sterrenhopen en in de kern van ons Melkwegstelsel. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de RR Lyrae-sterren op die laatste locatie zich merkwaardig gedragen. Waar de wat jongere sterren allemaal in ruwweg dezelfde richting om het galactisch centrum draaien, vertonen de banen van RR Lyra een veel grotere mate van willekeur. Dat laatste wijst erop dat deze sterren – die waarschijnlijk tot de oudste van onze Melkweg behoren – op grotere afstand van het centrum zijn ontstaan. Om daar meer te weten over te komen, willen de astronomen het exacte ’metaalgehalte’ – de hoeveelheid elementen zwaarder dan helium – van de RR Lyrae-sterren gaan meten. Hoe lager dat gehalte, des te ouder ze zijn. (EE)
→ Cosmic Beacons Reveal the Milky Way's Ancient Core
21 april 2016
De meeste kosmische straling die vanuit ons eigen Melkwegstelsel op de aarde af komt, is afkomstig van (ontploffende) zware sterren in nabije sterrenhopen. Dat blijkt uit waarnemingen met de Cosmic Ray Isotope Spectrometer (CRIS) aan boord van de NASA-satelliet ACE (Science, 22 april). In de zeventien jaar dat CRIS zich in de ruimte bevindt, heeft het instrument ongeveer 300.000 atoomkernen van het element ijzer gedetecteerd die van buiten ons zonnestelsel afkomstig zijn. Vijftien van die atoomkernen zijn zwaarder dan normale ijzerkernen: het betreft een radioactieve isotoop van het element ijzer, die ijzer-60 wordt genoemd. Omdat ijzer-60 een halfwaardetijd van 2,6 miljoen jaar heeft, wordt de oorsprong van de ijzerkernen gezocht bij een supernova-explosie op maximaal 2000 lichtjaar van de aarde, die ergens in de laatste paar miljoen jaar moet hebben plaatsgevonden. Binnen een straal van 2000 lichtjaar zijn een stuk of twintig kleine sterrenhopen te vinden waar zich recent supernova-explosies kunnen hebben afgespeeld. Eerdere CRIS-metingen van isotopen van nikkel en kobalt hebben laten zien dat er tussen het ontstaan van de galactische kosmische straling en de versnelling van de daarin aanwezige atoomkernen een onderbreking van minstens 100.000 jaar zit. Dat betekent dat de gedetecteerde kernen niet rechtstreeks door één supernova de ruimte in worden geschoten. Het materiaal van de supernova wordt pas verspreid wanneer er een eindje verderop nóg een supernova—explosie plaatsvindt. Het is de schokgolf van die tweede supernova die de atoomkernen doet versnellen. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn in overeenstemming met de conclusies van enkele andere recente onderzoeken, waarvan de resultaten de afgelopen weken zijn gepubliceerd. Bij deze onderzoeken is ijzer-60 aangetoond in sedimenten op de oceaanbodem en in bodemmonsters van de maan. (EE)
→ Microscopic ‘Clocks’ Time Distance To Source Of Galactic Cosmic Rays
21 april 2016
Ter gelegenheid van de 26ste verjaardag van de Hubble-ruimtetelescoop is een nieuwe opname gepresenteerd van de zogeheten Zeepbelnevel. Dit object, dat officieel NGC 7635 heet, is een vrijwel bolvormige wolk van gas en stof met een ster daarbinnen. De Zeepbelnevel staat op een afstand van 8000 lichtjaar in het sterrenbeeld Cassiopeia. Het object werd in 1787 voor het eerst opgemerkt door de Britse astronoom William Herschel en is al verschillende keren eerder door ‘Hubble’ gefotografeerd. Vanwege de grote omvang van de nevel, was op eerdere opnamen echter steeds maar een stukje ervan te zien. De nu gepresenteerde foto – een mozaïek van vier nieuwe opnamen – toont de ‘zeepbel’ in zijn volle glorie. De vrijwel volmaakt symmetrische schil van gas en stof is het resultaat van een krachtige uitstoot van gas – de zogeheten sterrenwind – van de ster die links bovenin te zien is. Deze zeer hete ster, die tien tot twintig keer zoveel massa heeft als de zon, blaast het omringende interstellaire gas en stof alle kanten op. Merkwaardig is wel dat de ster bepaald niet in het centrum van de Zeepbelnevel staat. Astronomen zijn het er nog niet over eens hoe deze situatie is ontstaan. De grote wolk van moleculair gas die de ster omringt, probeert de uitdijing van de zeepbel tegen te houden. Maar voorlopig verliest hij de strijd: de Zeepbelnevel, die al ongeveer tien lichtjaar meet, wordt per uur 100.000 kilometer groter. (EE)
→ Hubble captures birthday bubble
18 april 2016
Amerikaanse en Mexicaanse onderzoekers hebben op de jaarbijeenkomst van de American Physical Society een nieuwe kaart van de sterrenhemel gepresenteerd, waarop de herkomst zichtbaar is van de meest energierijke gammastraling uit het heelal. De meeste bronnen van deze VHE-gammastraling (very high energy) bevinden zich in ons eigen Melkwegstelsel, maar op de kaart zijn ook enkele actieve sterrenstelsels te zien, zoals Markarian 421 en Markarian 501.
De kaart is gebaseerd op metingen die in het afgelopen jaar verzameld zijn door het High Altitude Water Cherenkov-observatorium (HAWC) - een verzameling van 300 grote tanks met ultrapuur water op 4100 meter hoogte op de Sierra Negra in Mexico. Energierijke gammastraling (of hoogenergetische geladen deeltjes) uit het heelal produceren in de aarde dampkring een 'waterval' aan secundaire deeltjes; die deeltjesregen veroorzaakt in de watertanks een zwak lichtschijnsel (Cherenkov-straling) dat met behulp van zeer gevoelige detectoren wordt geregistreerd.
HAWC is veel gevoeliger en heeft vooral ook een veel hogere 'gezichtsscherpte' dan zijn kleinere voorganger Milagro in het noorden van de Amerikaanse staat New Mexico. Zo bleek dat de bekende VHE-bron TeV J1930+188 in werkelijkheid uit meerdere 'hot spots' bestaat. (GS)
→ HAWC Gamma-Ray Observatory Reveals New Look at the Very-high-energy Sky
14 april 2016
De ruimtesonde Cassini, die al twaalf jaar om de planeet Saturnus cirkelt, heeft stofdeeltjes gedetecteerd die waarschijnlijk van buiten ons zonnestelsel afkomstig zijn. Het gaat om een gering aantal: slechts 36 van de miljoenen ijsrijke stofdeeltjes die Cassini’s Cosmic Dust Analyser heeft geregistreerd, hebben een signatuur die erop wijst dat ze uit de interstellaire ruimte afkomstig zijn (Science, 15 april). Dat laatste wordt onder meer afgeleid uit de grote snelheden waarmee de stofdeeltjes bewogen: 72.000 kilometer per uur – snel genoeg om uit ons zonnestelsel te kunnen ontsnappen. Ook de afwijkende samenstelling van de deeltjes wijst op hun exotische afkomst: ze bestaan uit een mengsel van vaste mineralen, en niet uit ijs. Opvallend is dat de samenstelling van de deeltjes, die dus verspreid over een lange periode werden opgevangen, heel uniform is. Dat betekent dat het ijle materiaal in de Lokale Interstellaire Wolk – waar de deeltjes vandaan zouden komen – homogeen moet zijn. Mogelijk zijn de deeltjes – onder invloed van de schokgolven van exploderende sterren – een aantal keren verdampt en opnieuw gecondenseerd voordat ze in ons zonnestelsel terechtkwamen. Het is niet voor het eerst dat een ruimtesonde interstellaire stofdeeltjes heeft opgepikt. Eerder deden ook de ruimtesondes Ulysses en Stardust dat. (EE)
→ Interstellar dust intercepted at Saturn
12 april 2016
In de buitendelen van het Melkwegstelsel is een wijde dubbelster ontdekt die met extreem hoge snelheid door de ruimte beweegt. De snelheid van de dubbelster, PB3877 geheten, is bijna gelijk aan de ontsnappingssnelheid van het Melkwegstelsel. De herkomst van de ster is vooralsnog een raadsel.
In de afgelopen tien jaar zijn ruim twintig supersnelle sterren in het Melkwegstelsel ontdekt; in alle gevallen gaat het om enkelvoudige sterren. Sommige lijken afkomstig te zijn uit de kern van het Melkwegstelsel: een dubbelster die op kleine afstand langs het superzware zwarte gat in de Melkwegkern beweegt, kan uiteengerukt worden, waarbij één van de twee componenten met hoge snelheid wordt weggeslingerd.
PB3877 werd in 2011 al ontdekt, maar pas onlangs hebben nieuwe spectroscopische waarnemingen uitgewezen dat het hier om een wijde dubbelster gaat. De heldere, hete hoofdster is half zo zwaar als de zon maar vijf keer zo heet; de koelere begeleider weegt 0,7 zonsmassa's en heeft een oppervlaktetemperatuur van ca. 4500 graden. De dubbelster bevindt zich op ca. 18.000 lichtjaar afstand van de aarde.
PB3877 kan onmogelijk afkomstig zijn uit het Melkwegcentrum, zo blijkt uit de baan die de ster door de buitendelen van het stelsel beschrijft. Bovendien zou een wijde dubbelster niet intact blijven wanneer hij op kleine afstand langs het centrale zwarte gat beweegt. Maar ook andere mogelijke versnellingsmechanismen, zoals sterbotsingen en supernova-explosies, kunnen om die reden uitgesloten worden.
In een artikel in Astrophysical Journal Letters suggereren de astronomen dat de supersnelle dubbelster mogelijk afkomstig is van buiten het Melkwegstelsel. Het zou zelfs kunnen gaan om een tijdelijke bezoeker: afhankelijk van zijn snelheid en van de hoeveelheid donkere materie in het Melkwegstelsel kan de ster het Melkwegstelsel misschien weer uitvliegen. (GS)
→ New Hypervelocity Binary Star Challenges Dark Matter, Stellar Acceleration Models
11 april 2016
Astronomen van de Universiteit van Hong Kong hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de afstanden tot zogeheten planetaire nevels nauwkeuriger te bepalen. Een planetaire nevel is de uitdijende gasschil die een zonachtige ster aan het eind van zijn leven de ruimte in blaast. Er zijn er vele honderden bekend; beroemde exemplaren zijn de Ringnevel in het sterrenbeeld Lier en de Helixnevel in de Waterman. Voor veel planetaire nevels was het tot nu toe echter niet eenvoudig om de afstand nauwkeurig te bepalen.
De nieuwe methode maakt gebruik van drie metingen: de schijnbare middellijn van de nevel aan de sterrenhemel, de helderheid van de nevel op de golflengte van geïoniseerd waterstofgas, en de mate van roodverkleuring van het nevellicht door interstellaire absorptie. Uit de laatste twee metingen kan de (gecorrigeerde) 'oppervlaktehelderheid' van de nevel worden berekend; die blijkt gerelateerd te zijn aan de werkelijke middellijn van de nevel in lichtjaren. Door die weer te vergelijken met de schijnbare middellijn aan de hemel is de afstand te berekenen.
De drie sterrenkundigen hebben de nieuwe methode gekalibreerd aan de hand van ca. 300 planetaire nevels waarvan de afstand op een andere manier al vrij precies was bepaald. De nieuwe methode heeft een nauwkeurigheid van ca. 20 procent. (GS)
→ Persbericht University of Hong Kong
6 april 2016
Een internationaal team van wetenschappers heeft bewijs gevonden dat er – relatief kort geleden – in de omgeving van ons zonnestelsel een aantal supernova-explosies hebben plaatsgevonden. Een klein deel van het radioactieve ‘puin’ dat daarbij vrijkwam is op aarde neergeregend (Nature, 7 april). Minuscule hoeveelheden van het supernova-materiaal, waaronder het isotoop ijzer-60, zijn op de oceaanbodem terechtgekomen. Uit het onderzoek blijkt dat het meeste ijzer-60 te vinden is in sediment dat in ouderdom uiteenloopt van 1,7 tot 3,2 miljoen jaar. Die brede periode wijst er volgens de onderzoekers op dat er kort na elkaar meerdere supernova-explosies hebben plaatsgevonden. Ook zijn sporen gevonden van een eerdere supernova, die zich ongeveer 8 miljoen jaar geleden zou hebben voorgedaan. De onderzoekers schatten dat de ster-explosies zich hebben afgespeeld op ongeveer 300 lichtjaar van de aarde. Waarschijnlijk maakten de sterren deel uit van de ‘Scorpius-Centaurus-associatie’, een sterrenhoop die inmiddels al wat verder van ons verwijderd is. Hoewel de aarde na de explosies moet hebben blootgestaan aan een bombardement van verhevigde kosmische straling, heeft dat waarschijnlijk weinig schade aangericht: daarvoor stonden de ontploffende sterren te ver weg. Mogelijk zijn de supernova’s wel van invloed geweest op het aardse klimaat, dat vanaf 2,6 miljoen jaar geleden werd gekenmerkt door een reeks ijstijden. Volgens sommige theorieën kan de kosmische straling van supernova’s een toename van de bewolking en een daling van de temperatuur op aarde veroorzaken. (EE)
→ Supernovae Showered Earth With Radioactive Debris
5 april 2016
De gangbare theorieën over het ontstaan van dubbele superzware zwarte gaten kunnen de prullenbak in. Dat concluderen Amerikaanse radioastronomen in een artikel in The Astrophysical Journal op basis van jarenlange metingen aan tientallen millisecondepulsars in ons eigen Melkwegstelsel.
Millisecondepulsars (zeer snel roterende compacte sterren) produceren extreem regelmatige pulsjes van radiostraling. De aankomsttijdstippen van die radiopulsjes zouden in de loop van vele jaren subtiele variaties moeten laten zien als gevolg van zeer laagfrequente zwaartekrachtgolven, zoals die geproduceerd worden door dubbele zwarte gaten in de kernen van andere sterrenstelsels.
NANOGrav - een samenwerkingsverband van Amerikaanse radioastronomen die waarnemingen doen met de 110-meter Green Bank Telescope in West-Virigina en de 305-meter Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico - heeft nu een analyse gepubliceerd van metingen die in de afgelopen negen jaar zijn verricht aan 54 millisecondepulsars. In de metingen zijn nog geen aanwijzingen gevonden voor het bestaan van de voorspelde laagfrequente zwaartekrachtgolven. Ook een eerdere analyse van Australische pulsarwaarnemingen leverde geen resultaat.
Dubbele zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels ontstaan wanneer afzonderlijke stelsels met elkaar botsen en versmelten. De verwachting is dat na verloop van lange tijd ook de twee centrale zwarte gaten met elkaar zullen versmelten. In de periode waarin de twee superzware zwarte gaten op niet al te grote onderlinge afstand om elkaar heen draaien, met omlooptijden van verscheidene jaren, zouden ze detecteerbare zwaartekrachtgolven moeten produceren.
Het feit dat de voorspelde golven tot nu toe niet zijn ontdekt, kan twee dingen betekenen. Misschien spiralen de twee superzware zwarte gaten veel minder snel naar binnen dan algemeen wordt aangenomen. Ze blijven dan op veel grotere onderlinge afstand, en produceren geen waarneembare zwaartekrachtgolven. Of misschien naderen ze elkaar juist veel sneller, en smelten ze in veel kortere tijd samen. In dat geval is het aantal dubbele superzware zwarte gaten in het heelal gewoon veel kleiner dan gedacht.
Naarmate er in de loop van de jaren meer pulsarwaarnemingen beschikbaar komen, zullen ook zwakkere laagfrequente zwaartekrachtgolfsignalen gedetecteerd kunnen worden. Australische, Amerikaanse en Europese radioastronomen werken hiertoe samen in de International Pulsar Timing Array. De verwachting is dat er binnen hooguit een paar jaar toch iets gemeten zal worden. (GS)
→ Gravitational Wave Search Provides Insights into Galaxy Evolution and Mergers
31 maart 2016
Astronomen hebben een witte dwergster ontdekt waarvan de atmosfeer vrijwel geheel uit zuurstof bestaat (Science, 1 april). Dat is opmerkelijk, omdat de atmosferen van verreweg de meeste witte dwergen uit de lichtere gassen waterstof en helium bestaan. Een witte dwerg ontstaat wanneer een ‘lichte’ ster zoals onze zon aan het einde van zijn bestaan zijn buitenste lagen afstoot. Daarbij blijft een compact object ter grootte van de aarde over, dat nog altijd minstens een halve zonsmassa aan materie bevat. In zo’n witte dwerg zijn zware elementen als koolstof en zuurstof gewoonlijk in de kern te vinden, terwijl de buitenste lagen juist uit de lichtste elementen – waterstof en helium – bestaan. Een Duits/Braziliaans team heeft nu echter een witte dwerg opgespoord die zijn buitenste lagen lijkt te zijn kwijtgeraakt. Behalve zuurstof bevat de huidige atmosfeer van ‘SDSSJ1240+6710’ ook kleine hoeveelheden van de nog zwaardere elementen neon en magnesium. Er zijn inderdaad sterren die, voordat ze in een witte dwerg veranderen, deze elementen kunnen produceren. Maar in dat geval zou een witte dwerg van meer dan een zonsmassa moeten achterblijven, terwijl SDSSJ1240+6710 bij 0,56 zonsmassa blijft steken. Een eenduidige verklaring voor het bestaan van dit buitenbeentje is er nog niet. Mogelijk is hij zijn buitenlagen kwijtgeraakt door de interactie met een begeleidende ster of door een late thermonucleaire opleving. (EE)
→ White dwarf star exhibits an unusual atmosphere of oxygen
31 maart 2016
Astronomen hebben een flink aantal bruine dwergen – ‘mislukte sterren’ – ontdekt die om echte sterren draaien. Daarmee lijkt een einde te zijn gekomen aan het mysterieuze tekort aan stellaire begeleiders van geringe massa. De meeste sterren in onze Melkweg hebben begeleiders. Vaak zijn dat sterren van vergelijkbare massa of planeten. Daartussenin bestaat nóg een categorie van hemellichamen: die van de bruine dwergen. Deze objecten zijn veel groter dan een planeet als Jupiter, maar te klein om zoveel energie te produceren als een volwaardige ster. Omdat het heelal wemelt van de sterren, én van de planeten, is er eigenlijk geen goede reden om aan te nemen dat bruine dwergen schaars zijn. En dus zouden er ook heel wat bruine dwergen moeten bestaan die om een normale ster cirkelen. Maar bijna alle bruine dwergen die tot nu toe waren opgespoord, zwerven in hun eentje door de ruimte – in de nabijheid van sterren werden maar enkele tientallen aangetroffen. Bij een nieuwe survey, die overigens niet specifiek gericht is op het opsporen van bruine dwergen, zijn nu echter 112 bruine dwergen ontdekt die rond een normale ster draaien. Daarmee is het aantal stellaire begeleiders van het type bruine dwerg in één klap verdrievoudigd. De nu ontdekte bruine dwergen zijn niet rechtstreeks waargenomen: ze verraden hun bestaan doordat ze de ster waar ze omheen draaien een beetje aan het schommelen brengen – net zoals een planeet dat doet. Bij het zoeken naar planeten wordt echter vooral gekeken naar sterren die op onze zon lijken. En uit de nieuwe survey blijkt dat de meeste bruine dwergen juist bij veel zwaardere sterren te vinden zijn. Dat verklaart waarom tot nu toe zo weinig van die bruine dwergen werden gevonden. Maar het roept ook onmiddellijk de vraag op waarom vooral zware sterren erin slagen bruine dwergen aan zich te binden. (EE)
→ An Oasis in the Brown Dwarf Desert – Astronomers Surprised, Relieved
30 maart 2016
De supernova-explosie die zich ruim een eeuw geleden (onopgemerkt) afspeelde in het centrum van onze Melkweg is waarschijnlijk veroorzaakt doordat twee witte dwergsterren met elkaar in botsing kwamen. Tot die conclusie komen astronomen na analyse van gegevens van de röntgensatelliet Chandra en de Jansky VLA-radiotelescoop. De supernova speelde zich af in een stofrijke omgeving, waardoor de explosie niet rechtstreeks te zien was. Wel is in 1984 het restant ervan – de bolvormige gasschil G1.9+0.3 – opgespoord. Dat gebeurde met de VLA-radiotelescoop, waarmee astronomen door het galactische stof heen kunnen kijken. Met Chandra en de VLA is het uitdijen van G1.9+0.3 gevolgd. Uit de gegevens die in de loop van de jaren zijn verzameld blijkt dat het supernovarestant op röntgen- en radiogolflengten geleidelijk helderder is geworden. Dat is kenmerkend voor een supernova-explosie die is veroorzaakt door een botsing tussen twee witte dwergen – de compacte overblijfselen van zonachtige sterren. Daarmee is opnieuw een aanwijzing gevonden dat veel, of misschien wel alle, supernova’s van het type waartoe G1.9+0.3 behoort (type Ia) door botsende witte dwergsterren worden veroorzaakt. Een explosie als deze zou ook kunnen ontstaan als een enkelvoudige witte dwergster een flinke hoeveelheid materie van een begeleidende normale ster heeft opgeslokt. De leeftijd van G1.9+0.3 is in de loop van de jaren verschillende keren bijgesteld. Volgens de eerste schattingen zou de supernova minder dan 1000 jaar geleden hebben plaatsgevonden. Later is dat bijgesteld tot hooguit 150 jaar, en op basis van de nieuwe analyse komen astronomen zelfs uit op ongeveer 110 jaar. (EE)
→ Trigger For Milky Way’s Youngest Supernova Identified
22 maart 2016
Dankzij een nieuw evolutiemodel voor zonachtige sterren, ontwikkeld door astronomen van de University of Rochester, hopen sterrenkundigen in de toekomst de leeftijden van sterren nauwkeuriger te kunnen vaststellen. Momenteel lukt dat eigenlijk alleen goed wanneer de ster deel uitmaakt van een (open of bolvormige) sterrenhoop. Van sterren die solitair door het Melkwegstelsel bewegen, is het bepalen van de leeftijd veel moeilijker.
Het nieuwe evolutiemodel beschrijft op een samenhangende wijze hoe verschillende waarneembare eigenschappen van een ster in de loop van de tijd veranderen: de rotatiesnelheid, het massaverlies in de vorm van de zogeheten sterrenwind, de intensiteit van de röntgenstraling van de ster, en de gemiddelde sterkte van het magnetisch veld. Niet eerder zijn al die eigenschappen onderling met elkaar in verband gebracht in een evolutiemodel.
Volgens het nieuwe model vertonen jonge zonachtige sterren een grote verscheidenheid in deze eigenschappen, maar worden de onderlinge verschillen kleiner naarmate de ster op leeftijd komt. De voorspellingen van het model zijn geijkt aan waarnemingen van onze eigen zon. De hoop is dat toekomstige verfijningen het mogelijk zullen maken om de leeftijden van andere sterren veel nauwkeuriger te bepalen dan nu het geval is. De nieuwe resultaten zijn beschreven in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ A new way to determine the age of stars?
16 maart 2016
Een internationaal team van wetenschappers heeft een galactische deeltjesversneller ontdekt die met nog nooit vertoonde energie kosmische straling de ruimte in slingert. De onderzoekers vermoeden dat het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg verantwoordelijk is. De wetenschappers, verenigd in het H.E.S.S.-consortium, publiceren hun bevindingen woensdagavond in Nature. Al ruim dertig jaar brengt een consortium van 42 instituten in twaalf landen (waaronder onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam) de gammastraling in kaart die uit de buurt van het centrum van onze Melkweg komt. Nu hebben de onderzoekers voor het eerst de precieze bron van deze kosmische straling aangewezen: het superzware zwarte gat in het galactisch centrum. Voor wetenschappers was het al een eeuw een raadsel waar de deeltjes vandaan komen die met hoge energie op de aardse atmosfeer botsen. Van de meeste van deze deeltjes is het namelijk gewoonweg onmogelijk om de bron te herleiden. De deeltjes, zoals protonen, elektronen en atoomkernen, zijn namelijk elektrisch geladen en worden daardoor afgebogen door de magnetische velden die ze op hun weg door de ruimte tegenkomen. Gelukkig is er ook gammastraling. Die reist in een rechte lijn en trekt zich niks aan van magneetvelden op de route. De gammastraling is dus wél te herleiden tot hun bron. En dat is nu, na intensief speurwerk, gebeurd. De onderzoekers van het High Energy Stereoscopic System-consortium (H.E.S.S.-consortium) gebruikten daarvoor een groep van gekoppelde telescopen in Namibië. Tien jaar geleden hadden de onderzoekers al door dat er ergens rond het centrum van onze Melkweg een of meer gammastralingsbronnen moesten zijn, maar wat en hoe precies, dat was lastig te zeggen. Mogelijke ‘daders’ waren onder andere supernova-resten, clusters van zware sterren en het zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Door stug doormeten, konden de onderzoekers het zwarte gat in de kern van onze Melkweg als verantwoordelijke aanwijzen. De galactische versneller is ongeveer 100 keer zo krachtig als de LHC-versneller van CERN die ‘slechts’ 13 teraelektronvolt haalt. Het zwarte gat is daarmee de eerste peta-elektronvoltversneller ooit ontdekt
16 maart 2016
Een internationaal team van astronomen is erin geslaagd om de grootte te meten van het centrale gat van de accretieschijf rond een neutronenster. Ook is de sterkte van het magnetische veld van het compacte object bepaald. De onderzochte neutronenster maakt deel uit van de röntgendubbelster Aquila X-1, die ongeveer 17.000 lichtjaar van ons verwijderd is. Zo’n dubbelster bestaat uit een neutronenster – het compacte restant van een ontplofte ster – en een normale ster. Vanuit die ster stroomt materie naar de neutronenster – niet in rechte lijn, maar in een spiraal die uitmondt in een schijf van materie: de accretieschijf. Theoretische modellen wijzen erop dat zo’n accretieschijf niet doorloopt tot aan het oppervlak van de neutronenster, maar op enige afstand daarvan wordt afgekapt. Vanwege de geringe afmetingen van neutronensterren en hun accretieschijven laat die voorspelling zich echter niet gemakkelijk toetsen. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van waarnemingen van een röntgenuitbarsting van Aquila X-1, die gedaan zijn met de satellieten NuSTAR en Swift. Daarbij is het gelukt om de weerkaatsing van de straling van deze uitbarsting aan het binnenste deel van de accretieschijf waar te nemen. En daaruit kon worden afgeleid hoe ver de binnenrand van de schijf is verwijderd van de neutronenster. Die binnenrand blijkt op slechts 22 kilometer van het oppervlak van de ongeveer twintig kilometer grote neutronenster te liggen. Er zit dus een behoorlijk gat tussen de accretieschijf en de neutronenster. De oorzaak van dat gat wordt gezocht bij het magnetische veld van de neutronenster, dat de schijfmaterie als het ware van de ster weg duwt. Berekeningen laten zien dat dit veld een sterkte moet hebben van ruwweg 500 miljoen gauss. Ter vergelijking: het aardmagnetische veld heeft een sterkte van ongeveer 0,5 gauss; een koelkastmagneetje brengt het tot 100 gauss. Ondanks de tegenwerking van het magnetische veld komt er nog steeds materie op de neutronenster terecht – anders zou Aquila X-1 geen röntgenuitbarstingen kunnen vertonen. Vermoedelijk volgt die materie een ‘sluiproute’ langs de magnetische veldlijnen, waarlangs ze de polen van de neutronenster kan bereiken. (EE)
→ Where a Neutron Star’s Accretion Disk Ends
16 maart 2016
Twee sterrenkunde-studenten van de Universiteit Leiden hebben voor het eerst de hele Melkweg in kaart gebracht door dwergsterren te tellen. Ze ontdekten er in totaal 58 miljard. Zeven procent daarvan blijkt zich in de buitengebieden van onze Melkweg te bevinden. Het resultaat is het meest complete model voor de verdeling van dit soort sterren. Hun bevindingen zijn vandaag gepubliceerd in het vaktijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De Melkweg bestaat uit een prominente, relatief platte schijf met dicht op elkaar staande heldere sterren, en een halo, een bol van sterren met een veel lagere dichtheid, daaromheen. Sterrenkundigen denken dat de halo het restant is van de eerste sterrenstelseltjes die ooit zijn samengesmolten om de Melkweg te vormen. Om erachter te komen hoe de Melkweg er precies uitziet, tellen sterrenkundigen al langer sterren. Ook de Leidse sterrenkunde-studenten Isabel van Vledder (21) en Dieuwertje van der Vlugt (22) deden dat in hun onderzoek. Ze gebruikten hiervoor echter geen gegevens van heldere sterren, maar die van 274 zwakke, koele dwergsterren (zogeheten M-dwergen) die per toeval door de Hubble-ruimtetelescoop werden waargenomen terwijl die op zoek was naar de verste sterrenstelsels uit het vroege heelal. De studenten legden de gegevens van de M-dwergen naast drie dichtheidsmodellen waarmee astronomen de platte schijf of de halo beschrijven of deze combineren. Om te berekenen welk model het beste de structuur van de Melkweg beschrijft, pasten de studenten vervolgens de Markov Chain Monte Carlo-methode toe. Van der Vlugt: ‘Je laat een rekenprogramma van iedere parameter van je model alle mogelijke waarden langslopen, alsof je heel veel mensen in een diepe kuil naar het laagste punt laat zoeken. Vervolgens stelt het programma vast welke waarde het beste met de data overeenkomt.’ Het model dat zowel de schijf als de halo beschrijft, bleek de perfecte match te zijn. Hiermee konden Van Vledder en Van der Vlugt uit de posities van de 274 M-dwergen het bestaan van 58 miljard M-dwergen afleiden. Ook was het mogelijk om een nauwkeurige schatting te geven van het aantal M-dwergsterren in de halo. Ze kwamen uit op zeven procent – een hoger percentage dan tot nu toe door sterrenkundigen was berekend.
→ Oorspronkelijk persbericht
16 maart 2016
Een hongerig zwart gat op 7800 lichtjaar afstand van de aarde heeft afgelopen zomer mysterieuze rode lichtflitsen geproduceerd die in sommige gevallen niet langer dan een veertigste seconde duurden. De flitsen zijn waargenomen met de supersnelle Ultracam-camera op de 4,2-meter William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma. De ontdekking, gedaan door een internationaal team onder leiding van astronomen van de University of Southampton, wordt deze week beschreven in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
V404 Cygni is een stellair zwart gat in een dubbelstersysteem. Het zwarte gat slokt materie op van de begeleider. Dat gas hoopt zich eerst op in een ronddraaiende schijf, waarbij het zo sterk wordt verhit dat er licht en röntgenstraling wordt uitgezonden. Tijdens hevige schranspartijen is er sprake van energierijke uitbarstingen van het zwarte gat, zoals in juni 2015.
De exacte oorzaak van de snelle rode flitsen is niet bekend. De sterrenkundigen denken dat ze gerelateerd zijn aan het snel; aan- en uitschakelen van de jets (straalstromen) van het zwarte gat: wanneer de toevoer van materiaal te groot is, wordt een deel van het invallende gas juist weggeblazen in twee tegenovergesteld gerichte bundels, langs de draaiingsas. De waarnemingen doen vermoeden dat de rode flitsen hun oorsprong hebben aan de basis van deze jets. (GS)
→ Astronomers See Black Hole Raging Red
14 maart 2016
Nieuwe spectaculaire opnamen geven een ongekend beeld van de structuren en processen in het centrum van de Melkweg. Ze zijn gemaakt met de recent gemoderniseerde Jansky Very Large Array (JVLA) – een grote opstelling van radioschotels in New Mexico (VS). De opnamen tonen de binnenste 100 lichtjaar van onze Melkweg op een radiofrequentie van 5,5 GHZ. In dat gebied is Sagittarius A* te vinden – het superzware zwarte gat dat precies in het midden van ons Melkwegstelsel staat. Sgr A* is omgeven door eem aantal opvallende structuren die radiostraling uitzenden. Het gaat daarbij onder meer om het restant van een supernova-explosie. Binnen de uitdijende schil van de ontplofte ster is op de nieuwe JVLA-beelden een nog niet eerder waargenomen Σ-vormige structuur te zien. Volgens de astronomen die de opnamen hebben gemaakt is dat de plek waar de drukgolf van de supernova-explosie op de ring van materie rond Sgr A* is gebotst. (EE)
→ Imaging the Heart of Our Galaxy
9 maart 2016
Met de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese sterrenwacht in Chili is voor het eerst een opname gemaakt die een heel gedetailleerd beeld geeft van de stofschijf rond een oude ster. De schijf vertoont treffende overeenkomsten met de stofschijven die rond jonge sterren zijn aangetroffen. Aan het eind van hun leven stoten sterren zoals onze zon grote hoeveelheden materie uit. Dat gebeurt tijdens het rodereuzenstadium van de ster. Dat zich bij dat proces een schijf of ring van gas en stof vormt, is niet verrassend. Maar tot nu toe was het astronomen niet gelukt om een duidelijk beeld van deze ‘oude stofschijven’ te krijgen. Dat komt doordat er in onze naaste omgeving maar weinig oude sterren te vinden zijn die door stof zijn omgeven. Dankzij een team van astronomen onder leiding van Michel Hillen en Hans Van Winckel van het Instituut voor Sterrenkunde te Leuven (België) is daar nu verandering in gekomen. Met de VLTI hebben de astronomen een opname gemaakt van de stofring rond IRAS 08544-4431, een oude dubbelster op een afstand van ongeveer 4000 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen). Op de opname is een duidelijk afgebakende ring te zien. Het centrale deel van de schijf is dus leeg, maar dat is niet zo vreemd: stof dat zich dichter bij de dubbelster bevindt, verdampt onder invloed van de intense straling van de beide sterren. De astronomen stellen vast dat de schijf rond IRAS 08544-4431 heel veel lijkt op de schijven zoals die rond tal van jonge sterren zijn waargenomen. Dat betekent dat het theoretisch mogelijk is dat in die schijf een tweede generatie van planeten ontstaat. Bij de waarnemingen is gebruik gemaakt van de vier ‘kleine’ hulptelescopen van de Very Large Telescope. Door het licht dat deze telescopen opvangen te combineren, wordt een beeldscherpte bereikt die vergelijkbaar is met die van een denkbeeldige telescoop met een middellijn van 150 meter – 15 keer zo groot als de grootste optische telescoop op aarde. (EE)
→ Scherpste opname ooit van een stofschijf rond een oude ster
8 maart 2016
Waarnemingen die gedaan zijn met NASA’s ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA wijzen erop dat bij nova-explosies elementen ontstaan die nodig zijn voor de vorming van rotsachtige planeten zoals de aarde. Een nova is een ster die plotseling helderder wordt en vervolgens in de loop van een paar weken vervaagt. Het verschijnsel ontstaat wanneer een oude, uitgeputte ster – een witte dwerg – zoveel materie van een begeleidende ster heeft weten aan te trekken, dat er aan zijn oppervlak een thermonucleaire ontploffing optreedt. Anders dan bij een supernova-explosie wordt de ster daarbij niet verwoest: hij kan zich weer ‘opladen’ voor een volgende explosie. SOFIA is de afgelopen tijd ingezet om de materiewolken te onderzoeken die bij nova-explosies worden uitgestoten. Waarnemingen van Nova Delphini 2013 hebben nu laten zien dat bij deze explosie grote hoeveelheden koolstof, stikstof, zuurstof, neon, magnesium, aluminium en silicium zijn vrijgekomen – allemaal elementen die een belangrijke rol spelen bij de vorming van rotsachtige planeten. De metingen van de samenstelling van het ‘puin’ van Nova Delphini tonen aan dat nova-explosies een belangrijke rol spelen bij de productie van ‘middelzware’ elementen. Nog zwaardere elementen komen alleen bij supernova-explosies vrij. (EE)
→ SOFIA Observatory Indicates Star Eruptions Create and Scatter Elements with Earth-like Composition
3 maart 2016
Japanse astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), voor het eerst een opname gemaakt van de gasschijf rond een jonge ster-in-wording. De ster – TMC-1A – bevindt zich eigenlijk nog in zijn embryonale fase: hij is omgeven door grote hoeveelheden gas die naar de gasschijf toe stromen. TMC-1A maakt deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier, op 450 lichtjaar van de aarde. Sterren ontstaan uit dichte wolken van gas. Een babyster groeit door gas uit zijn omgeving aan te trekken. Bij dit proces kan het gas niet rechtstreeks naar de ster toe stromen. In plaats daarvan verzamelt het zich in een schijf rond de ster, en vanuit die schijf spiraalt het gas naar de ster. De ALMA-opname laat zien waar de draaiende gasschijf rond de ster ophoudt en de omringende gaswolk begint. Het is voor het eerst dat dat gelukt is. Het ijle, snel bewegende gas in de schijf is namelijk niet gemakkelijk waarneembaar, en ALMA is pas het eerste instrument dat gevoelig genoeg is om deze component te onderscheiden van het gas dat vanuit de omgeving toestroomt. De astronomen hebben vastgesteld dat de grens tussen schijf en omgevingsgas op ongeveer 90 astronomische eenheden van de ster ligt. Dat is driemaal de afstand zon-Neptunus. Uit de snelheid waarmee het gas in de schijf om de ster draait wordt afgeleid dat deze laatste ongeveer een derde minder massa heeft dan onze zon. De ster is nog wel in de groei: per jaar komt er een miljoenste zonsmassa bij. (EE)
→ ALMA Spots Baby Star's Growing Blanket
2 maart 2016
Een internationaal team van sterrenkundigen heeft de radiosignalen uitgeplozen die de Drentse LOFAR-telescoop opvangt als elementaire deeltjes uit de ruimte in botsing komen met de aardse atmosfeer. Dankzij het model van de sterrenkundigen kan LOFAR nu ook als deeltjesdetector gaan fungeren (Nature, 3 maart). De sterrenkundigen, onder wie een groep Nederlanders, onderzochten 150 dagen aan meetgegevens van zogeheten deeltjeslawines. Deze ontstaan als kosmische elementaire deeltjes in de aardatmosfeer terechtkomen. Uit de gegevens blijkt dat de deeltjes voornamelijk bestaan uit protonen en kernen van heliumatomen. Bovendien lijkt het erop dat de meeste deeltjes uit onze eigen Melkweg komen en dus niet, zoals tot nu toe werd gedacht, ver weg uit het heelal. Op basis van de meetgegevens hebben de onderzoekers een model opgesteld dat de radiosignalen van botsende kosmische deeltjes nauwkeurig kan ontrafelen. Zo’n model bestond nog niet voor radiosignalen. LOFAR is oorspronkelijk bedoeld om het heelal te bestuderen. Nu kan het dus ook gebruikt worden voor deeltjesfysica. Eerder al gebruikten de onderzoekers de radiosignalen van de deeltjeslawines die LOFAR opving om het elektrische veld van onweersbuien te bestuderen.
→ Oorspronkelijk persbericht
29 februari 2016
De Europese ruimtetelescoop Integral heeft voor het eerst de karakteristieke energierijke gammastraling gedetecteerd die afkomstig is van antimaterie in een zogeheten microquasar. Het gaat om V404 Cygni, een röntgendubbelster in het sterrenbeeld Zwaan op ca. 8000 lichtjaar afstand van de aarde. De dubbelster bestaat uit een 'stellair' zwart gat (een paar keer zo zwaar als onze zon) in een baan rond een gewone ster. Materie van de gewone ster hoopt zich op in een ronddraaiende accretieschijf voordat het in het zwarte gat valt. Het gas in die schijf wordt zo heet dat het röntgenstraling uitzendt.
V404 Cygni vertoonde afgelopen zomer gedurende twee weken een krachtige uitbarsting van röntgenstraling, vermoedelijk doordat er plotseling heel veel gas in het zwarte gat terecht kwam. Een deel van de geproduceerde straling wordt naar verwachting omgezet in paren van deeltjes en antideeltjes, volgens Albert Einsteins beroemde formule E=mc2. Daarbij gaat het vooral om negatief geladen elektronen en hun positief geladen antideeltjes, de positronen. Dit 'paar-plasma', dat met de helft van de lichtsnelheid de ruimte in wordt geblazen, is echter nog nooit direct waargenomen in microquasars zoals V404 Cygni.
Integral is daar nu wel in geslaagd. De ruimtetelescoop heeft tijdens de uitbarsting van de microquasar de kenmerkende gammastraling (met een energie van 511 kilo-elektronvolt) gezien die geproduceerd wordt wanneer positronen en elektronen elkaar weer wederzijds annihileren. Deze annihilatiestraling is een van de weinige manieren waarop antimaterie in het heelal 'gezien' kan worden.
De waarnemingen bieden informatie over wat zich vlak buiten de 'horizon' van het zwarte gat afspeelt, en werpen hopelijk nieuw licht op het productieproces van de energierijke 'jets' (straalstromen) van de microquasar, die op veel grotere afstand van het zwarte gat zichtbaar zijn op radiogolflengten. De resultaten zijn vandaag online gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Gamma rays reveal pair plasma from a flaring black hole binary system
24 februari 2016
De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een spectaculair nieuw panorama van de Melkweg gepresenteerd. De foto vormt het slotakkoord van de APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy (ATLASGAL). Bij deze survey, die is uitgevoerd met de APEX-telescoop in Chili, is voor het eerst het complete zuidelijke deel van de Melkweg in kaart gebracht op submillimeter-golflengten – straling die het midden houdt tussen infrarood licht en radiogolven. De APEX-telescoop registreert gas en stof met temperaturen van slechts enkele tienden van een graad boven het absolute nulpunt. Grote wolken van koud gas en stof zijn de broedplaatsen van nieuwe sterren. Het ATLASGAL-panorama geeft dus een mooi overzicht van de stervormingsgebieden die de zuidelijke Melkweg rijk is. (EE)
→ ATLASGAL-survey van de Melkweg voltooid
17 februari 2016
Astronomen hebben een dubbelstersysteem ontdekt waarbij een van beide sterren om de 69 jaar gedurende 3,5 jaar verstoppertje speelt. Dat gebeurt wanneer zijn begeleider, die door een dichte schijf van gas en stof is omgeven, vanaf de aarde gezien voor de ster langs schuift. De dubbelster in kwestie, die de aanduiding TYC 2505-672-1 heeft gekregen, bevindt zich op bijna 10.000 lichtjaar van de aarde. Van alle bekende dubbelsterren die onderlinge bedekkingen vertonen – ook wel ‘bedekkingsveranderlijken’ genoemd – vertoont TYC 2505-672-1 de langdurigste bedekkingen. Ook de periode tussen twee bedekkingen is langer dan bij alle andere bedekkingsveranderlijken. Tot nu toe waren beide records in handen van Epsilon Aurigae, een reuzenster die om de 27 jaar gedurende ongeveer twee jaar door zijn begeleider wordt verduisterd. Uit het feit dat de twee sterren waaruit TYC 2505-672-1 bestaat in 69 jaar om elkaar heen draaien, wordt afgeleid dat hun onderlinge afstand ongeveer 3 miljard kilometer bedraagt. Dat is vergelijkbaar met de afstand tussen de zon en de planeet Uranus. De volgende verduistering in het systeem zal pas in 2080 plaatsvinden. (EE)
→ Longest-lasting stellar eclipse discovered
17 februari 2016
De Russische astronoom Maxim Pshirkov heeft ontdekt dat de dubbelster Gamma Velorum waarschijnlijk een sterke bron van gammastraling is. Deze ontdekking bevestigt dat zware dubbelsterren waarin beide sterren een hevige ‘sterrenwind’ produceren een afzonderlijke categorie van ‘gammabronnen’ vormen. Zware dubbelsterren bestaande uit een hete, fel stralende Wolf-Rayetster en een iets minder zware en hete begeleider genereren sterke sterrenwinden – stromen van energierijke deeltjes. Wanneer de afstand tussen beide sterren niet te groot is, kunnen de ‘winden’ van de beide sterren zo hard op elkaar botsen, dat er gammastraling vrijkomt. Dat verschijnsel was tot nu toe pas bij één dubbelster waargenomen: Èta Carinae. Deze dubbelster bestaat uit een ster die 120 keer zoveel massa heeft als onze zon en een ster van 30 à 80 zonsmassa. Recente berekeningen hebben laten zien dat zulke extreem zware dubbelsterren heel schaars zijn. Gemiddeld telt een sterrenstelsel als het onze er misschien één. Maar naar het zich nu laat aanzien, bevat onze Melkweg er twee. Uit gegevens van de gammasatelliet Fermi blijkt namelijk dat ook de dubbelster Gamma Velorum hoogstwaarschijnlijk een sterke bron van gammastraling is. ‘Hoogstwaarschijnlijk’ omdat niet voor 100 procent vaststaat dat de gammastraling die Fermi uit het betreffende hemelgebied heeft opgevangen ook echt van Gamma Velorum afkomstig is. Gamma Velorum bestaat uit twee sterren die respectievelijk 30 en 10 keer zoveel massa hebben als onze zon. Hun onderlinge afstand is vergelijkbaar met de afstand zon-aarde (150 miljoen kilometer). De beide produceren hevige zonnewinden die met een snelheid van meer dan 1000 kilometer per seconden op elkaar botsen. (EE)
→ Astronomer from Moscow detected a new source of intense gamma-radiation in the sky
3 februari 2016
Het begint erop te lijken dat de merkwaardige lichtvariaties van de ster KIC 8462852 niet door een wolk van kometen worden veroorzaakt. Tot nu toe werd dat als de meest plausibele verklaring gezien voor het gedrag van de ster, die soms wel 20 procent minder helder is dan normaal. De kometenverklaring is veel minder waarschijnlijk geworden nu onderzoek door de Amerikaanse astronoom Bradley Schaefer heeft laten zien dat de ster al een eeuw lang gestaag zwakker wordt. Dat blijkt uit fotografische platen van de Harvard-sterrenwacht die tussen 1890 en 1989 zijn gemaakt. Daarop is de ster meer dan 1200 keer afgebeeld. Er moet nu dus worden gezocht naar een scenario dat niet alleen de kortstondige lichtvariaties van de ster kan verklaren, maar ook het geleidelijke ‘uitdoven’ ervan. Het kometenscenario kan daar nauwelijks aan voldoen, omdat er dan een enorm aantal kometen voor de ster langs getrokken moet zijn. Een andere mogelijkheid is dat het gaat om een kleinere zwerm die steeds opnieuw voor de ster schuift, maar dan zou het aantal kometen in die zwerm geleidelijk moeten toenemen. Dan maar terug naar de vergezochte hypothese dat het bizarre helderheidsgedrag van KIC 8462852 wordt veroorzaakt door megastructuren – grote zonnepanelen bijvoorbeeld – die door een buitenaardse beschaving in een omloopbaan om de ster zijn gebracht? Als deze structuren nog in aanbouw zijn, zou je inderdaad verwachten dat de ster geleidelijk zwakker wordt. Een kleine rekensom van astronoom Phil Plait leert echter dat de aliens in dat geval in een eeuw tijd minstens 750 miljard vierkante kilometer aan panelen moeten hebben gebouwd. En dat is 1500 maal het aardoppervlak. Ook dat lijkt niet erg waarschijnlijk. Kortom: wordt vervolgd. (EE)
→ Comets May Not Explain 'Alien Megastructure' Star's Strange Flickering After All
2 februari 2016
Het 'overschot' aan energierijke gammastraling uit het centrum van ons Melkwegstelsel wordt vermoedelijk veroorzaakt door een groot aantal millisecondepulsars - de compacte, extreem snel rondtollende restanten van geëxplodeerde sterren. Die conclusie trekken twee teams van natuurkundigen (een Nederlands team van de Universiteit van Amsterdam en een Amerikaans team van Princeton University en het Massachusetts Institute of Technology) op basis van gedetailleerde modelberekeningen.
Eerder is ook gesuggereerd dat het gamma-overschot het gevolg zou zijn van de annihilatie van donkere-materiedeeltjes. De nieuwe modelberekeningen, gepubliceerd in Physical Review Letters, laten echter zien dat een 'conventionele' verklaring afdoende is. Dat er sprake is van een diffuse 'gamma-gloed' zou het gevolg zijn van de relateif geringe 'beeldscherpte' van de huidige generatie detectoren - die is niet in staat om afzonderlijke pulsars te onderscheiden. (GS)
→ Vakpublicatie van het Amsterdamse team
28 januari 2016
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat de zogeheten Smith-wolk – een gaswolk waarvan al geruime tijd bekend is dat hij met hoge snelheid op de Melkweg afstevent – afkomstig is uit de buitenste regionen van de Melkwegschijf. Er zwermen honderden van die hogesnelheidswolken rond de Melkweg, maar de Smith-wolk is de enige waarvan de baan goed bekend is. Lang is gedacht dat de Smith-wolk een mislukt, sterrenloos sterrenstelsel was of een gaswolk die vanuit de intergalactische ruimte naar de Melkweg toe valt. Maar als dat waar was, zou de gaswolk vrijwel geheel uit waterstof en helium moeten bestaan – zwaardere elementen zijn immers afkomstig van sterren. Bij het nieuwe onderzoek is voor het eerst de chemische samenstelling van de gaswolk gemeten. Daarbij is gebruik gemaakt van het ultraviolette licht van drie actieve sterrenstelsels dat vanaf de aarde gezien door de wolk heen schijnt. Uit de metingen blijkt dat de Smith-wolk ongeveer net zoveel zwavel bevat als het buitenste deel van de Melkwegschijf. Het staat dus vrijwel vast dat de Smith-wolk uit onze Melkweg afkomstig is. Maar hoe de 11.000 lichtjaar lange en 2500 lichtjaar brede gaswolk ongeveer 70 miljoen jaar geleden uit ons Melkwegstelsel is ontsnapt, is nog steeds onduidelijk. Zeker is wel dat hij over ongeveer 30 miljoen jaar weer ‘neerstort’. En als dat gebeurt kan dat tot een spectaculaire golf van stervorming leiden. De Smith-wolk is genoemd naar de Amerikaanse sterrenkundestudente Gail Smith, die de gaswolk in 1963 ontdekte met de radiotelescoop van Dwingeloo. Smith is nadien in Nederland blijven wonen. (EE)
→ Monstrous Cloud Boomerangs Back to Our Galaxy
24 januari 2016
Met de Europese New Technology Telescope in Chili is de helderste 'ultra-metaalarme' ster tot nu toe ontdekt. De ster, met de catalogusaanduiding 2MASS J18082002–5104378, heeft een visuele helderheid van magnitude 11,9. Dat betekent dat hij in een forse amateurtelescoop al zichtbaar is.
Ultra-metaalarme sterren zijn sterren die vrijwel geen elementen bevatten zwaarder dan waterstof en helium. Zulke (oude) sterren dateren uit de prille jeugd van het Melkwegstelsel, toen de interstellaire materie nog niet verrijkt (of verontreinigd) was met zwaardere elementen, geproduceerd in eerdere generaties sterren. Onderzoek aan dit soort 'oer-sterren' levert informatie op over de periode waarin de allereerste sterren in het heelal ontstonden.
De meeste ultra-metaalarme sterren zijn (zeker gezien vanaf de aarde) extreem zwak. Nu er een ontdekt is met een veel grotere schijnbare helderheid, maakt dat het gedetailleerde spectroscopische onderzoek aan dit type sterren opeens veel eenvoudiger. De nieuwe ontdekking is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Newly discovered star offers opportunity to explore origins of first stars sprung to life in early universe
24 januari 2016
Astronomen hebben ontdekt dat de zogeheten Ophiuchus-sterrenstroom (genoemd naar het sterrenbeeld Ophiuchus, de Slangendrager) aanzienlijk ouder is dan tot nu toe werd gedacht. Sterrenstromen (stellar streams) zijn langgerekte structuren in ons Melkwegstelsel die bestaan uit sterren met onderling vergelijkbare leeftijden, chemische eigenschappen en snelheden. De sterren in zo'n sterrenstroom maakten ooit deel uit van een klein dwergsterrenstelsel, dat door de getijdenkrachten van het Melkwegstelsel uiteen is gerukt.
Uit de lengte van de Ophiuchus-sterrenstroom (ruim 5000 lichtjaar), die ontdekt werd in 2014, was afgeleid dat hij een leeftijd van ca. 250 miljoen jaar moet hebben. Een opmerkelijke vondst, aangezien de sterren in de stroom ongeveer 12 miljard jaar oud zijn, terwijl de omlooptijd van de sterrenstroom rond het Melkwegstelsel ca. 350 miljoen jaar is - dat moet ook de omlooptijd van het oorspronkelijke dwergstelsel zijn geweest. De vraag dringt zich dan op waarom dat stelsel pas 250 miljoen jaar geleden uiteengerukt zou zijn.
Een team van astronomen onder leiding van Branimir Sesar van het Max Planck Institut für Radioastronomie heeft nu aan de uiteinden van de Ophiuchus-stroom sterren ontdekt die zo goed als zeker ook deel uitmaken van de stroom, maar die zich in een veel breder, waaiervormig gebied bevinden. De lengte van de stroom is daarmee bijna twee keer zo lang; de leeftijd komt dan eerder in de buurt van 400 miljoen jaar. Bovendien wijst het bestaan van de waaiervormige uiteinden van de stroom erop dat het oorspronkelijke dwergstelsel in een chaotische omloopbaan moet hebben bewogen, zodat het heel goed mogelijk is dat het 11 miljard jaar lang heeft kunnen overleven voordat het ten prooi viel aan de getijdenkrachten van het Melkwegstelsel.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal. (GS)
→ The Puzzling Ophiuchus Stream (oorspronkelijk persbericht)
21 januari 2016
Australische astronomen zijn meer te weten gekomen over een vreemd verschijnsel dat al sinds een jaar of dertig met radiotelescopen wordt waargenomen: tijdelijke sterke fluctuaties in het ‘licht’ van radiobronnen aan de hemel. Waarschijnlijk worden de flakkeringen veroorzaakt door gaswolken in onze eigen Melkweg (Science, 22 januari). Het is de astronomen voor het eerst gelukt om het verschijnsel langdurig te volgen. Daarbij is genoeg informatie verzameld om vast te kunnen stellen dat de veroorzaker ongeveer 3000 lichtjaar van ons verwijderd is. Dat betekent dat deze binnen onze Melkweg gezocht moet worden. De meest voor de hand liggende verklaring is dat het gaat om een verdichting in het ijle gas dat de ruimte tussen de sterren vult. Zo’n interstellaire gaswolk werkt als een soort lens die de radiogolven het ene moment bundelen en dan weer verstrooien. In dit geval is waargenomen hoe een gaswolk de verre quasar PKS 1939-315 aan het flakkeren bracht. Daarbij is vastgesteld dat het om een vrij compacte gaswolk gaat die min of meer bolvormig of cilindervormig is. Gaswolken van dit type zouden een aanzienlijke bijdrage kunnen leveren aan de totale massa van de Melkweg. (EE)
→ Dark 'noodles' may lurk in the Milky Way
15 januari 2016
Japanse astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel niet één, maar twee zware zwarte gaten bevinden. Het tweede exemplaar zou zich verstoppen in een gaswolk die op een afstand van slechts 200 lichtjaar om het Melkwegcentrum draait. De gaswolk in kwestie, die CO-0.40-0.22 wordt genoemd, vertoont een verrassend grote snelheidsdispersie. Dat betekent dat het gas in de wolk sterk uiteenlopende snelheden heeft. Deze bijzondere eigenschap is waargenomen met twee Japanse radiotelescopen – een in Japan zelf, de ander in het noorden van Chili. Zo’n grote snelheidsdispersie wijst erop dat er een object van aanzienlijke massa in de wolk verborgen zit – anders zou de gaswolk maar een kort leven beschoren zijn. Computersimulaties laten zien dat de eigenschappen van de wolk het best verklaarbaar zijn als zich daarbinnen een zwart gat met een massa van ongeveer 100.000 zonsmassa’s bevindt. Ter vergelijking: het reeds bekende zwarte gat in het centrum van de Melkweg, ’Sagittarius A*’, heeft een massa van ruim 4 miljoen zonsmassa’s. Als deze interpretatie klopt, is daarmee voor het eerst een ‘middelzwaar’ zwart gat opgespoord. Alle zwarte gaten die astronomen tot nu toe hebben ontdekt, zijn ofwel hooguit enkele tientallen keren zo zwaar als onze zon ofwel minstens een miljoen zonsmassa’s ‘zwaar’. Het nu ontdekte zwarte gat zou een overblijfsel kunnen zijn van een klein sterrenstelsel dat lang geleden door onze Melkweg is opgeslokt. Uiteindelijk zou het kunnen samengaan met Sagittarius A*. (EE)
→ Signs of Second Largest Black Hole in the Milky Way
14 januari 2016
De Leidse sterrenkundige Simon Portegies Zwart heeft in één klap de oplossing voor twee astronomische problemen gevonden. Met een uitgekleed computermodel verklaart hij hoe sterrenhopen hun structuur krijgen en waarom de ene ster een grotere stofschijf heeft dan de andere. Zijn bevindingen worden binnenkort gepubliceerd in het Britse vaktijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Portegies Zwart deed zijn berekeningen voor het Trapezium, een sterrenhoop op 1400 lichtjaar van de aarde in het bekende sterrenbeeld Orion. De sterrenhoop bevat meer dan duizend sterren in een gebied dat ongeveer vijftien keer zo groot is als ons zonnestelsel. De sterren zijn ongeveer 1 miljoen jaar jong en bevinden zich dicht op elkaar. Rond een deel van de sterren draaien stofschijven. In deze schijven ontstaan na verloop van tijd planeten. Ook ons zonnestelsel heeft ooit een stofschijf gehad waaruit de planeten zijn gevormd. Wetenschappers kunnen tot nu toe niet goed verklaren waarom sommige sterren een grotere stofschijf hebben dan andere sterren. Ook is niet echt duidelijk hoe een sterrenhoop in de loop der tijd evolueert en wat dat voor invloed heeft op de grootte van de stofschijf. Portegies Zwart begon met een complexe simulatie om het probleem van sterrenhopen en stofschijven op te lossen: ‘Ik gebruikte een model met een hele rimram aan processen. Dan moet je denken aan sterevolutie, stralingstransport, overgebleven gaswolken, het zwaartekrachtsveld van de hele Melkweg, et cetera, et cetera.’ Vervolgens legde Portegies Zwart zijn model naast 95 sterren en hun stofschijf die door de Hubble-ruimtetelescoop waren bekeken. Het ingewikkelde model bleek goed te werken. Daarna schakelde de sterrenkundige stuk voor stuk bijna alle ingrediënten van het model uit. Uiteindelijk bleven in het model alleen nog de botsingen tussen sterren over. Tot Portegies Zwarts verbazing bleek ook het uitgeklede model goed met de waarnemingen overeen te komen. Portegies Zwart: ‘Sterren rukken dus delen van elkaars stofschijven af als ze in de jonge sterrenhoop langs elkaar scheren. En de grootte van een verzameling stofschijven wordt bepaald door botsingen tussen sterren.’
→ Volledig persbericht
8 januari 2016
Nieuwe waarnemingen van Betelgeuze, de op een na helderste ster van het sterrenbeeld Orion, roept vragen op over de manier waarop deze grote hoeveelheden gas de ruimt in weet te blazen. Voor de uitstoot van materie is nu eenmaal energie nodig, en veel energie lijkt de ster niet te produceren. Betelgeuze is een rode superreus: een koele, zware, opgezwollen ster die het einde van haar leven nadert. Recente waarnemingen met SOFIA, een 2,5-meter telescoop die in een aanpaste Boeing 747 is ondergebracht, laten zien dat de buitenste atmosfeer van deze ster veel koeler is dan verwacht. Gaven eerdere metingen nog een temperatuur van 1500 tot 3500 kelvin te zien, de SOFIA-gegevens wijzen in de richting van 540 kelvin – amper 270 graden Celsius. Dat wijst erop dat de atmosfeer van Betelgeuze niet genoeg energie heeft om gas zoveel snelheid te geven dat het de ruimte in kan verdwijnen. Toch stoot Betelgeuze wel degelijk flinke hoeveelheden gas uit, al zijn er aanwijzingen dat het massaverlies niet altijd even groot is en het uitgestoten gas niet gelijkmatig alle kanten op gaat. Astronomen zoeken nog naar een oplossing voor dit raadsel. Hoe dan ook lijkt het erop dat de meest gangbare theoretische verklaringen voor het massaverlies van Betelgeuze – sterke magnetische velden, stralingsdruk en inwendige schokgolven – tekortschieten. (EE)
→ Death throes of giant star puzzle researchers
8 januari 2016
Met behulp van nieuwe methoden om de leeftijden van zogeheten rode reuzensterren te bepalen, hebben astronomen de eerste grootschalige kaart gemaakt van de stellaire leeftijdsverdeling in de Melkweg. Voor de kaart zijn de leeftijden van bijna 100.000 rode reuzen op afstanden tot 65.000 lichtjaar van het galactisch centrum bepaald. De gegevens bevestigen dat ons sterrenstelsel van binnen uit is gegroeid: de oudste sterren zijn in het hart te vinden, de jongere in de buitendelen. De galactische ’leeftijdskaart’ is gebaseerd op gegevers van de Sloan Digital Sky Survey en de NASA-satelliet Kepler. Daarbij is gebruik gemaakt van twee onafhankelijke methoden om de leeftijd van een rode reuzenster af te leiden uit zijn spectrum (d.w.z. de eigenschappen van het licht dat de ster uitzendt). Met een kaart als deze kunnen de bestaande modellen voor het ontstaan van onze Melkweg op de proef worden gesteld. Deze modellen voorspellen bijvoorbeeld dat de stellaire schijf – het belangrijkste onderdeel van stelsels als het onze – van binnen uit moet zijn gevormd. Ook zouden jonge sterren gemiddeld dichter bij het vlak van de Melkweg te vinden moeten zijn dan hun oudere soortgenoten. Beide ‘voorspellingen’ worden door de nieuwe kaart bevestigd. De nieuwe resultaten, die vandaag zijn gepresenteerd tijdens de 227ste jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS), zijn ook in overeenstemming met die van vergelijkbare (kleinere) onderzoeken die in oktober en november 2015 zijn gepubliceerd. Naar verwachting zullen nog onvoltooide hemelsurveys zoals die van de Europese Gaia-satelliet astronomen in staat stellen om de stervormingsgeschiedenis van het Melkwegstelsel nóg nauwkeuriger te reconstrueren. (EE)
→ First global age map of the Milky Way
7 januari 2016
De rimpelingen in het gas in de buitenschijf van ons Melkwegstelsel zijn waarschijnlijk veroorzaakt door een klein, donker sterrenstelsel dat een paar honderd miljoen jaar geleden vlak langs ons stelsel scheerde. Tot die conclusie komen astronomen uit de VS, Brazilië en Chili, die het verschijnsel vergelijken met de rimpelingen die je ziet als je een steen in een vijver gooit. Deze conclusie is gebaseerd op een onderzoek van drie sterren in het zuidelijke sterrenbeeld Winkelhaak die deel uitmaken van de vermoedelijke veroorzaker van de rimpelingen. Het gaat om zogeheten cepheïden – regelmatig pulserende sterren die astronomen gebruiken om afstanden te meten. Bekend was al dat deze sterren ongeveer 300.000 lichtjaar van de Melkweg verwijderd zijn. Bij het nieuwe onderzoek, gedaan met de Gemini- en Magellan-telescopen in het noorden van Chili, is vastgesteld dat het trio sterren zich met een snelheid van ongeveer 200 kilometer per seconde uit de voeten maakt. Dat is een sterke aanwijzing dat de drie sterren deel uitmaken van een en hetzelfde sterrenstelsel. Volgens hoofdonderzoekster Sukanya Chakrabarti is het zeer waarschijnlijk dat dit het dwergstelsel is dat miljoenen jaren geleden langs de Melkweg is geschampt. Van dat stelsel is verder niet veel te zien: het zou behoren tot een klasse van stelsels die grotendeels uit donkere materie bestaan.
De ontdekking is gepresenteerd tijdens de 227ste jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS), die deze week in Florida wordt gehouden. (EE)
→ Galaxy Quakes Could Improve Hunt For Dark Matter
6 januari 2016
De ‘flikkeringen’ die de bijzondere dubbelster V404 Cygni tijdens uitbarstingen vertoont, zijn niet alleen goed waarneembaar op röntgengolflengten. Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat ze ook in zichtbaar licht optreden (Nature, 7 januari). De 7800 lichtjaar verre dubbelster V404 Cygni bestaat uit een zwart gat en een zonachtige ster. Vanaf de ster stroomt er gas naar het zwarte gat, waardoor zich rond deze laatste een zogeheten accretieschijf heeft gevormd. In die schijf spiraalt de stermaterie langzaam naar het centrum. Zo eens in de paar decennia resulteert dat proces in een forse uitbarsting, waarbij de temperatuur in het binnenste deel van de accretieschijf kan oplopen tot meer dan 10 miljoen graden. Door die extreem hoge temperatuur is het gas een sterke bron van röntgenstraling, die fluctueert op tijdschalen van minuten tot uren. Vandaar ook dat astronomen het verschijnsel doorgaans waarnemen met röntgentelescopen in de ruimte. De astronomen zijn er nu in geslaagd om ook de helderheidsvariaties op zichtbare golflengten heel gedetailleerd waar te nemen. Dat gebeurde tijdens de meest recente uitbarsting van V404 Cygni, die afgelopen juni plaatsvond. Uit de waarnemingen blijkt dat het zichtbare fluctuatiepatroon netjes in de pas loopt met dat op röntgengolflengten. Uit röntgengegevens blijkt dat het zichtbare licht zijn oorsprong vindt in de röntgenstraling die uit het binnenste deel van de accretieschijf afkomstig is. Deze straling verhit de buitenste regionen van de schijf, waardoor deze een bron van zichtbaar licht worden. Aardig detail: in het geval van V404 Cygni is dat licht al waarneembaar met een middelgrote amateur-telescoop. Het onderzoek laat ook zien dat, anders dan verwacht, de fluctuaties ook optreden wanneer de massa-overdracht van ster naar zwart gat vrij gering is. Dat wijst erop dat de hoeveelheid materie die wordt overgedragen niet de doorslaggevende factor is bij de periodiek optredende activiteit rond zwarte gaten. Waarschijnlijk speelt de afstand tussen ster en zwart gat een grotere rol. (EE)
→ 'Seeing' black holes with the naked eye
5 januari 2016
Sterrenkundigen hebben tientallen tot dusver onbekende 'wegloopsterren' ontdekt: sterren die met snelheden van zo'n 30 kilometer per seconde door het Melkwegstelsel bewegen - veel sneller dan de sterren in hun omgeving.
Wegloopsterren (runaway stars) kunnen op twee verschillende manieren ontstaan: door onderlinge zwaartekrachtsstoringen van sterren in een compacte sterrenhoop, waarbij één ster wordt weggeslingerd, of door de supernova-explosie van een ster in een dubbelstersysteem, waarbij de begeleider met hoge snelheid wegvliegt. Vermoedelijk spelen beide processen een rol.
De nieuwe wegloopsterren verraden hun bestaan door de boeggolven die ze creëren in de interstellaire ruimte. Die boeggolven (vergelijkbaar met de boeggolf van een schip) bestaan uit opeengeveegd gas dat als gevolg van de toegenomen temperatuur infraroodstraling uitzendt.
In oude waarnemingen van de Amerikaanse infraroodruimtetelescoop Spitzer zijn ruim 200 tot nu toe onbekende boogvormige infraroodbronnen gevonden. Vervolgwaarnemingen met het Wyoming InfraRed Observatory (WIRO) brachten het bestaan van zware sterren aan het licht in 80 van die boogvormige structuren. In die gevallen gaat het dus vrijwel zeker om boeggolven, veroorzaakt door de hoge snelheid van die sterren.
De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 227ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Kissimmee, Florida. (GS)
→ Runaway Stars Leave Infrared Waves in Space
5 januari 2016
Drielingen komen bij mensen niet zo vaak voor, maar in het heelal zijn ze veel talrijker: drie sterren die door hun onderlinge zwaartekracht bijeengehouden worden. Twee van de sterren in zo'n meervoudig systeem staan altijd dicht bij elkaar; de derde ster draait er op grotere afstand omheen. Dankzij nieuwe waarnemingen, verricht met de Amerikaanse Very Large Array-radiotelescoop (VLA), hebben astronomen nu meer inzicht verkregen in het geboorteproces van deze meervoudige sterren.
In het kader van de VANDAM-survey (VLA Nascent Disk And Multiplicity) zijn een kleine honderd pasgeboren sterren bestudeerd in een groot stervormingsgebied op 750 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus. Een internationaal team van astronomen onder leiding van John Tobin van de Leidse Sterrewacht heeft nu ontdekt dat meervoudige sterren in twee groepen uiteenvallen. In de ene groep staat het nauwe dubbelpaar op relatief kleine afstand van de derde ster (gemiddeld ruim tien miljard kilometer, ofwel 75 keer de afstand tussen de aarde en de zon); in de andere groep is die afstand veel groter (gemiddeld bijna 500 miljard kilometer, ofwel 3000 keer de afstand aarde-zon).
Tobin en zijn collega's denken dat de eerste groep ontstaat doordat de samentrekkende schijf van gas en stof rond de zich vormende ster fragmenteert, zodat er in die schijf een dubbelster kan ontstaan. De tweede groep zou ontstaan doordat de oorspronkelijke uitgestrekte wolk al in een eerder stadium fragmenteert onder invloed van turbulentie. In dat geval is er dus sprake van twee schijven, waarbij in de ene een dubbelster ontstaat en in de andere een enkelvoudige ster. Het lijkt erop zulke 'wijde' meervoudige sterren minder lang bij elkaar blijven: ze komen in verhouding vaker voor onder jongere protosterren dan onder de oudere exemplaren.
Een andere groep onderzoekers heeft in de resultaten van de VANDAM-survey ontdekt dat deze protoplanetaire schijven in veel gevallen groter zijn dan verwacht. Dat heeft mogelijk te maken met de oriëntatie van het magnetisch veld in zo'n schijf - als dat niet goed is 'uitgelijnd' met de rotatieas van de schijf, is de invloed op de rotatiesnelheid van de ster en op de afmetingen van de schijf minder sterk.
De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 227ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Kissimmee, Florida. (GS)
→ Persbericht National Radio Astronomy Observatory
4 januari 2016
In tegenstelling tot wat tot nu toe algemeen werd aangenomen, blijken veel rode reuzensterren zeer krachtige magnetische velden te hebben. Rode reuzen zijn sterren zoals de zon die in hun laatste levensfase zijn aangekomen. Tot nu toe gingen astronomen er vanuit dat hooguit vijf tot tien procent van de rode reuzen een sterk magneetveld heeft. Bij het opstellen van modellen voor de evolutie van deze sterren werd de invloed van magnetische velden daarom meestal niet in rekening gebracht.
Uit metingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, vandaag online gepubliceerd in Nature, blijkt nu echter dat die aanname niet juist is. Kepler bestudeerde honderden rode reuzen (waarvan de meeste overigens anderhalf tot twee keer zo zwaar zijn als de zon). Nauwkeurige helderheidsmetingen aan deze sterren brachten het bestaan van trillingen in het inwendige aan het licht - een techniek die bekend staat als asteroseismologie. In feite gaat het om geluidsgolven die zich door het hete inwendige van de ster voortplanten.
In meer dan de helft van de bestudeerde sterren blijken die golven op bepaalde frequenties flink verzwakt of zelfs geheel afwezig te zijn als gevolg van krachtige magneetvelden in het sterinwendige. Uit de metingen is afgeleid dat die magneetvelden soms wel tien miljoen keer zo sterk kunnen zijn als het magneetveld van de aarde.
Bij het opstellen van evolutiemodellen van zware, oude sterren zullen theoretici in de toekomst dus terdege rekening moeten houden met de aanwezigheid van sterke magnetische velden. Die kunnen van grote invloed zijn op de rotatiesnelheid van het sterinwendige. Het nieuwe onderzoek draagt wellicht ook bij tot een beter begrip van het ontstaan en de evolutie van magnetische velden in sterren. (GS)
→ Strong magnetic fields discovered in majority of stars
3 januari 2016
De rotatiesnelheid van oudere sterren neemt minder snel af dan tot nu toe werd gedacht. Dat blijkt uit metingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, die vandaag online gepubliceerd zijn in Nature.
Sterren zoals de zon draaien steeds langzamer om hun as naarmate ze ouder worden. Dat komt door de invloed van hun magnetisch veld op de zonnewind - de stroom van elektrisch geladen gasdeeltjes die door een ster de ruimte in wordt geblazen. Wanneer de massa van een ster bekend is, kan uit de gemeten rotatiesnelheid vrij eenvoudig de leeftijd worden afgeleid - een techniek die bekend staat als gyrochronologie.
De Kepler-waarnemingen hebben het nu mogelijk gemaakt om deze techniek beter te ijken. Uit de nauwkeurige helderheidsmetingen die Kepler heeft verricht aan oudere sterren kon informatie worden afgeleid over trillingen in het inwendige, en die leveren een veel preciezere waarde op voor de leeftijd van een ster. Door die te vergelijken met de gemeten draaisnelheid was het mogelijk om de voorspellingen van de gyrochronologie te testen.
Het blijkt nu dat de draaisnelheid van oudere sterren minder snel wordt afgeremd dan aanvankelijk werd aangenomen. Kennelijk vindt er ergens halverwege het leven van een zonachtige ster een verandering plaats in het magnetisch veld, waardoor de remmende invloed daarna veel kleiner is dan daarvoor. Volgens het onderzoeksteam zou die verandering zich binnenkort ook in de zon kunnen voltrekken. 'Binnenkort' moet dan wel in astronomisch perspectief worden gezien - het zou best nog tientallen miljoenen jaren kunnen duren. (GS)
→ Rotational Clock for Stars Needs Recalibration
21 december 2015
Met de Amerikaanse Karl G. Jansky Very Large Array radiotelescoop (VLA) zijn sterk verdraaide magnetische velden ontdekt in de directe omgeving van een ster-in-wording. De protoster, NGC1333IRAS4A geheten, is pas 10.000 jaar oud; hij bevindt zich op ca. 750 lichtjaar afstand van de aarde. Gas en stof uit de omgeving van de ster wordt door de zwaartekracht naar binnen getrokken, waar het uiteindelijk deel zal gaan uitmaken van een afgeplatte, roterende schijf rond de protoster. Uit polarisatiewaarnemingen die met de VLA zijn verricht in 2013 en 2014 blijkt dat de magnetische velden in de omgeving van de protoster daarbij sterk verwrongen en verdraaid raken: de veldlijnen vertonen op kleine afstand van de ster-in-wording een compleet andere oriëntatie dan op grotere afstand.
De metingen wijzen ook uit dat er rond de protoster veel stofdeeltjes voorkomen met afmetingen van millimeters en centimeters. Omdat NGC1333IRAS4A nog maar heel jong is, doet dat vermoeden dat het samenklonteringsproces in de directe omgeving van protosterren zich heel sel kan voltrekken. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Twisted Magnetic Fields Give New Insights on Star Formation
18 december 2015
Astronomen van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben in het sterrenbeeld Draak een samenscholing van sterren ontdekt die collectief in dezelfde richting bewegen. Vermoed wordt dat de verzameling sterren het schamele restant is van een bolvormige sterrenhoop of van een klein sterrenstelsel dat door onze Melkweg is opgeslokt. De schamele sterrenhoop is ontdekt met de Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST), een Chinese telescoop waarmee spectroscopische gegevens over grote aantallen sterren worden verzameld. Dat heeft al informatie opgeleverd over de afstanden, leeftijden, massa’s, samenstellingen en snelheden van miljoenen sterren. Geschat wordt dat de sterrenhoop, die de aanduiding Lamost 1 heeft gekregen, ongeveer 25.000 zonsmassa’s aan massa bevat en 15.000 keer zoveel licht produceert als onze zon. De leeftijd van de sterren ligt waarschijnlijk in de orde van 11 miljard jaar. Hun afstand tot de aarde bedraagt ongeveer 8500 lichtjaar. Lamost 1 viel op door zijn hoge ‘metaalgehalte’. Met ‘metalen’ bedoelen astronomen alle elementen zwaarder dan helium. Dat hoge metaalgehalte kan erop wijzen dat het om het restant van een klein sterrenstelsel gaat. Anderzijds wijst de langgerekte baan die de groep sterren lijkt te volgen eerder in de richting van een bolvormige sterrenhoop. De astronomen houden het voorlopig op het laatste. (EE)
→ Disrupted globular cluster found in the constellation of Draco
15 december 2015
Duitse radioastronomen hebben in het vakblad Astronomy & Astrophysics een nieuwe, zeer gedetailleerde kaart gepubliceerd van de 21 cm-radiostraling die afkomstig is van de noordelijke sterrenhemel. De kaart is gebaseerd op waarnemingen die gedurende ca. vijf jaar zijn verricht met de 100-meter Effelsberg-radiotelescoop bij Bonn. Voor het project zijn in totaal een slordige honderd miljoen spectroscopische waarnemingen verricht.
Radiostraling met een golflengte van ca. 21 centimeter wordt uitgezonden door neutrale atomen van waterstof - het belangrijkste bestanddeel van het heelal. Het bestaan van deze straling is midden vorige eeuw voorspeld door de Nederlandse sterrenkundige Henk van de Hulst; kort na de Tweede Wereldoorlog werd de straling voor het eerst ook daadwerkelijk waargenomen. Het waarnemen van deze zwakke radiostraling is de enige manier om de verdeling en de beweging van wolken neutraal waterstofgas in het heelal in kaart te brengen. Dat is eerder al gedaan met andere radiotelescopen (o.a. met de Dwingeloo-radiotelescoop), maar nooit zo gedetailleerd als nu.
Behalve neutraal waterstofgas in ons eigen Melkwegstelsel (de heldere band die dwars over de kaart loopt) is in het kader van het EBHIS-project (Effelsberg-Bonn HI Survey; HI staat voor neutraal waterstof) ook waterstofgas in kaart gebracht in andere sterrenstelsels, tot op afstanden van ca. 750 miljoen lichtjaar. (GS)
→ 100m Radio Telescope Maps the Complete Northern Sky in the Light of Neutral Hydrogen
8 december 2015
Wetenschappers van de universiteit van Jerusalem hebben een plausibele verklaring gevonden voor de aanwezigheid van het plutonium in onze Melkweg. Het radioactieve element komt waarschijnlijk vrij bij botsingen tussen neutronensterren (Nature Physics, 7 december). Bijna alle plutonium op aarde is geproduceerd in kernreactoren, maar er zijn sterke aanwijzingen dat ons zonnestelsel kort na zijn ontstaan aanzienlijke hoeveelheden van dit element bevatte. Dat plutonium, met zijn halveringstijd van 120 miljoen jaar, is echter al lang en breed vervallen. Toch zijn er de afgelopen 100 miljoen jaar nog kleine hoeveelheden plutonium neergeregend op onze planeet, die in het sediment op de oceaanbodem zijn terechtgekomen. Er moeten dus nog steeds natuurlijke ‘plutoniumfabrieken’ bestaan. Waarom er het ene moment – 4,6 miljard jaar geleden – wel veel plutonium in ons zonnestelsel aanwezig was, en sindsdien bijna niet meer, is een vraagstuk waar wetenschappers al een tijdje mee worstelen. Volgens de Israëlische wetenschappers kan het grote verschil worden begrepen als botsende neutronensterren de bron van het radioactieve plutonium zijn. Zulke botsingen zijn heel zeldzaam, maar er komen wel enorme hoeveelheden zware elementen bij vrij. De wetenschappers denken dat er relatief kort voor het ontstaan van ons zonnestelsel zo’n botsing heeft plaatsgevonden in onze kosmische achtertuin. Dat zou de relatief grote hoeveelheden plutonium in het jonge zonnestelsel verklaren. De kleine hoeveelheden plutonium die sindsdien op aarde zijn beland, zou simpelweg komen doordat botsingen tussen neutronensterren zo zeldzaam zijn. Klaarblijkelijk heeft zo’n botsing zich de laatste 100 miljoen jaar niet meer in onze omgeving voorgedaan. (EE)
→ Hebrew University Team Uncovers Origin of Heavy Elements in the Universe
8 december 2015
Twee Nederlandse en een Belgische sterrenkundige hebben ontdekt dat helder blauwviolet licht rond een reuzenster, die een van hen in de jaren zeventig bestudeerde, waarschijnlijk het eerste waargenomen verschijnsel is van ‘blauwe luminescentie’ van interstellaire moleculen. Tot nu toe werd altijd gedacht dat dit verschijnsel pas voor het eerst in 2003 was gezien. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. Het begon allemaal in 1971 toen Arnout van Genderen en Jan Willem Pel, onderzoekers aan de Universiteit Leiden, de gele hyperreus HR5171A observeerden. Deze gigantische ster in het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus is ongeveer zeshonderd keer groter dan de zon. Toen Van Genderen eind jaren zeventig de jarenlange waarnemingen aan een nader onderzoek onderwierp, ontdekte hij mysterieuze blauwviolette straling rond de hyperreus. De straling zwakte af in de loop van de tijd en bleek vanaf 1978 verdwenen. Een goede verklaring was er niet. Lange tijd dachten zij aan valse lichtbronnen of aan storingen in de optiek van de telescoop. Maar door zorgvuldig onderzoek konden zij die eventuele verklaringen uitsluiten. Tientallen jaren zaten Van Genderen en zijn collega’s met het onoplosbare probleem in hun maag. Totdat de onderzoekers in 2007 een publicatie onder ogen kregen uit 2004. Daarin werd melding gemaakt van blauwe luminescentie. Het blauwe licht bleek veroorzaakt te worden door kleine, neutrale moleculen: polycyclische aromaten. Deze moleculen bevinden zich in gaswolken rond en tussen sterren. Sterrenkundigen vermoeden dat de polycyclische aromaten een belangrijke rol spelen in de evolutie van het heelal en het leven op aarde. De moleculen, die overigens ook ontstaan als vlees aanbrandt, veroorzaken alleen blauw licht onder specifieke omstandigheden.
→ Origineel persbericht
7 december 2015
Een astronome van de Universiteit van Texas heeft met behulp van waarnemingen van de Hubble Space Telescope het raadsel van de zogeheten blue stragglers ('blauwe treuzelaars' of 'blauwe achterblijvers') opgelost. Het gaat om sterren die veel heter en blauwer zijn dan je op basis van hun leeftijd zou verwachten - alsof ze minder snel oud worden dan normaal, en dus 'achterblijven' in de gangbare sterevolutie. Het onderzoek van Natalie Gosnell heeft nu uitgewezen dat blauwe treuzelaars ontstaan door massaoverdracht tussen twee sterren.
Met de Hubble Space Telescope verrichtte ze waarnemingen aan de open sterrenhoop NGC 188, waarin zich 21 blauwe treuzelaars bevinden. Bij zeven van deze 'herboren' sterren werd de aanwezigheid van een witte-dwergbegeleider vastgesteld (op basis van de waargenomen ultraviolette straling); bij zeven andere bleek dat er op een andere manier sprake is van materie-uitwisseling in een dubbelstersysteem.
Hiermee lijkt de theorie bevestigd dat blauwe treuzelaars ontstaan als gevolg van dubbelsterevolutie. De zwaarste van de twee sterren zwelt als eerste op tot een rode reus. Een deel van de buitenste gaslagen van deze ster stroomt over naar de tweede ster, terwijl de kern van de eerste ster inkrimpt tot een afkoelende witte dwerg. Als gevolg van de materie-overdracht is de tweede ster nu de zwaarste, en dankzij de extra massa krijgt hij een hogere temperatuur en een bijbehorende blauwere kleur.
De waarnemingen van Gosnell zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Texas Astronomer Solves Mystery of 'Born Again' Stars with Hubble Space Telescope
7 december 2015
Met het ALMA-observatorium in Chili (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zijn enkele extreem ijle gaswolken in het Melkwegstelsel ontdekt. Japanse astronomen bestudeerden archiefwaarnemingen aan 36 zogeheten kalibratiebronnen van ALMA - ver verwijderde objecten die veel kortgolvige radiostraling uitzenden. In enkele van die bronnen werden absorptielijnen ontdekt van moleculen die zich tussen de verre radiobron en de aarde in bevinden, in gaswolken in ons eigen Melkwegstelsel: de moleculen filteren specifieke millimeter- en submillimetergolflengten weg. In de kalibratiebronnen J1717-337 en NRAO530 werd onder andere een absorptiesignaal van het zeldzame HCO-molecuul aangetroffen. Uit de sterkte van de absorptie kan afgeleid worden in welke concentratie het molecuul voorkomt; op die manier is ontdekt dat er sprake is van extreem ijle wolken, die op geen enkele andere manier waarneembaar zijn. De chemische samenstelling van de gaswolken is vergelijkbaar met die van actieve stervormingsgebieden; de HCO-moleculen ontstaan onder invloed van energierijke ultraviolette straling. De resultaten zijn gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan. (GS)
→ Radio Shadow Reveals Tenuous Cosmic Gas Cloud
4 december 2015
CW Leonis, de helderste infaroodster aan de noordelijke hemel, houdt astronomen al jaren voor de gek. Het vlekkerige patroon dat de ster op infraroodopnamen vertoont, vormt geen consistent geheel, maar is slechts een verzameling van wolken van gas en stof die door de ster zijn uitgestoten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 4 december). CW Leonis is een van de meest onderzochte oude sterren. Vermoed wordt dat de rode reus zo ver is opgezwollen dat hij op het punt staat zijn buitenlagen af te stoten. Dat proces zal uiteindelijk resulteren in de vorming van een zogeheten planetaire nevel. Op infaroodopnamen vertoont de ster een vlekkerig patroon dat in loop van de jaren geleidelijk verandert. Astronomen doen al jaren hun best om de onderliggende oorzaak van dat patroon te begrijpen. Maar de laatste jaren is dat ondoenlijk geworden: de ster heeft een complete gedaanteverandering ondergaan. Een analyse van opnamen die tussen 2000 en 2008 zijn gemaakt, laat nu zien dat geen van de infraroodstructuren die rond CW Leonis zijn waargenomen een permanent karakter heeft. Dat betekent onder meer dat geen van de waargenomen vlekken overeenkomt met de ster zelf: die speelt verstoppertje in zijn eigen stof. Maar het betekent ook dat alle modellen die de afgelopen twintig jaar zijn bedacht om het vlekkerige patroon rond de ster te verklaren de prullenbak in kunnen. Het patroon wordt niet veroorzaakt door een gestructureerde gasnevel met allerlei holtes, pluimen, schijven of wat dan ook. Het is gewoon een verzameling uitgestoten gaswolken. (EE)
→ Curious "Inkblot" star outed for trolling the astronomers
3 december 2015
Nieuw onderzoek wijst erop dat rotsachtige planeten zoals de aarde niet per se ontstaan bij sterren die rijk zijn aan zware elementen zoals ijzer en silicium. Dat is verrassend omdat deze beide elementen tot de hoofdbestanddelen van rotsachtige planeten behoren. Een pasgeboren ster is omgeven door een draaiende schijf van gas en stof, waaruit door samenklontering planeten ontstaan. Omdat dat gas en stof gewoon een overblijfsel is van de materie waaruit de ster is ontstaan, ligt het voor de hand om aan te nemen dat de chemische samenstelling van een ster van invloed is op de samenstelling van haar uiteindelijke planeten. Uit eerder onderzoek was inderdaad al gebleken dat grote gasplaneten vooral ontstaan bij sterren die rijk zijn aan ijzer. Ook waren er aanwijzingen dat de vorming van kleinere planeten niet zo afhankelijk is van dat metaal. Een internationaal team van astronomen heeft nu nog eens achttien elementen bij het onderzoek betrokken. Daarbij is vastgesteld dat sterren met rotsachtige planeten van het formaat aarde chemische overeenkomsten vertonen met sterren waar planeten van het kaliber Neptunus omheen cirkelen, én met sterren zonder planeten. Sterren met grote gasplaneten hebben een afwijkende samenstelling: die zijn rijker aan ijzer en silicium. Omdat bij het onderzoek slechts zeven sterren met ‘aardse’ planeten zaten, is het nog wat vroeg om daar grote conclusies aan te verbinden. Maar het lijkt erop dat kleine, rotsachtige planeten niet zo kieskeurig zijn als het gaat om de samenstelling van hun moederster. En dat kan weer betekenen dat planeten zoals onze aarde nog talrijker zijn dan al werd verondersteld. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op het congres Extreme Solar Systems III dat deze week wordt gehouden in Waikoloa Beach, Hawaï. (EE)
→ What Kinds Of Stars Form Rocky Planets?
3 december 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Event Horizon Telescope, voor het eerst magnetische velden waargenomen net buiten de waarnemingshorizon van Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg (Science, 4 december). Theoretisch was al voorspeld dat magnetische velden een belangrijke rol spelen bij de vorming van de enorme vuurtorenachtige stralingsbundels die bij een zwart gat ontstaan wanneer dat materie uit zijn omgeving opslokt. Maar deze velden waren nog niet eerder rechtstreeks gedetecteerd. De superzware zwarte gaten in de kernen van melkwegstelsels zijn een soort kosmische stralingsgeneratoren: ze zetten invallende materie om in intense straling. Als zo’n zwart gat ook nog eens om zijn as draait, kan het krachtige stralingsbundels (‘jets’) genereren die duizenden lichtjaren ver reiken. De astronomen, onder wie de Nederlanders twee Christiaan Brinkerink (Radboud Universiteit) en Remo Tilanus (Universiteit Leiden), zijn er nu in geslaagd om de polarisatie te meten van de straling die uit de naaste omgeving van Sagittarius A* komt. Deze gepolariseerde straling wordt uitgezonden door elektronen die rond magnetische veldlijnen spiralen. Het onderzoeksteam ontdekte in sommige gebieden in de buurt van het zwarte gat een verstrengelde warboel aan magnetische veldlijnen en lussen, terwijl het veld elders een veel georganiseerder patroon laat zien. Vermoed wordt dat dit laatste gebied de plek is waar de jets worden aangedreven. De nog in ontwikkeling zijnde Event Horizon Telescope (EHT) is het enige instrument waarmee de directe omgeving van Sagittarius A* onderzocht kan worden. De EHT bestaat uit een netwerk van met elkaar verbonden radiotelescopen dat functioneert als een ‘virtuele’ telescoop ter grootte van de aarde.
→ Volledig persbericht
3 december 2015
Astronomen hebben ontdekt dat de kolossale ‘zonnevlammen’ die de (dubbel)ster KIC 9655129 vertoont, sterke overeenkomsten vertonen met normale zonnevlammen. Dat wijst erop dat de onderliggende oorzaak gelijk is, en dat ook onze eigen ster in staat kan zijn om zulke ’supervlammen’ te produceren. Een zonnevlam is een explosie op het oppervlak van de zon, die ontstaat door het plotseling vrijkomen de energie die opgeslagen in magnetische velden. Bij zo’n uitbarsting komt straling van de meest uiteenlopende golflengten vrij – van ‘radio’ tot ‘röntgen’. Doorgaans bestaat zo’n zonnevlam uit een reeks regelmatig optredende pulsen. Vaak lijken deze pulsen op golven, waarvan de golflengte een afspiegeling is van de verschillende eigenschappen van het gebied op de zon waar de vlam is opgetreden. En die golven laten waarneembare patronen achter in het licht van een ster. Uit gegevens van KIC 9655129, die zijn verzameld met de Kepler-satelliet, blijkt dat het golfgedrag dat deze ster tijdens een supervlam vertoont hoogstwaarschijnlijk wordt veroorzaakt door zogeheten magnetohydrodynamische oscillaties. Dat verschijnsel wordt ook waargenomen bij zonnevlammen op onze zon. Deze ontdekking wijst erop dat aan zonnevlammen en stellaire supervlammen dezelfde fysica ten grondslag ligt. Theoretisch zou dus ook de zon in staat kunnen zijn om supervlammen te produceren. Maar volgens de astronomen is de kans daarop – historisch gezien – heel klein. En dat is maar goed ook, want solaire supervlammen zouden een ernstige bedreiging voor communicatie- en stroomnetwerken op aarde. (EE)
→ The Sun Could Release Flares 1,000X Greater Than Previously Recorded
2 december 2015
Astronomen hebben de waarschijnlijke oorzaak ontdekt van de regelmatige helderheidsfluctuaties van de witte dwergster J1529+2928. Deze kleine ster – het nagloeiende restant van een zonachtige ster die zijn buitenlagen heeft weggeblazen – wordt eens in de 38 minuten een paar procent donkerder. Het is net alsof er regelmatig een object voorlangs trekt. Om de oorzaak van de fluctuaties op te sporen, heeft een internationaal team van astronomen de ster aan een grondig onderzoek onderworpen. Daarbij is vastgesteld dat de J1529 niet pulseert en dat er ook geen andere ster of bruine dwerg omheen cirkelt. Ook kan het niet om een planeet gaan: daarvoor duren de ‘verduisteringen’ te kort. Volgens de astronomen is er maar één plausibele verklaring voor de veranderlijkheid van de witte dwerg. De waarschijnlijke oorzaak is een enorme ’zonnevlek’ – een donkere, relatief koele plek op het oppervlak van de ster. Uit schattingen blijkt dat deze vlek ongeveer 14 procent van het steroppervlak bedekt (Astrophysical Journal Letters, 1 december). Er kleeft wel een bezwaar aan deze verklaring. Zonnevlekken worden normaal gesproken veroorzaakt door sterke magnetische velden, maar het magnetische veld van J1529 is vrij zwak. Dat een witte dwerg desondanks een forse zonnevlek kan ontwikkelen, kan betekenen dat nog veel meer witte dwergen dergelijke helderheidsfluctuaties vertonen. Verder onderzoek zal daar uitsluitsel over moeten geven. (EE)
→ Mystery of a Dimming White Dwarf
25 november 2015
De astronomen Simon Portegies Zwart van de Sterrewacht Leiden en Ed van den Heuvel van de Universiteit van Amsterdam hebben een mogelijke verklaring gevonden voor de gigantische massa-uitstoot van de dubbelster Èta Carinae. In hun computersimulatie vinden er twee sterbotsingen plaats, waarbij een van de drie oorspronkelijke sterren de karakteristieke ‘rokstructuur’ van Èta Carinae veroorzaakt. Tussen 1838 en 1843 heeft Èta Carinae, de helderste ster van de Melkweg, twee enorme uitbarstingen ondergaan. Beide explosies gingen gepaard met de uitstoot van grote hoeveelheden heet gas in zeer specifieke richtingen. De daardoor ontstane verdeling van nevelig materiaal wordt vaak aangeduid als de Homunculusnevel, maar omdat de kleinere nevel de vorm van een rok heeft, noemen de onderzoekers hem ‘Smurfinnevel’. De nevels zijn warrig, met veel stof- en gaswolken die alle kanten lijken uit te waaieren en hierdoor onverklaarbare vormen hebben aangenomen. Sterrenkundigen zijn al jaren bezig deze omgeving te begrijpen, maar een goede verklaring voor de combinatie van exotische morfologie, gasbewegingen en de heldere ster in het midden, was nog niet gevonden. Portegies Zwart en Van den Heuvel hebben nu een elegant en bevredigend model ontwikkeld dat alle waargenomen verschijnselen in één klap verklaart. ‘Tot nog toe namen we aan dat het centrale object een dubbelster betrof’, zegt prof. Van den Heuvel. ‘Maar toen we die aanname hadden losgelaten bleek een verklaring met drie sterren ineens heel logisch.’ ‘Het enige lastige was dat we in ons model een ster moesten laten verdwijnen’, voegt prof. Portegies Zwart toe. ‘Aangezien er geen andere sterren dicht in de buurt zijn, was de beste oplossing om die derde ster op te laten eten door een van de nog zichtbare sterren.’Botsingen tussen sterren komen in de Melkweg geregeld voor, maar zijn nog nooit waargenomen. Dit komt doordat de botsing zelf maar kort duurt. In dit geval zijn er eigenlijk twee botsingen geweest. In 1838 zijn twee van de sterren nogal gewelddadig op elkaar geknald, waarbij de gasuitstoot de Smurfinnevel heeft gevormd. De opgezwollen ster werd vijf jaar later geschampt door zijn nog overgebleven begeleider. Dit gaf aanleiding tot een tweede uitbraak van materiaal. De symmetrie van de tweede botsing verklaart precies de rok van de Smurfin.‘Dergelijke dubbele botsingen zijn niet zeldzaam’, zegt Van den Heuvel. ‘Veel sterren worden geboren in drievoudige systemen, en die zijn onderhevig aan zwaartekrachtsresonanties die gemakkelijk aanleiding geven tot dit soort botsingen.’ Het model van Portegies Zwart en Van den Heuvel wordt binnenkort gepubliceerd in het vaktijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
→ Oorspronkelijk persbericht
25 november 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT), ongekend detailrijke opnamen verkregen van de hyperreuzenster VY Canis Majoris. De waarnemingen laten zien dat de enorme hoeveelheid massa die de ster tijdens zijn laatste levensfase kwijtraakt uit onverwacht grote stofdeeltjes bestaat. VY Canis Majoris behoort tot de grootste sterren van de Melkweg. Hij heeft dertig tot veertig keer zoveel massa als onze zon en produceert 300.000 keer zoveel licht. De ster is momenteel zo sterk opgezwollen dat hij de omloopbaan van de planeet Jupiter zou omsluiten. Dat is een teken dat hij zijn explosieve einde nadert. Uit de VLT-waarnemingen blijkt dat de ster is omgeven door wolken van stof. Door diep in het hart van deze wolken te kijken, konden de astronomen meten hoe het licht van VY Canis Majoris door het stof wordt verstrooid en gepolariseerd. Deze metingen zijn cruciaal voor de bepaling van de eigenschappen van het stof. Een nauwgezette analyse van de polarisatieresultaten laat zien dat het stof uit relatief grote deeltjes bestaat, met afmetingen van 0,5 micrometer. Dat lijkt misschien klein, maar daarmee zijn de deeltjes ongeveer vijftig keer zo groot als het stof dat doorgaans in de interstellaire ruimte wordt aangetroffen. Die grote afmetingen verklaren waarom reuzensterren als VY Canis Majoris al grote hoeveelheden materie kwijtraken vóórdat het tot een supernova-explosie komt. Ze maken de stofdeeltjes gevoelig voor de zogeheten stralingsdruk van de ster – de zwakke kracht die door het sterlicht wordt uitgeoefend. Door hun grote omvang zijn de stofdeeltjes ook goed bestand tegen de straling die VY Canis Majoris tijdens zijn onvermijdelijke supernova-explosie – die naar verwachting binnen enkele honderdduizenden jaren zal plaatsvinden – zal produceren. Uiteindelijk zullen de deeltjes zich vermengen met het interstellaire gas in de omgeving en toekomstige generaties van sterren in staat stellen om planeten te vormen. (EE)
→ Volledig persbericht
24 november 2015
De mysterieuze, langdurige ‘verduisteringen’ van de ster KIC 8462852 zijn waarschijnlijk niet veroorzaakt door puin dat is vrijgekomen bij botsingen tussen planetoïden of door een grote inslag op een planeet. Tot die conclusie komen Amerikaanse astronomen na een analyse van gegevens die vanaf januari van dit jaar zijn verzameld door de infraroodsatelliet Spitzer (Astrophysical Journal Letters). Uit de Spitzer-data blijkt namelijk dat er weinig infraroodstraling uit de omgeving van de ster komt. Dat betekent dat er weinig puin aanwezig is dat bij een catastrofale gebeurtenis is vrijgekomen. Volgens de astronomen is de meest waarschijnlijke verklaring dat de helderheidsveranderingen van KIC 8462852 worden veroorzaakt door een wolk van fragmenterende kometen. KIC 8462852 kwam vorige maand in het nieuws nadat astronomen hadden bekendgemaakt dat de ster onregelmatige helderheidsveranderingen vertoont waarvoor niet gemakkelijk een natuurlijke oorzaak te bedenken is. Volgens sommige astronomen zouden de waargenomen helderheidsdips zelfs het gevolg kunnen zijn van grote kunstmatige structuren die om de ster cirkelen. De nieuwe onderzoeksresultaten kunnen die laatste mogelijkheid niet uitsluiten. De astronomen die het onderzoek hebben gedaan, benadrukken echter dat ze die exotische hypothese niet hebben onderzocht. (EE)
→ Iowa State astronomers say comet fragments best explanation of mysterious dimming star
24 november 2015
Duitse astronomen hebben vastgesteld dat een twintig jaar geleden ontdekte witte dwergster heter is dan alle andere witte dwergen in onze Melkweg. Toch is deze ster, met een temperatuur van 250.000 graden Celsius, al begonnen met afkoelen. De witte dwerg bevindt zich in het buitengebied van het Melkwegstelsel (de 'halo'). Relatief lichte sterren zoals onze zon worden aan het eind van hun leven extreem heet. Het oppervlak van de zon heeft nu nog een temperatuur van 6000 graden, maar over vijf miljard jaar zal het compacte overblijfsel van onze ster een temperatuur van 180.000 graden hebben. De hoogste temperatuur die tot nu toe bij een witte dwerg was gemeten, bedroeg 200.000 graden. Onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop laat zien dat de witte dwerg RX J0439.8-6809 daar nog een flinke schep bovenop doet. En vermoed wordt dat de ster ongeveer duizend jaar geleden een piek van misschien wel 400.000 graden heeft bereikt. RX J0439.8-6809 valt niet alleen op door zijn hoge temperatuur. Ook zijn samenstelling is afwijkend: op zijn oppervlak zijn koolstof en zuurstof aanwezig – twee chemische elementen die het resultaat zijn van heliumfusie. En dat fusieproces speelt zich normaal gesproken juist in het diepe inwendige van een ster af. Verrassend is ook dat zich tussen de ster en ons een gaswolk bevindt die naar de Melkweg toe beweegt. Dat bewijst dat ons sterrenstelsel nog steeds vers gas – de grondstof voor de vorming van nieuwe sterren – uit zijn omgeving aantrekt. (EE)
→ The hottest white dwarf in the Galaxy
20 november 2015
Astronomen van de universiteit van Hong Kong hebbende methode verbeterd die gebruikt wordt om de afstanden van zogeheten planetaire nevels te schatten. De nieuwe schattingen geven meer inzicht in de fysische eigenschappen van deze objecten, die een nogal grote variëteit vertonen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Planetaire nevels hebben niets te maken met planeten. Hun – nogal verwarrende – historische benaming verwijst slechts naar hun min of meer schijfvormige karakter. Inmiddels weten we dat het in feite uitdijende wolken van gas zijn, die zijn uitgestoten door sterren die aan het eind van hun bestaan zijn gekomen. In onze Melkweg zijn duizenden planetaire nevels ontdekt, die de meest uiteenlopen vormen en kleuren vertonen. Maar ondanks intensief onderzoek is van veel van deze objecten de afstand niet goed bekend. En die afstand is van cruciaal belang bij de bepaling van hun fysische eigenschappen, zoals hun werkelijke afmetingen. De astronomen zijn uitgegaan van een elegante methode die al twintig jaar bestaat. Deze omvat een schatting van de interstellaire extinctie (de mate waarin het licht van een planetaire nevel wordt verzwakt door het gas en stof in de ruimte) en metingen van de grootte en de helderheid van de nevel zoals deze zich aan de hemel vertoont. Met behulp van meer dan driehonderd planetaire nevels waarvan de afstanden op andere manieren zijn vastgesteld, heeft dit geresulteerd in een nieuwe ’oppervlakte-helderheidsrelatie’ voor planetaire nevels. Simpel gezegd is dat een formule die, na invulling van de drie genoemde parameters, de afstand van het object oplevert. De verbeterde formule levert afstandsbepalingen op die tot wel vijf keer zo nauwkeurig zijn als voorheen. Het resultaat is een nieuwe afstandscatalogus van 1100 planetaire nevels – de omvangrijkste tot nu toe. (EE)
→ Ghostly and beautiful: “planetary nebulae” get more meaningful physical presence
19 november 2015
Astronomen hebben ontdekt dat de kleine ster TVLM 513-46546 zich nogal onstuimig gedraagt. Hij produceert veel sterkere zonnevlammen dan onze zon. De oorzaak: een opmerkelijk krachtig magnetisch veld. De rode dwergster, die op een afstand van ongeveer 35 lichtjaar in het sterrenbeeld Boötes staat, heeft tien keer zo weinig massa als onze zon. Hij is zo klein en koel dat hij maar net tot de volwaardige sterren wordt gerekend. Wat deze ster zo bijzonder maakt, is zijn snelle rotatie: één aswenteling duurt maar ongeveer twee uur. Ter vergelijking: onze zon doet er ongeveer 25 dagen over. Uit waarnemingen met de VLA-radiotelescoop in New Mexico was al gebleken dat het globale magnetische veld de rode dwerg honderd keer zo sterk is als dat van onze zon. Dat verraste astronomen, omdat de fysische processen die het magnetische veld van de zon veroorzaken in zo’n kleine ster niet zouden mogen optreden. Nieuwe waarnemingen met de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili laten zien dat de ster ook radiostraling met een frequentie van 95 gigahertz (overeenkomend met een golflengte van 3 mm) produceert. Zulke radiostraling is kenmerkend voor een proces dat synchrotron-emissie word genoemd. De oorzaak ligt bij elektronen die langs sterke magnetische veldlijnen bewegen. Hoe krachtiger het magnetische veld, des te hoger de frequentie. Onze zon vertoont tijdens korte uitbarstingen die zonnevlammen worden genoemd ook van die straling. Maar uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat er bij TVLM 513-46546 geen einde aan komt. Bovendien zijn die langdurige zonnevlammen tienduizend keer zo intens als die van onze zon. Waarnemingen van soortgelijke sterren zullen moeten uitwijzen of TVLM 513-46546 een buitenbeentje is, of dat alle kleine rode dwergsterren zich zo stormachtig gedragen. Hoe dan ook: voor eventuele planeten in de buurt van TVLM 513-46546 is het slecht nieuws. De uitbarstingen zijn zo hevig dat zulke werelden waarschijnlijk niet in staat zijn om een atmosfeer vast te houden. (EE)
→ Tiny, Ultracool Star is Super Stormy
11 november 2015
Een internationaal team van astronomen heeft enkele van de oudste sterren van onze Melkweg ontdekt. Onderzoek van hun chemische samenstelling kan informatie opleveren over hoe het heelal er kort na de oerknal uitzag (Nature, 12 november). De sterren, die zich al miljarden jaren in het hart van de Melkweg bevinden, bevatten extreem weinig ‘metalen’ – de astronomische term voor alle elementen zwaarder dan helium. Een van de sterren is zelfs de meest metaalarme ster die tot nu toe in het galactisch centrum is aangetroffen. De chemische vingerafdrukken van deze sterren wijzen erop dat de eerste sterren in het heelal via een zogeheten hypernova-explosie aan hun eind zijn gekomen – een explosie die tien keer zo hevig is als een ’gewone’ supernova. Deze oersterren bevatten alleen waterstof, helium en een heel klein beetje lithium. Bij eerdere zoekacties naar metaalarme sterren in het galactisch centrum werden bijna uitsluitend sterren aangetroffen die qua samenstelling op onze zon lijken. Ze zijn verrijkt met de zware elementen die door opeenvolgende generaties van supernova’s de ruimte in zijn geblazen. Maar nu hebben astronomen een manier gevonden om in die hooiberg van ‘te jonge’ sterren oude sterren op te sporen. Sterren met een extreem laag metaalgehalte blijken er namelijk iets blauwer uit te zien dan andere sterren. Op basis van dat criterium zijn 14.000 veelbelovende sterren in het hart van de Melkweg opgespoord. Deze kandidaten worden nu spectroscopisch onderzocht. Tot nu toe zijn op die manier 23 sterren ontdekt die zeer metaalarm zijn. Negen daarvan bevatten duizend keer zo weinig zware elementen als onze zon, en één van de negen nog eens tien keer zo weinig. Maar het metaalgehalte zegt niet alles. Ook sterren die veel later in de buitengebieden van de Melkweg zijn ontstaan, en later naar het galactisch centrum zijn gemigreerd, bevatten weinig zware elementen. Om die mogelijkheid uit te sluiten zijn ook de bewegingen van de negen kandidaten onderzocht. Daarbij is vastgesteld dat zeker zeven van de sterren zich al hun hele leven in het hart van de Melkweg bevinden. Computersimulaties wijzen erop dat deze sterren inderdaad heel vroeg in de geschiedenis van het heelal moeten zijn ontstaan. (EE)
→ Ancient Stars At The Center Of The Milky Way Contain ‘Fingerprints’ From The Very Early Universe
11 november 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope in Chili, de restanten onderzocht van een planetoïde die door zijn uitgeputte moederster – een witte dwerg – is verbrijzeld. Hierdoor is een mengsel van puin en gas ontstaan dat een ring of schijf rond de ster heeft gevormd. De verzamelde VLT-gegevens bestrijken een periode van twaalf jaar. Hierdoor hebben de astronomen de draaiende schijf van verschillende kanten kunnen bekijken. Daarbij is vastgesteld dat de schijf enigszins krom is en (nog) niet helemaal cirkelvormig. Volgens de astronomen is de planetoïde niet lang geleden gevaarlijk dicht in de buurt van de witte dwerg gekomen en door de enorme getijdenkrachten die hij daarbij ondervond aan flarden getrokken. Dat betekent dat de schijf op vergelijkbare wijze is ontstaan als bijvoorbeeld het ringenstelsel van Saturnus. Maar hoewel de witte dwerg meer dan zeven keer zo klein is als die geringde planeet, heeft hij meer dan 2500 keer zoveel massa. Ook de afstand tussen de witte dwerg en zijn schijf is van een heel andere orde: Saturnus en zijn ringen passen er gemakkelijk tussen. (EE)
→ De gloeiende kring rond een uitgeputte ster
5 november 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, een ‘archeologische opgraving’ gedaan in het hart van onze Melkweg. Daarbij is een populatie van uitgeputte sterren ontdekt, die meer inzicht moet geven in de vroege geschiedenis van ons sterrenstelsel. Door diep in de dichtbevolkte kern van de Melkweg te kijken, hebben de astronomen daar voor het eerst een verzameling witte dwergsterren weten op te sporen – de ‘na smeulende’ restanten van sterren die ongeveer twaalf miljard jaar geleden hebben bestaan. Onze Melkweg bestaat uit een platte schijf van sterren, die in het midden aanzienlijk dikker is dan elders. Een analyse van de Hubble-gegevens bevestigt het idee dat die ‘buil’ het oudste deel van ons sterrenstelsel is. De sterren in dat deel moeten in rap tempo geboren zijn – binnen ruwweg twee miljard jaar. De rest van de Melkweg ontwikkelde zich langzamer. Deze reconstructie van de galactische geschiedenis is nu nog gebaseerd op een steekproef van zeventig witte dwergen. Dat is waarschijnlijk maar het topje van de ijsberg: naar schatting bevinden zich in het nu onderzochte stukje Melkweg zeker 100.000 van die stellaire fossielen. Door meer witte dwergsterren bij het onderzoek te betrekken, hopen de astronomen een nog betere schatting te kunnen maken van de leeftijd van de ‘buil’ van onze Melkweg. (EE)
→ Hubble Uncovers Fading Cinders of Some of Our Galaxy's Earliest Homesteaders
4 november 2015
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is een jonge ster ontdekt die last heeft van ‘groeistuipen’. Het bewijs daarvoor bestaat uit een tweetal ‘jets’ van materie die regelmatige onderbrekingen vertonen. De ster, die bekendstaat als CARMA-7, maakt samen met tientallen soortgenoten deel uit van een stervormingsgebied op 1400 lichtjaar van de aarde. Alle sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Tijdens het ontstaansproces vormt zich een platte, ronddraaiende accretieschijf rond de jonge ster van waaruit materie naar het steroppervlak stroomt. Onder invloed van het magnetische veld van de ster wordt een deel van die materie vanaf de polen van de ster terug de ruimte in geblazen. Hierdoor ontstaan twee bundels of jets, die waarneembaar zijn met radiotelescopen zoals ALMA. Uit recent onderzoek blijkt dat de jets van CARMA-7 met grote regelmaat ‘aan’ en ‘uit’ gaan. Dat gaat heel snel: de overgang van de ene toestand naar de andere duurt maar een jaar of honderd (Nature, 5 november). De opvallende jets van de ster, die ongeveer 2,5 biljoen kilometer lang zijn, geven indirect informatie over de omgeving van de accretieschijf. Van de schijf zelf is niets te zien: het vele gas en stof in de omgeving van de ster belemmert het zicht daarop. (EE)
→ Protostar Growth Spurts
29 oktober 2015
Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili laten zien dat de vorming van de zware ster AFGL 4176 net zo verloopt als die van lichte sterren. Niet alleen wordt de ster, net als jonge zonachtige sterren, gevoed vanuit een omringende schijf van materie, ook vertoont die draaiende schijf vergelijkbare eigenschappen (Astrophysical Journal Letters, 29 oktober). Eerder was al vastgesteld dat jonge sterren met massa’s tot 18 zonsmassa’s door net zulke ‘nette’ materieschijven zijn omgeven als lichte sterren. Rond nog zwaardere sterren, zoals AFGL 4176 die 25 keer zoveel massa heeft als onze zon, waren tot nu toe alleen reusachtige, sterk opgezwollen structuren gezien, die meer op doughnuts leken dan op schijven. Hierdoor was de indruk ontstaan dat de ‘groei’ van de allerzwaarste sterren veel chaotischer en dynamischer verloopt dan de geboorte van een lichte ster. Het leek er zelfs op dat er geen normale schijf aan te pas kwam. Maar de ALMA-waarnemingen van AFGL 4176 laten zien dat zo’n zware ster wel degelijk door een normale schijf omgeven is – zij het een veel grotere. De ontdekte schijf is zeker tien keer zo groot en bevat honderd keer zoveel materie als de schijven die rond jonge sterren worden aangetroffen. De ontdekking heeft een hele tijd op zich laten wachten, omdat de vorming van zware sterren veel sneller verloopt dan die van lichte sterren. Bovendien zijn zware sterren veel minder talrijk. Hierdoor moeten astronomen veel harder zoeken c.q. veel dieper de ruimte in kijken – om ze op te sporen. (EE)
→ ‘One Size Fits All’ When It Comes To Unraveling How Stars Form
28 oktober 2015
Een internationaal team van astronomen heeft voor het eerst een ‘leeftijdskaart’ gemaakt van het buitenste omhulsel van de Melkweg. Samen met de schijf en de centrale bult behoort deze zogeheten halo tot de hoofdcomponenten van ons sterrenstelsel. Uit de kaart blijkt dat de oudste sterren in het centrale deel van de halo te vinden zijn, precies zoals numerieke simulaties van de vorming van de Melkweg voorspellen. Verrassend is wel dat dit gebied van oude sterren zich uitstrekt tot het deel van de halo dat zich nabij de zon bevindt. Ook geeft de kaart informatie over de leeftijden van nabije dwergstelsels, en de sterren die zij door de zwaartekrachtsinteractie met de Melkweg zijn kwijtgeraakt. Die kennis kan worden gebruikt om de ontstaansgeschiedenis van ons sterrenstelsel te reconstrueren. Bij het samenstellen van de kaart is gebruik gemaakt van ‘BHB-sterren’. De kleuren die deze hete sterren vertonen houden verband met hun massa’s. En die zijn op hun beurt weer gerelateerd aan hun leeftijden. Bij het nu gepubliceerde onderzoek is een steekproef van slechts 4700 BHB-sterren waargenomen. De volgende stap is het maken van een veel uitgebreidere leeftijdskaart van de galactische halo. Daarbij zullen honderdduizenden BHB-sterren onderzocht worden. (EE)
→ Astrophysicists produce the first age map of the halo of the Milky Way
28 oktober 2015
Astronomen hebben, met behulp van de VISTA-telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili, een tot nu toe onbekend onderdeel van onze Melkweg ontdekt. Door de posities in kaart te brengen van een klasse van veranderlijke sterren die cepheïden worden genoemd, is een schijf van jonge sterren opgespoord die verscholen zit achter dichte stofwolken in de centrale ‘bult’ van de Melkweg. Het bestaan van deze sterren kwam aan het licht bij een survey waarbij naar objecten wordt gezocht die van helderheid veranderen. Daarbij zijn honderden cepheïden ontdekt – sterren die met grote regelmaat opzwellen en vervolgens weer samentrekken. Tijdens deze cyclus, die enkele dagen tot maanden kan duren, veranderen de sterren van helderheid. Hoe helderder de cepheïde, des te langer duurt zijn cyclus. Anders gezegd: zwakkere cepheïden pulseren sneller dan heldere. Dankzij dit opmerkelijk exacte verband kunnen deze sterren dienstdoen als kosmische ‘meetlatten’: als je de pulsatieperiode van een cepheïde kent, ken je ook zijn afstand. Er schuilt wel een addertje onder het gras: er bestaan namelijk twee soorten cepheïden, en de ene soort is veel jonger dan de andere. Tussen de cepheïden die de astronomen nu hebben opgespoord, blijken 35 zogeheten klassieke cepheïden te zitten. Dat zijn jonge, heldere sterren die sterk verschillen van de gebruikelijke, veel oudere bewoners van de centrale bult van de Melkweg. De buitenbeentjes blijken deel uit te maken van een dunne schijf van sterren in de galactische bult. Dit onderdeel van onze Melkweg is bij eerdere surveys niet opgemerkt, omdat het verscholen zit achter dichte stofwolken. De VISTA-telescoop, die gevoelig is voor nabij-infraroodstraling, kan door dit stof heen kijken. De nu opgespoorde cepheïden zijn hooguit 100 miljoen jaar oud. Hun jeugdige karakter wijst er sterk op dat er de afgelopen 100 miljoen jaar een tot nu toe onbekende aanvoer van pas gevormde sterren heeft plaatsgevonden naar het centrale deel van de Melkweg. (EE)
→ VISTA ontdekt nieuw onderdeel van de Melkweg
21 oktober 2015
Astronomen van de Ruhr-Universität Bochum hebben de grootste ‘hemelfoto’ samengesteld die ooit is gemaakt. De foto, die de het zuidelijke deel van de Melkweg laat zien, bevat 46 miljard beeldpunten (pixels). Om de foto te kunnen bekijken hebben de wetenschappers een online hulpprogramma ontwikkeld. Het beeldmateriaal is verzameld in het kader van een grote survey die vijf jaar heeft geduurd. Bij die hemelverkenning is gezocht naar sterren en andere objecten die een veranderlijke helderheid vertonen. Daarbij zijn tot nu toe al ruim 50.000 veranderlijke objecten opgespoord die nog niet eerder waren opgemerkt. Met behulp van het hulpprogramma kan iedereen inzoomen op de Melkweg. Ook kan gebruik worden gemaakt van een klein invoerveld, waarin de naam van een object kan worden ingetikt. (EE)
→ Largest astronomical image of all time
20 oktober 2015
Astronomen van het Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) hebben voor het eerst een filmpje gemaakt dat de ontwikkeling van ‘zonnevlekken’ op een andere ster dan onze zon laat zien. Het filmpje bestaat uit beelden die de afgelopen zes jaar zijn vastgelegd met de geautomatiseerde telescoop STELLA op Tenerife. Uit die reeks opnamen blijkt dat de magnetische cyclus van de ster XX Triangulum qua periode vergelijkbaar is met die van onze zon. Maar de intensiteit is veel sterker. ‘XX Tri’ is op dat gebied zelfs recordhouder: in 1999 vertoonde hij de grootste vlek die ooit op een ster is waargenomen – 60 keer zo groot als de grootste zonnevlek. Daarbij moet dan wel worden opgemerkt dat XX Tri een koele reuzenster is, die ongeveer tien keer zo groot is als onze zon. Donkere vlekken op het oppervlak van een ster ontstaan door magnetische processen in het sterinwendige. Die processen beïnvloeden het warmtetransport naar het oppervlak, waardoor plaatselijk relatief koele – en daardoor donkere – gebieden ontstaan. (EE)
→ First movie of stellar-surface evolution beyond our Solar System
13 oktober 2015
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat de ‘groei’ van jonge sterren sterke overeenkomsten vertoont met de manier waarop zwarte gaten en andere exotische objecten zich met materie uit hun omgeving voeden. Uit onderzoek blijkt namelijk dat jonge sterren-in-wording net zulke lichtflikkeringen laten zien als de materie rond zwarte gaten (Science Advances, 13 oktober). Zowel jonge sterren als zwarte gaten trekken materie uit hun omgeving aan. Deze materie voegt zich niet onmiddellijk bij het aantrekkende object, maar spiraalt daar geleidelijk naartoe. Daardoor vormt zich een zogeheten accretieschijf rond dat object. De astronomen hebben vastgesteld dat de relatief koele accretieschijven rond jonge sterren hetzelfde gedrag vertonen als de ziedend hete accretieschijven rond witte dwergsterren en zwarte gaten. Daarbij is een direct verband ontdekt tussen de omvang van het centrale objet en het tempo van de (willekeurige) lichtfluctuaties van de omringende schijf. Dat wijst erop dat de fysica van het accretieproces rond sterke uiteenlopende astronomische objecten dezelfde is. Factoren als leeftijd, temperatuur en zwaartekracht lijken nauwelijks een rol te spelen. (EE)
→ Young stars’ flickering light reveals remarkable link with matter-eating black holes
29 september 2015
Astronomen van de Universiteit van Hawaii hebben met behulp van de Gemini North-telescoop vijf pasgeboren wees-sterretjes gevonden. De sterren bevinden zich in de nabijheid van het stervormingscomplex HH24, op 1300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Orion. HH24 is een gas- en stofwolk met een complexe structuur, waarin zich veel jonge sterren bevinden. Op een nieuwe foto van HH24, gemaakt met de Gemini-telescoop, zijn niet minder dan zes afzonderlijke jets (straalstromen) zichtbaar, die door de pasgeboren sterren de ruimte in worden geblazen. Op grotere afstand van de kern van het stervormingsgebied, waar de dichtheid van het gas en stof te laag is voor de vorming van sterren, hebben de astronomen echter ook een paar pasgeboren dwergsterren ontdekt. Het gaat zo goed als zeker om objecten die uit het stervormingsgebied de ruimte in zijn geslingerd als gevolg van zwaartekrachtsstoringen van andere sterren. Bij zo'n ontmoeting kan één ster met hoge snelheid weggeslingerd worden, terwijl twee andere in een kleine omloopbaan om elkaar heen blijven draaien. De asymmetrische verstoringen in één van de jets in HH24 zouden veroorzaakt kunnen zijn door de baanbeweging van zo'n nauwe dubbelster, aldus de astronomen. (GS)
→ Searching for Orphan Stars Amid Starbirth Fireworks
24 september 2015
Met de in 2009 geïnstalleerde Wide Field Camera 3 van de Hubble Space Telescope zijn nieuwe gedetailleerde opnamen gemaakt van de Sluiernevel - het uitdijende restant van een supernova-explosie die ca. 10.000 jaar geleden plaatsvond op 2100 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Zwaan. Het licht van de explosie moet zo'n 8000 jaar geleden op aarde zijn aangekomen.
In 1997 is de Sluiernevel ook al door Hubble gefotografeerd, met de oudere Wide Field and Planetary Camera 2. De nieuwe opnamen vertonen meer detail en beslaan ook een wat groter deel van de hemel. Overigens heeft de nevel momenteel een middellijn van ca. 110 lichtjaar - te groot om in zijn geheel door Hubble in beeld gebracht te worden.
Door de oude en de nieuwe opnamen met elkaar te vergelijken, is duidelijk te zien dat sommige van de draderige gasslierten in de nevel zich in de tussenliggende 18 jaar een beetje hebben verplaatst. Het nevelgas heeft een snelheid van ongeveer 1,5 miljoen kilometer per uur; de complexe structuur is het gevolg van schokgolven die zijn ontstaan toen het weggeblazen gas van de geëxplodeerde ster in botsing kwam met een veel trager uitdijende schil van gas dat is 'opgeveegd' door de krachtige sterrenwind van de ster vóórdat hij explosief aan zijn einde kwam. (GS)
→ Revisiting the Veil Nebula
23 september 2015
De activiteit van het superzware zwarte gat in de kern van ons Melkwegstelsel is in de afgelopen maanden sterk toegenomen. Normaal gesproken vertoont het zwarte gat ongeveer één uitbarsting van röntgenstraling per tien dagen; inmiddels ligt die frequentie op ongeveer één uitbarsting per dag.
De röntgenuitbarstingen ontstaan wanneer materie sterk verhit wordt alvorens het zwarte gat in te vallen. De activiteit van het zwarte gat in het Melkwegcentrum (dat ruim 4 miljoen maal zo zwaar is als de zon) wordt al jarenlang in de gaten gehouden door drie röntgenkunstmanen: het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory, de Europese ruimtetelescoop XMM-Newton en de NASA-kunstmaan Swift.
De oorzaak van de toegenomen activiteit is niet met zekerheid bekend. Het is denkbaar dat er een relatie is met de recente passage van een grote, ijle gaswolk, G2 geheten. Die vloog afgelopen voorjaar op korte afstand langs het zwarte gat. Mogelijk is G2 daarbij toch meer materie verloren dan aanvankelijk werd aangenomen. (GS)
→ Milky Way's Black Hole Shows Signs of Increased Chatter
22 september 2015
'Onzichtbare' sterren in de kern van ons Melkwegstelsel kunnen misschien toch 'waargenomen' worden met radiotelescopen. Dat schrijven astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in een artikel dat geaccepteerd is voor publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Door de absorberende werking van stof in het centrale vlak van het Melkwegstelsel zijn de sterren in de kern van het stelsel niet zichtbaar met aardse telescopen (een paar uitzonderingen daargelaten: sommige grote reuzensterren zijn waargenomen op infrarode golflengten). Omdat de sterren in het sterke zwaartekrachtsveld van het centrale superzware zwarte gat bewegen, hebben ze hoge snelheden, van duizenden kilometers per seconde. En omdat de sterren gas de ruimte in blazen (de zogeheten sterrenwind) creëren ze bij die hoge snelheden een boeggolf in het ijle interstellaire gas waar ze doorheen bewegen.
Elektronen die versneld worden door zo'n schokgolf zenden radiostraling uit, en met gevoelige radiotelescopen is het dus in principe mogelijk om de locaties van dergelijke boeggolven te achterhalen. Daarmee zijn de sterren op een indirecte manier toch waarneembaar.
De Harvard-astronomen stellen voor om de komende jaren gericht op zoek te gaan naar radiostraling van de boeggolf van de ster S2, een van de infrarode reuzensterren die wél direct zijn waar te nemen. Die ster bereikt eind 2017 of begin 2018 zijn kleinste afstand tot het centrale zwarte gat, en daarmee zijn hoogste baansnelheid. Als S2 zijn bestaan ook verraadt op radiogolflengten, kan de techniek vervolgens gebruikt worden voor het opsporen van sterren die op geen enkele andere wijze waarneembaar zijn. (GS)
→ Radio Telescopes Could Spot Stars Hidden in the Galactic Center
11 september 2015
De Canadese doctoraalstudent Matt Shultz heeft een bijzonder object ontdekt: twee zware sterren met magnetische velden die een dubbelstersysteem vormen. De resultaten van het onderzoek aan de dubbele reuzenster, die Epsilon Lupi heet, verschijnen vandaag in het Britse tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Van Epsilon Lupi was al bekend dat het een dubbelster is, bestaande uit twee sterren – elk 7 à 8 acht keer zo zwaar als onze zon – die om hun gemeenschappelijke zwaartepunt draaien. Dat die twee reuzen een magnetisch veld hebben, was tot nu toe onbekend. Bovendien is het nog onduidelijk hoe sterren als deze überhaupt een magnetisch veld kunnen ontwikkelen. Dat relatief kleine sterren zoals onze zon een magnetisch veld hebben, is goed verklaarbaar. Dat komt door de convectie die optreedt in de buitenste lagen van de ster, waarbij hete materie opstijgt, afkoelt en weer omlaag zakt. Dit resulteert in een dynamo-effect, waarbij magnetische velden ontstaan. In de buitenste lagen van zware sterren treedt – voor zover bekend – echter nauwelijks convectie op. Daarmee ontbreekt het deze sterren aan een ‘magnetische dynamo’. Toch vertoont ongeveer tien procent van deze sterren een sterk magnetisch veld. Zware magnetische dubbelsterren als Epsilon Lupi zijn echter veel zeldzamer. Een opmerkelijk detail is dat de magnetische velden van de beide sterren van Epsilon Lupi tegengesteld gericht zijn. De zuidpool van de ene ster wijst in ongeveer dezelfde richting als de noordpool van de andere ster. Hoe deze bijzondere configuratie is ontstaan, is nog onduidelijk. Zeker is wel dat de onderlinge afstand tussen beide sterren klein genoeg is om elkaars magnetische veld te beïnvloeden. Hierdoor kunnen deze velden fungeren als een soort rem, die de baanbeweging van de twee sterren afremt. Dat zou betekenen dat de twee sterren geleidelijk naar elkaar toe spiralen. (EE)
→ Mysterious, massive, magnetic stars
4 september 2015
Astronomen van de universiteit van Cambridge (VK) hebben een nieuwe, nauwkeurige methode ontwikkeld om de afstanden tussen sterren te meten. De methode kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de werkelijke omvang van onze Melkweg te bepalen. De beste manier om de afstand van een ster te meten, is de zogeheten parallaxmethode. Deze is gebaseerd op het feit dat een object dat vanuit verschillende richtingen wordt bekeken, ten opzichte van een verre achtergrond van plaats verandert. Het bereik van deze methode is echter beperkt: een paar duizend lichtjaar. Voor verder weg staande sterren moeten astronomen vertrouwen op methoden die een beperkte nauwkeurigheid hebben. Sommige van deze methoden maken gebruik van het spectrum van een ster, dat informatie bevat over diens temperatuur, oppervlaktezwaartekracht en chemische samenstelling. In combinatie met een stermodel kan daaruit de absolute helderheid van de ster worden geschat, en dat geeft weer een indicatie van zijn afstand. De methode die de Britse astronomen nu hebben bedacht gaat uit van stellaire ‘tweelingen’ – sterren die hetzelfde spectrum vertonen maar sterk in afstand verschillen. Modelberekeningen zijn dan niet nodig, omdat de beide sterren – binnen zekere grenzen – identiek zijn aan elkaar. Als van een van beide een parallaxmeting beschikbaar is, volgt daaruit direct de afstand van de ander. Een eerste inventarisatie van zulke tweelingen laat zien dat de afwijkingen ten opzichte van de parallaxmethode gering zijn: ongeveer 8 procent. Dat is veel nauwkeuriger dan de meeste andere meetmethoden. Bovendien is de tweelingmethode onafhankelijk van de afstand: zolang een ster maar helder genoeg is om een gedetailleerd spectrum ervan te kunnen vastleggen, kan zijn afstand worden vergeleken met die van een veel nabijere ‘dubbelganger’. De astronomen zijn nu van plan om een ‘catalogus’ van sterren samen te stellen waarvan de afstanden nauwkeurig bekend zijn, en vervolgens andere stercatalogi te doorzoeken naar dubbelgangers waarvan de afstanden onbekend zijn. Er is voldoende vergelijkingsmateriaal, want met de jongste generatie van gevoelige telescopen zijn detailrijke spectra van miljoenen sterren vastgelegd (EE).
→ Using stellar ‘twins’ to reach the outer limits of the galaxy
3 september 2015
Binnen nu en 1500 jaar zal er een grote, extreem hete ster in onze Melkweg ontploffen. Dat blijkt uit onderzoek van de Amsterdamse astronoom Frank Tramper en collega’s. Het team bestudeerde zes bijzondere sterren die op het randje van exploderen staan. De ontploffing heeft geen gevolgen voor het leven op aarde. De bevindingen verschijnen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. 1500 jaar klinkt misschien lang, maar voor astronomische begrippen is dit snel. De meeste sterren leven miljoenen tot miljarden jaren. Gemiddeld ontploft er elke vijftig jaar een ster in onze Melkweg, maar het is vrijwel onmogelijk te voorspellen welke sterren op het punt staan hun leven te beëindigen. Het is dus bijzonder dat de astronomen nu zo’n nauwkeurige schatting hebben gemaakt van de te verwachte tijd van overlijden. De onderzoekers keken naar zes zeldzame WO-sterren. Deze sterren bevatten geen waterstof, maar wel veel helium, koolstof en zuurstof. De sterren zijn tijdens hun ‘jeugd’ veertig tot zestig keer zo zwaar als onze zon. Als ze ouder worden verliezen ze veel materie vanwege sterke sterrenwinden. Met behulp van atmosfeermodellen bepaalden de onderzoekers de belangrijkste eigenschappen van de sterren. Zo ontdekten ze onder andere dat de sterren gigantisch heet zijn aan het oppervlak. Hun temperatuur ligt tussen de 150.000 en de 210.000 graden. Ter vergelijking, onze zon heeft een oppervlaktetemperatuur van ‘slechts’ 6500 graden. De astronomen kunnen nu voorspellen wanneer de sterren al hun brandstof hebben opgebruikt en zullen ontploffen. De eerste van de zes gaat binnen 1500 jaar af, de tweede over 2000 jaar en de laatste over ongeveer 17.000 jaar. Overigens zijn de zes sterren in werkelijkheid al ontploft, maar vanwege de afstand heeft hun licht van deze explosies de aarde nog niet bereikt. De ster die over 1500 jaar het loodje legt, staat op 15.000 lichtjaar van de aarde. Die ster is dus al 13.500 jaar geleden geëxplodeerd.
→ Volledig persbericht
26 augustus 2015
Recent onderzoek wijst erop dat de sterren in de onmiddellijke omgeving van het centrum van onze Melkweg niet tot één en dezelfde populatie behoren. Hun ‘metaalgehaltes’ – de hoeveelheden elementen zwaarder dan helium – vertonen grote verschillen. Eerder onderzoek leek erop te wijzen dat de verschillen in samenstelling tussen de sterren nabij het galactisch centrum gering waren. Maar deze indruk was gebaseerd op metingen van slechts een stuk of tien sterren.Bij het nieuwe onderzoek is nu het metaalgehalte van 83 sterren binnen enkele lichtjaren van het centrum gemeten. De resultaten laten grote verschillen zien. Sommige van de sterren bevatten tien keer zo weinig zware elementen als onze zon, andere vele malen meer. De astronomen die het onderzoek hebben gedaan, vermoeden dat de ‘metaalrijke’ sterren in de omgeving van het galactische centrum zijn ontstaan. De metaalarme exemplaren (ongeveer 6% van de steekproef) lijken afkomstig te zijn van de zogeheten bolvormige sterrenhopen, die als ‘satellieten’ om onze Melkweg draaien. Sommige modellen wijzen erop dat de (eveneens bolvormige) kernen van sterrenstelsels als de Melkweg ontstaan doordat die bolvormige sterrenhopen geleidelijk naar het centrum van het stelsel toe spiralen. Het nieuwe onderzoek laat zien dat dit mechanisme inderdaad optreedt, maar wel in bescheiden mate. (EE)
→ Metallicity of the Stars at the Galactic Center
26 augustus 2015
Waarnemingen met de Amerikaanse Kepler-satelliet hebben bevestigd dat sommige witte dwergen – de afkoelende, compacte restanten van sterren zoals onze zon – onregelmatig pulseergedrag vertonen. Dat blijkt uit onderzoek dat door Britse astronomen is gedaan. De astronomen hebben met Kepler gekeken naar PG1149+057, een witte dwerg in het sterrenbeeld Maagd op ruwweg 120 lichtjaar van de aarde. Behalve regelmatige pulsen met tussenpozen van een paar minuten blijkt deze ster om de paar dagen een uitbarsting te vertonen die de regelmatige hartslag doorbreekt. Bij zo’n uitbarsting nemen de helderheid en de temperatuur van de ster duidelijk toe. De verstoring van de regelmaat, die Kepler onlangs ook bij een andere witte dwerg heeft geregistreerd, komt als een verrassing. In de vijftig jaar dat witte dwergen vanaf de aarde onderzocht zijn, is dit gedrag nooit waargenomen. Maar het is dan ook voor het eerst dat astronomen de pulserende witte dwergen maanden achtereen vanuit de ruimte in de gaten kunnen houden. De twee ontdekkingen wijzen erop dat de onregelmatige hartslag een kenmerk is van de koelste pulserende witte dwergen. Het zou het begin van het einde kunnen zijn van het regelmatige pulseren van deze sterren. Vanaf een bepaalde temperatuur pulseren witte dwergen helemaal niet meer. (EE)
→ Dying star suffers ‘irregular heartbeats’
25 augustus 2015
De Europese ruimtetelescoop Gaia heeft zijn eerste jaar van wetenschappelijke metingen voltooid. Gaia werd op 19 december 2013 gelanceerd en begon een jaar geleden met zijn wetenschappelijke meetprogramma, waarbij posities, afstanden, bewegingen en kleuren van ruim één miljard sterren vastgelegd worden. In de zomer van 2016 zullen de eerste wetenschappelijke meetresultaten gepubliceerd worden, in de vorm van een uitgebreide digitale catalogus. Gaia-wetenschappers zijn momenteel druk bezig met de gegevensanalyse.
Tot dusver heeft Gaia 272 miljard positiemetingen verricht (elke ster wordt uiteindelijk tientallen malen opgemeten); 54,4 miljard helderheidsmetingen verricht en 5,4 miljard spectra vastgelegd, op basis waarvan conclusies getrokken kunnen worden over chemische samenstelling en bewegingen van sterren. Voor twee miljoen sterren zijn inmiddels nauwkeurige afstanden bepaald. Daarnaast heeft Gaia vele veranderlijke sterren waargenomen (waaronder supernova's in andere sterrenstelsels) en een groot aantal planetoïden in ons eigen zonnestelsel ontdekt. (GS)
→ Gaia's first year of scientific observations
17 augustus 2015
Met de Dark Energy Camera op de 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili zijn opnieuw acht tot nu toe onbekende dwergbegeleiders van ons Melkwegstelsel ontdekt. Eerder dit jaar werd de ontdekking bekend gemaakt van negen dwergstelsels, eveneens als onderdeel van de Dark Energy Survey.
De acht mini-stelseltjes staan op afstanden van 80.000 tot 700.000 lichtjaar. Ze zijn gemiddeld een miljoen keer minder zwaar en een miljard keer minder lichtsterk dan het Melkwegstelsel. Het kleinste stelseltje bevat niet veel meer dan een paar honderd sterren. Volgens de gangbare theorieën bevatten kleine dwergstelsels relatief veel donkere materie; ze worden beschouwd als de bouwstenen waaruit grote stelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel zijn ontstaan.
Met de nieuwe ontdekkingen is het totale aantal dwergbegeleiders van het Melkwegstelsel boven de 40 uitgekomen. De stelseltjes bevinden zich aan de hemel in de directe omgeving van de Grote en Kleine Magelhaense Wolk - twee relatief grote satellietstelsels van de Melkweg. Het zou dus kunnen gaan om 'begeleiders van begeleiders'. Zo'n hiërarchische structuur wordt voorspeld door theorieën over de vorming van sterrenstelsels. (GS)
→ Dark Energy Survey finds more celestial neighbors
6 augustus 2015
De zwaartekracht, een van de vier fundamentele natuurkrachten, lijkt overal en altijd even sterk te zijn. Dat is de geruststellende, maar ook voorlopige, conclusie die wetenschappers trekken uit waarnemingen van een verre pulsar, die al meer dan twintig jaar lopen. Pulsars zijn rondtollende neutronensterren – de compacte restanten van zware sterren die aan het eind van hun leven ontploft zijn. Het zijn in feite kosmische vuurtorens die bundels radiostraling rondzwiepen. Als een van die bundels tijdens elke omwenteling eventjes richting aarde wijst, kunnen we de neutronenster aan en uit zien gaan. De draaiing van een pulsar is zo constant, dat het knipperen ervan als een natuurlijke klok kan worden gebruikt. De nauwkeurigheid van zo’n pulsarklok is vergelijkbaar met die van de beste atoomklokken op aarde. Bij dit onderzoek is gebruik gemaakt van PSR J1713+0747, een pulsar op ongeveer 3750 lichtjaar van de aarde. Deze specifieke pulsar heeft een witte dwergster als begeleider. De twee draaien met een periode van ongeveer 68 dagen om hun gezamenlijke zwaartepunt. Uit de waarnemingen van J1713+0747 blijkt dat er aan die omlooptijd de afgelopen twintig jaar niets is veranderd. Dat betekent dat de afstand tussen de pulsar en de witte dwerg gelijk is gebleven. En dat wijst erop dat de zwaartekracht elders in de Melkweg net zo constant is als hier op aarde. Dat is goed nieuws voor de algemene relativiteitstheorie van Einstein, maar niet voor enkele van haar concurrenten. Volgens sommige kosmologische theorieën zou de sterkte van de zwaartekracht namelijk van plaats tot plaats kunnen verschillen en in de loop van de tijd veranderen. (EE)
→ Gravitational Constant Appears Universally Constant, Pulsar Study Suggests
5 augustus 2015
Astronomen hebben een mogelijke oplossing gevonden voor het raadselachtige gegeven dat de oudste sterren in het heelal veel minder lithium bevatten dan verwacht. Lithium – het op twee na lichtste element – is al tijdens de oerknal gevormd. Maar de oudste sterren lijken drie keer zo weinig van dit metaal te bevatten dan oerknalmodellen voorspellen. Met behulp van een nieuw computermodel hebben de astronomen berekend hoe vrij lichte sterren – sterren met minder massa dan onze zon – zich sinds hun ontstaan, 13 miljard jaar geleden, hebben gedragen. Deze sterren bestaan nog steeds: ze branden op zo’n laag pitje, dat ze tientallen miljarden jaren oud kunnen worden. Het nieuwe model laat zien dat het lithium vroeg in het leven van de sterren naar de kern is gezakt, alwaar het vrijwel volledig is vernietigd. Wat ze nu aan lithium bevatten, zouden de sterren hebben verkregen door in een iets later levensstadium gas uit hun – inmiddels sterk uitgedunde – ‘geboortewolk’ aan te trekken. Het model zou niet alleen kunnen verklaren waarom oude sterren weinig lithium bevatten, maar ook waarom onze zon vijftig keer minder lithium bevat dan soortgelijke sterren, en waarom sterren met planeten minder lithium bevatten dan ‘eenzame’ sterren. De resultaten van de berekeningen verschijnen in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Nog maar een week geleden maakte een ander team van astronomen bekend dat ook zij een stukje van de ‘lithiumpuzzel’ hadden gevonden. Hun waarneming van lithium dat bij een nova-explosie is vrijgekomen, zou kunnen verklaren waarom jonge sterren juist een overschot aan lithium vertonen. (EE)
→ Lost lithium destroyed by ancient stars
4 augustus 2015
Nederlandse en Australische radioastronomen hebben een neutronenster ontdekt die even krachtige jets ('straalstromen') produceert als een zwart gat. De ontdekking is vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
De neutronenster (met de catalogusaanduiding PSR J1023+0038) draait in een baan rond een 'normale' ster. Gas van de begeleider stroomt op het oppervlak van de kleine, extreem compacte neutronenster (het overblijfsel van een supernova-explosie). Daarbij ontstaan twee tegenovergesteld gerichte straalstromen (jets) van elektrisch geladen deeltjes.
Normaalgesproken zijn deze neutronenster-jets relatief zwak, maar in het geval van PSR J1023+0038 zijn de jets even krachtig als in dubbelstersystemen waarin het compacte object een zwart gat is. Kennelijk kunnen neutronensterren af en toe tijdelijk in een extreem actieve, energierijke fase verkeren. Eerder zijn twee andere voorbeelden van zo'n 'transitionele' neutronenster ontdekt. (GS)
→ Super star takes on black holes in jet contest
31 juli 2015
De Leidse sterrenkundige Bram Ochsendorf heeft in zijn promotieonderzoek de invloed van zware sterren in het Oriongebied op hun omgeving in kaart gebracht. Het was al bekend dat de zware sterren in het Orioncomplex een reuzenbel in de ruimte tussen de sterren hebben geblazen, maar nu blijkt dat deze Orion-Eridanus-reuzenbel met een omvang van 45 bij 45 graden nog veel omvangrijker en ingewikkelder is dan werd gedacht. Het resultaat is deze week gepubliceerd in The Astrophysical Journal. In de Orion-Eridanus-reuzenbel verdampt materiaal van moleculaire wolken. Opeenvolgende supernova-explosies in het centrale deel van de reuzenbel vegen dit verdampte materiaal op in expanderende schillen en verplaatsen het vervolgens naar de buitenkant, waar het samensmelt met de buitenste rand van de bel en op deze manier de verdere expansie van de reuzenbel aandrijft. Hierdoor kan de reuzenbel tientallen miljoenen jaren lang doorgroeien. De cyclus van stervorming, verdamping en schoonmaak van het centrale gedeelte van de reuzenbel door supernova’s gaat door totdat de moleculaire wolken compleet zijn verdampt of uiteengereten, waarna de aandrijvingskracht zal verdwijnen en de reuzenbel op zal gaan in het interstellaire medium (de materie en energie die zich tussen de sterren bevinden). Ochsendorf heeft gegevens van verscheidene telescopen gecombineerd voor dit nieuwe beeld van de morfologie en evolutie van het Orion-gebied. Hij hoopt op 1 september te promoveren aan de Universiteit Leiden. Daarna gaat hij als postdoc aan de slag aan de Johns Hopkins Universiteit in Baltimore, VS.
→ Volledig persbericht
30 juli 2015
Wetenschappers die betrokken zijn bij de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) hebben vastgesteld dat dertig procent van de sterren van onze Melkweg van baan veranderd is. Van omloopbaan welteverstaan. De ontdekking volgt uit een grootschalig onderzoek waarbij de chemische samenstellingen van 100.000 sterren zijn gemeten. In de loop van hun bestaan produceren sterren allerlei chemische elementen, die ze uiteindelijk de ruimte in blazen. De vrijgekomen elementen, die allemaal zwaarder zijn dan helium, voegen zich vervolgens bij het gas waaruit weer een nieuwe generatie van sterren ontstaat. Ten gevolge van deze ‘chemische verrijking’ bevat elke nieuwe generatie van sterren meer ‘zware’ elementen dan de vorige. Omdat op de ene plek in de Melkweg meer stervorming plaatsvindt dan op de andere, varieert het aandeel zware elementen van plaats tot plaats. Anders gezegd: de hoeveelheid zware elementen die een ster bevat, geeft een globale indicatie van zijn geboorteplaats. Uit het nieuwe onderzoek blijkt nu dat ongeveer 1 op de 3 sterren zich inmiddels ver van zijn geboorteplaats bevindt. Zo worden in het buitenste deel van de Melkwegschijf, dat relatief weinig zware elementen bevat, veel sterren aangetroffen die juist karakteristiek zijn voor het chemisch rijkere binnendeel. (EE)
→ Stars in Our Galaxy Move Far From Home
29 juli 2015
Astronomen hebben voor het eerst poollicht ontdekt bij een object buiten ons zonnestelsel. Het verschijnsel is waargenomen bij een zogeheten bruine dwergster – een object dat het midden houdt tussen een ster en een gasplaneet zoals Jupiter. De ontdekking toont aan dat deze ‘mislukte sterren’ zich nog het meest als bovenmaatse planeten gedragen (Nature, 30 juli). De bruine dwerg, die de aanduiding LSR J1835+3259 heeft, bevindt zich op ruim 18 lichtjaar van de aarde. Dat hij poollicht vertoont, werd ontdekt bij waarnemingen met de VLA-radiotelescoop en enkele grote optische telescopen in de VS. Met de VLA werden heldere pulsen van radiostraling gedetecteerd zoals die ook bij poollicht optreden. Deze pulsen bleken precies in de pas te lopen met helderheidsvariaties van de bruine dwerg, die eens in 2,84 uur om zijn as draait. De helderheidsvariaties wijzen erop dat de bruine dwerg een heldere plek vertoont. Nauwkeurige metingen met de 10-meter Keck-telescoop hebben laten zien dat het uitgezonden licht waarschijnlijk afkomstig is van elektronen die in botsing komen met waterstofgas in de atmosfeer. Daarmee staat vrijwel vast dat het om poollicht gaat. Poollicht ontstaat wanneer geladen deeltjes uit de ruimte worden ingevangen door het magnetische veld van een planeet (of bruine dwerg dus). Deze deeltjes worden via de magnetische veldlijnen naar de polen van de planeet geleid, waar ze in botsing komen met atomen in de atmosfeer. Het poollicht van LSR J1835+3259 is naar schatting 10.000 keer zo intens als het helderste poollicht in ons eigen zonnestelsel – dat van Jupiter. (EE)
→ Astronomers Discover Powerful Aurora Beyond Solar System
29 juli 2015
Voor het eerst hebben astronomen het element lithium kunnen aantonen in het materiaal dat bij een nova-explosie is weggeblazen. Daarmee is een stukje van de puzzel van de chemische evolutie van de Melkweg gevonden waar al lang naar gezocht werd. Naast waterstof en helium is het lichte lithium het enige element dat (in geringe hoeveelheden) al tijdens de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, is gevormd. Lithium is dus overal, maar de hoeveelheden ervan lopen sterk uiteen. Zo bevatten sterren in de oudste delen van de Melkweg – de centrale verdikking en de halo – veel minder lithium dan verwacht, terwijl sterren in jongere schijf van de Melkweg veel meer lithium bevatten. Het vermoeden bestond al dat die laatste sterren hun hoge lithiumgehalte te danken hebben aan nova-explosies – ontploffingen op het oppervlak van witte dwergsterren. Daarbij zou lithiumrijk materiaal de ruimte in worden geslingerd, dat zich vermengd met het daar aanwezige gas, waaruit later weer nieuwe sterren ontstaan. Dat vermoeden kon tot nu toe echter niet worden bevestigd: bij onderzoek van nova-explosies werd geen lithium waargenomen. Dankzij twee relatief kleine Europese telescopen in Chili, is daar nu verandering in gekomen. Met deze instrumenten is lithium aangetoond in Nova Centauri 2013. De hoeveelheid lithium die deze nova heeft uitgestoten is gering: minder dan een miljardste zonsmassa. Maar omdat er in de geschiedenis van de Melkweg miljarden nova-explosies zijn geweest, is dat voldoende om de waargenomen en onverwacht grote hoeveelheden lithium in de schijf van ons sterrenstelsel te kunnen verklaren. (EE)
→ Eerste detectie van lithium van een ontploffende ster
27 juli 2015
Bolvormige sterrenhopen - kolossale verzamelingen van honderdduizenden sterren - zijn minder oud dan tot nu toe altijd is aangenomen. Dat blijkt uit nauwkeurige leeftijdsbepalingen, uitgevoerd met de DEIMOS-spectrograaf op de 10-meter Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. Uit de metingen blijkt bovendien dat bolhopen in twee 'geboortegolven' zijn ontstaan - de eerste ca. 12,5 miljard jaar geleden, de tweede ongeveer één miljard jaar later.
Ons eigen Melkwegstelsel bevat ruim honderd bolvormige sterrenhopen, verdeeld in een grote 'halo' rond het Melkwegcentrum. Ook in en rond andere sterrenstelsels zijn talloze bolhopen ontdekt. Ze bevatten extreem oude sterren; algemeen werd aangenomen dat de bolhopen de allereerste structuren in het pasgeboren heelal waren, en dat ze ontstonden voordat het betreffende sterrenstelsel echt gestalte kreeg, misschien wel 13,5 miljard jaar geleden.
De nieuwe waarnemingen wijzen echter uit dat bolvormige sterrenhopen min of meer gelijktijdig met hun moederstelsels zijn ontstaan. Dat gebeurde ná de periode van kosmische reïonisatie, toen het heelal gevuld was met energierijke ultraviolette straling, afkomstig van de allereerste generatie zware sterren en zwarte gaten.
Voorheen was het altijd enigszins raadselachtig hoe de bolhopen dat energierijke stralingsbombardement konden overleven. Nu blijkt dat ze minder oud zijn, lijkt dat probleem voorlopig uit de weg geruimd. (GS)
→ Fossil Star Clusters Reveal Their Age
23 juli 2015
Uit waarnemingen met de Amerikaanse VLA-radiotelescoop blijkt dat jonge, onvolgroeide bruine dwergsterren jets van materie uitstoten. Deze ontdekking wijst erop dat bruine dwergen, die het midden houden tussen sterren en planeten, op dezelfde manier ontstaan als ‘normale’ sterren. Bruine sterren hebben minder massa dan sterren, maar meer massa dan reuzenplaneten zoals Jupiter. Hun massa’s zijn te gering om de thermonucleaire reacties in gang te zetten die normale sterren van energie te voorzien. Het bestaan van bruine dwergen werd al vijftig jaar geleden voorspeld, maar de eerste werd pas in 1994 ontdekt. De grote vraag was of het vormingsproces van bruine dwergen meer op dat van planeten of meer op dat van sterren zou lijken. Sterren ontstaan wanneer een enorme wolk van gas en stof onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrekt. Rond de pas gevormde ster blijft dan een schijf van materie over, waarin zich uiteindelijk planeten kunnen vormen. Een ster-in-wording blaast een deel van het gas dat hij verzamelt terug de ruimte in. De materieschijf rond de ster zorgt ervoor dat dit uitgestoten gas maar twee kanten op kan: omhoog of omlaag. Hierdoor ontstaan twee bundels of ‘jets’. Bij de vorming van planeten ontstaan zulke jets niet. Nu bij vier jonge bruine dwergen in een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier, 450 lichtjaar van de aarde, jets zijn waargenomen, staat vrijwel vast dat hun ontstaansproces veel weg heeft van dat van gewone sterren. (EE)
→ Brown Dwarfs, Stars Share Formation Process, New Study Indicates
22 juli 2015
Een snel bewegende pulsar lijkt een gat te hebben geslagen in de gasschijf rond de ster die hem begeleid. Daarbij is een deel van de schijf met een snelheid van ongeveer 6,5 miljoen kilometer weggeschoten. Uit waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra blijkt dat de snelheid van de ’gasklont’ nog steeds toeneemt. De pulsar vormt een dubbelster met een ster die ongeveer dertig keer zo zwaar is als onze zon. De pulsar zelf is veel lichter: hij is het compacte restant van een andere zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. De zware ster roteert zo snel om zijn as, dat hij bijna uit elkaar valt. Hierdoor heeft zich rond zijn evenaar een schijf van gas gevormd. De pulsar, die in een langgerekte baan om de ster draait, vliegt eens in de 41 maanden door die schijf heen.De klont materie die de pulsar de afgelopen keer (december 2010) heeft weggeslagen is kolossaal van formaat: hij is honderd keer zo groot als ons zonnestelsel. Maar qua massa valt het wel mee (of tegen): die is vergelijkbaar met de massa van al het water op aarde. Uit waarnemingen van de Chandra-satelliet blijkt dat de gemiddelde snelheid van de gasklont aanvankelijk ongeveer 7 procent van de lichtsnelheid bedroeg. Maar tussen mei 2013 en februari 2014 is die snelheid ongeveer verdubbeld. Dat de gasklont nog steeds aan het versnellen is, komt door de krachtige ’wind’ van energierijke deeltjes die de pulsar voortdurend uitzendt. (EE)
→ Pulsar Punches Hole In Stellar Disk
21 juli 2015
Sterrenkundigen hebben in de kern van het Melkwegstelsel een ster ontdekt die afkomstig is uit de halo - het allerbuitenste deel van het stelsel. De ontdekking doet vermoeden dat er meer van zulke 'binnendringers' zijn, waardoor 'demografisch' onderzoek van de Melkwegkern bemoeilijkt wordt.
De astronomen bestudeerden zogeheten RR Lyrae-sterren - sterren die op een voorspelbare manier opzwellen en weer inkrimpen, en daarbij periodiek van helderheid veranderen. RR Lyrea-sterren zijn over het algemeen zeer oud; er zijn er dan ook al bijna veertigduizend ontdekt in het langgerekte kerngebied van het Melkwegstelel (de zogeheten bulge, of 'centrale verdikking'), dat voornamelijk oude sterren bevat.
Eén van de 100 onderzochte RR Lyrae-sterren bleek verrassend genoeg met een extreem hoge snelheid van 482 kilometer per seconde door het Melkwegstelsel te bewegen - ongeveer vijf keer zo snel als 'normaal', en bijna snel genoeg om aan de zwaartekracht van het Melkwegstelsel te ontsnappen.
Omdat de afstand van een RR Lyrea-ster vrij nauwkeurig kan worden afgeleid uit zijn helderheidsvariaties, was het mogelijk de ruimtelijke positie van de ster (MACHO 176.18833.411 geheten) te bepalen. Daarna kon op basis van de waargenomen snelheid de baan worden gereconstrueerd die de ster in de afgelopen één miljard jaar door het Melkwegstelsel heeft afgelegd. Op die manier kwam vast te staan dat hij oorspronkelijk geen deel uitmaakte van de centrale verdikking, maar afkomstig is uit de (eveneens oude) halo van het Melkwegstelsel. (GS)
→ Starry surprise in the bulge: encounter of a halo passerby
17 juli 2015
Een internationaal team van astronomen, onder wie een aantal amateurs, heeft een uniek dubbelstersysteem ontdekt: het is de eerste in zijn soort waarbij de ene ster de andere volledig bedekt. Het gaat om een zogeheten cataclysmische veranderlijke, een witte dwergster die gas steelt van de ster die hem begeleidt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De dubbelster, die de aanduiding Gaia14aae heeft gekregen, staat op een afstand van ongeveer 730 lichtjaar in het sterrenbeeld Draak. Hij werd in augustus 2014 opgemerkt door de Europese satelliet Gaia, toen hij in binnen een dag vijf keer zo helder werd. Deze uitbarsting werd veroorzaakt doordat de witte dwerg plotseling een grote hoeveelheid gas te verwerken kreeg. Aanvullende waarnemingen door leden van de internationale amateur-organisatie CBA (Center for Backyard Astrophysics) hebben laten zien dat de dubbelster niet alleen een cataclysmische veranderlijke is, maar ook een bedekkingsveranderlijke. Dat betekent dat we vanaf de aarde het baanvlak van de dubbelster van opzij zien, waardoor om de vijftig minuten de ene ster precies voor de andere schuift. De begeleidende ster is ongeveer vijf keer zo groot als de zon en vijfhonderd keer zo groot als de witte dwerg waarmee hij een dubbelster vormt. (EE)
→ Gaia satellite and amateur astronomers spot one in a billion star
16 juli 2015
Wetenschappers van de universiteit van Basel hebben voor het eerst een van de moleculen geïdentificeerd die verantwoordelijk zijn voor de absorptie van sterlicht in de ruimte. Het blijkt te gaan om buckminsterfullereen, een bolvormig molecuul dat uit zestig koolstofatomen bestaat (Nature, 16 juli). Ongeveer honderd jaar geleden ontdekten astronomen dat het spectrum van sterlicht dat de aarde bereikt merkwaardige onderbrekingen vertoont: zogeheten diffuse interstellaire banden. Sindsdien wordt gezocht naar het soort materie in de ruimte dat verantwoordelijk is voor de absorptie van sterlicht op honderden verschillende golflengten. Al een tijdje bestond het vermoeden dat de oorzaak gezocht moet worden bij grote koolstofhoudende moleculen. Moleculen zoals buckminsterfullereen dus. Laboratoriumonderzoek heeft nu bevestigd dat geïoniseerde fullerenen – moleculen met een positieve lading – onder de zeer koude omstandigheden in de ruimte absorptie veroorzaken op twee van de golflengten waar diffuse interstellaire banden te zien zijn. Een klein deel van het oude raadsel is nu dus opgelost. (EE)
→ Old Astronomic Riddle on the Way to Be Solved
8 juli 2015
Na een reis van meer dan negen jaar, waarbij een afstand van bijna vijf miljard kilometer werd overbrugd, maakt de Amerikaanse ruimtesonde New Horizons volgende week dinsdag een scheervlucht langs Pluto. De afgelopen weken heeft de sonde steeds detailrijkere opnamen van de dwergplaneet naar de aarde overgeseind. De meest recente, die woensdagochtend werd ontvangen, is gemaakt van een afstand van 8 miljoen kilometer – twintig keer de afstand aarde-maan. De foto toont zo ongeveer het deel van Pluto dat op 14 juli van dichtbij door New Horizons zal worden bekeken. Deze kant van de dwergplaneet wordt gekenmerkt door drie grote gebieden van uiteenlopende helderheden. Het opvallendst is een langwerpig donker gebied langs de evenaar, dat inmiddels de bijnaam ‘de walvis’ heeft gekregen. De beelden die New Horizons komende dinsdag van ditzelfde gebied gaat maken, zullen vijfhonderd keer scherper zijn. De ruimtesonde zal dan met een snelheid van ongeveer 50.000 kilometer per uur op een afstand van slechts 12.500 kilometer langs Pluto suizen. (EE)
→ NASA’s New Horizons: A “Heart” from Pluto as Flyby Begins
8 juli 2015
Astronomen van de Britse Open University hebben voor het eerst een vijfvoudige ster ontdekt die twee bedekkingsveranderlijke dubbelsterren bevat. De ontdekking wordt vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales). Vermoed wordt dat ongeveer een derde van alle sterren deel uitmaakt van meervoudige stersystemen. In de meeste gevallen gaat het daarbij om ‘gewone’ dubbelsterren – vijfvoudige sterren zijn zeldzaam. De nu ontdekte vijfvoudige ster is opgedoken in archiefgegevens van het SuperWASP-project, een project dat primair is bedoeld voor het opsporen van exoplaneten. Daarbij worden de helderheden van miljoenen sterren in de gaten gehouden. Regelmatige ‘dipjes’ in de helderheid van een ster kunnen erop wijzen dat er planeten rond de ster draaien, die vanaf de aarde gezien bij elke omloop voor hun ster langs schuiven. Maar regelmatige helderheidsveranderingen ontstaan ook wanneer twee sterren om elkaar heen draaien, die elkaar steeds opnieuw ‘bedekken’. In eerste instantie leek de ster 1SWASP J093010.78+533859.5 een gewone bedekkingsveranderlijke dubbelster te zijn. Uit het helderheidsgedrag bleek dat de onderlinge afstand tussen beide sterren zo klein is, dat ze elkaar raken en een gezamenlijke atmosfeer hebben. Hun omlooptijd bedraagt slechts zes uur. Vervolgens werd bij nader onderzoek nóg een regelmatig patroon in de helderheid van de ster ontdekt. Dat wordt toegeschreven aan een tweede, iets wijdere bedekkingsveranderlijke dubbelster met een omlooptijd van 32 uur. De afstand tussen beide dubbelsterren bedraagt ongeveer 21 miljard kilometer – bijna vijf keer de afstand zon-Neptunus. En ten slotte kwam bij spectroscopisch onderzoek het bestaan van een vijfde ster aan het licht. Deze bevindt zich op een afstand van ongeveer twee miljard kilometer van de wijdere dubbelster. De astronomen hebben vastgesteld dat de vijf sterren, die stuk voor stuk kleiner en koeler zijn dan onze zon, door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Opmerkelijk is dat de omloopbanen van beide dubbelsterren in hetzelfde vlak liggen. Dat wijst erop dat ze uit één en dezelfde schijf van has en stof zijn ontstaan. 1SWASP J093010.78+533859.5 staat op een afstand van ongeveer 250 lichtjaar in het sterrenbeeld Grote Beer. (EE)
→ A five star, doubly-eclipsing star system
3 juli 2015
Op basis van waarnemingen van de Europese ruimtetelescoop Gaia is een kaart samengesteld die de sterdichtheid van de Melkweg weergeeft. Gebiedjes met veel sterren per vierkante boogminuut zijn helder; gebiedjes met een lagere sterdichtheid zijn donker. De afbeelding is geen echte foto van de Melkweg, al vertoont hij daar veel overeenkomsten mee. De sterdichtheid is vastgesteld op basis van Gaia's 'housekeeping data' - de continue stroom meetgegevens van posities en radiale snelheden van sterren aan de hemel (snelheden naar ons toe of van ons af, dus langs de gezichtslijn). Uit die meetgegevens kan eenvoudig worden afgeleid wat de sterdichtheid in een bepaald gebiedje aan de hemel is. De donkere gebieden in de Melkweg zijn stofwolken die het zicht op verder weg gelegen sterren belemmeren. Rechtsonder het Melkwegcentrum zijn de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk te zien - twee relatief kleine buurstelsels van het Melkwegstelsel. (GS)
→ Counting stars with Gaia
2 juli 2015
In 2018 duikt het compacte restant van een ontplofte ster door de brede schijf van gas en stof rond een begeleidende ster. Volgens astronomen van de universiteit van Manchester zal dat het nodige ‘vuurwerk’ geven. Het kleine stellaire overblijfsel, een zogeheten pulsar, is in 2009 ontdekt met de Amerikaanse satelliet Fermi. Vervolgwaarnemingen met de 76-meter radiotelescoop van Jodrell Bank hebben nu laten zien dat deze pulsar in een baan om een andere ster draait, en eens in de 25 jaar dicht in de buurt daarvan komt. Die andere ster is een Be-ster. Deze zware sterren worden gekenmerkt door de sterke uitstroom van materie, in de vorm van een ‘sterrenwind’. Ook zijn ze omgeven door een schijf van gas en stof. De ster in kwestie, MT91 213, heeft vijftien keer zoveel massa als onze zon en straalt 10.000 keer zoveel licht uit. Er worden al druk plannen gemaakt om de ‘botsing’ met zoveel mogelijk telescopen op diverse golflengten te observeren. Die waarnemingen kunnen onder meer worden gebruikt om meer te weten te komen over het magnetische veld van de ster, de intensiteit van zijn sterrenwind en de structuur van zijn schijf. De pulsar zal aan dit avontuur weinig overhouden. Na zijn tocht door de gasschijf zal hij gewoon zijn weg vervolgen, en zich 25 jaar later voor een volgende ‘frisse’ duik melden. (EE)
→ Astronomers predict fireworks from a close encounter of the stellar kind
25 juni 2015
De afgelopen week heeft de Europese satelliet Integral sterke uitbarstingen van röntgen- en gammastraling waargenomen van een zwart gat dat bezig is om materie van zijn stellaire begeleider op te slokken. Het object, dat V404 Cygni heet, was al sinds zijn ontdekking in 1989 niet meer zo actief geweest. V404 Cygni bestaat uit een zwart gat van ongeveer 12 zonsmassa’s en een ster die maar ongeveer half zoveel massa heeft als onze zon. Het tweetal, dat om elkaar draait, staat in het sterrenbeeld Zwaan, op bijna 8000 lichtjaar van de aarde. In dit soort dubbelstersystemen stroomt materie van de ster naar het zwarte gat. Die materie hoopt zich in eerste instantie op in een schijf rond het zwarte gat, waar zij door de wrijving zeer heet wordt en allerlei soorten straling begint uit te zenden – van zichtbaar licht tot gammastraling. Volgens de Nederlandse astronoom Erik Kuulkers, die bij het Europese ruimteagentschap ESA werkzaam is, gedraagt V404 Cygni zich nogal eigenaardig. Het object produceert onregelmatige röntgenflitsen die minder dan een uur duren. Op het moment van zo’n flits is de röntgenintensiteit van V404 Cygni tot wel vijftig keer zo groot als die van de Krabnevel – een van de helderste röntgenbronnen aan de hemel. Al kort na zijn ontdekking, 26 jaar geleden, werd duidelijk dat V404 Cygni zich wispelturig gedraagt. Uit onderzoek van oude gegevens bleek dat het object ook in 1938 en 1956 al eens was opgeleefd. Het lijkt er dus op dat hij met tussenpozen van twintig tot dertig jaar opleeft. Vermoed wordt dat de activiteitspieken ontstaan door de ophoping van materie in de accretieschijf rond het zwarte gat. Op een gegeven moment heeft zich daarin zoveel materie verzameld dat het ‘eetgedrag’ van het zwarte gat gedurende korte tijd verandert. Inmiddels is een wereldwijde campagne waargenomen, waarbij astronomen V404 Cygni in allerlei golflengtegebieden waarnemen. De gegevens die daarbij worden verzameld moeten meer inzicht geven in het gedrag van dit soort bijzondere dubbelsterren. (EE)
→ Monster black hole wakes up after 26 years
23 juni 2015
Astronomen van de Australian National University denken een verklaring gevonden te hebben voor het bestaan van 'blauwe haak'-sterren in bolvormige sterrenhopen. Het gaat om sterren die slechts half zo zwaar zijn als de zon maar toch een tien maal zo hoge temperatuur hebben en een overeenkomstig grote lichtkracht. De naam verwijst naar de vorm van een gebied dat deze sterren innemen in het Hertzsprung-Russell-diagram, waarin temperatuur wordt uitgezet tegen lichtkracht.
Het team deed onderzoek aan de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri, een gigantische verzameling van ca. 10 miljoen sterren waarin veel blauwe-haaksterren voorkomen. Volgens de Australische modelberekeningen, deze week gepubliceerd in Nature, gaat het om sterren die in een iets later stadium zijn ontstaan. De roterende gas- en stofschijf van de nieuwe ster moet geraakt en vernietigd zijn door een andere ster die er in het dichtbevolkte centrum van de bolhoop rakelings langs of dwars doorheen bewoog. Als gevolg van de vernietiging van de shijf kreeg de uiteindelijke ster een veel hogere rotatiesnelheid, waardoor hij ook een afwijkende evolutie onderging. Dat resulteerde in de vorming van een veel hetere, zwaardere heliumkern.
In een later stadium heeft de ster zjn koelere buitenlagen afgeworpen, waardoor de extreem hete, zware kern zichtbaar is geworden. (GS)
→ Astronomers explain why a star is so hot right now
23 juni 2015
Sterrenkundigen zijn erin geslaagd de afstand van een neutronenster nabij het centrum van het Melkwegstelsel nauwkeurig te bepalen. Daarbij maakten ze gebruik van zogeheten röntgenecho's. De neutronenster in kwestie is het kleine, compacte, snel rondtollende restant van een zware ster die ca. 2500 jaar geleden explodeerde als supernova. Hij beschrijft een baan rond een normale ster, en zuigt materie op van die begeleider. Het gas dat op de neutronenster valt wordt sterk verhit en zendt röntgenstraling uit. De röntgendubbelster staat bekend als Circinus X-1. Ook de nevel die bij de supernova-explosie ontstond is nog steeds waarneembaar.
Eind 2013 produceerde Circinus X-1 een krachtige uitbarsting van röntgenstraling. Vervolgonderzoek met de grote röntgensatellieten Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA) heeft nu het bestaan aan het licht gebracht van vier ringen van röntgenstraling rond de neutronenster. Het gaat om zogeheten röntgenecho's: röntgenstraling die op aarde terecht komt via een iets langere route, via weerkaatsing en verstrooiing op stofwolken die zich tussen Circinus X-1 en de aarde in bevinden.
Waarnemingen met een Amerikaanse radiotelescoop hebben uitgewezen om welke stofwolken het precies gaat. Uit de vertraging waarmee de röntgenstraling van de uitbarsting op aarde aankomt en de gereconstrueerde geometrie was het vervolgens mogelijk om de afstand tot Circinus X-1 nauwkeurig vast te stellen op 30.700 lichtjaar. Dat betekent dat de röntgendubbelster zich enkele duizenden lichtjaren achter het centrum van het Melkwegstelsel bevindt.
Eerdere schattingen voor de afstand van Circinus X-1 waren veel lager. Het feit dat de röntgenbron verder weg licht, betekent automatisch ook dat hij intrinsiek veel helderder is dan tot nu toe werd aangenomen. In de twee 'jets' die de neutronenster de ruimte in blaast komen bovendien snelheden voor tot 99,9 procent van de lichtsnelheid. Volgens mede-onderzoeker Peter Jonker van SRON Netherlands Institute for Space Research gedraagt Circinus X-1 zich in veel opzichten als een zwart gat.
De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Neutron Star Echoes Provide New Measuring Stick
16 juni 2015
Met de Gemini South-telescoop opp de bergtop Cerro Pachón in Noord-Chili is een gedetailleerde infraroodopname gemaakt van de bolvormige sterrenhoop Liller 1. Deze sterrenhoop bevat zo veel sterren op zulke kleine onderlinge afstanden dat onderlinge botsingen er schering en inslag moeten zijn.
Liller 1 bevindt zich op slechts 3200 lichtjaar afstand van het Melkwegcentrum en op ca. 30.000 lichtjaar afstand van de aarde. Met een gewone telescoop is de grote, zware bolhoop nauwelijks zichtbaar, doordat hij verduisterd wordt door interstellair stof in het Melkwegstelsel. Dankzij een gevoelige nabij-infraroodcamera, en dankzij de toepassing van adaptieve optiek, waarmee de verstorende effecten van de aardse dampkring gecompenseerd kunnen worden, slaagden sterrenkundigen erin om de sterrenhoop in al zijn rijkdom vast te leggen.
Liller 1 bevat naar schatting 1,5 miljoen sterren, en is daarmee qua massa vergelijkbaar met de zeer grote bolvormige sterrenhoop Omega Centauri. De sterrenhoop is een bron van gammastraling. Die is vermoedelijk afkomstig van exotische objecten zoals millisecondepulsars - compacte neutronensterren die extreem snel om hun as draaien. Millisecondepulsars ontstaan in de nasleep van sterbotsingen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Seeing Where Stars Collide
3 juni 2015
Astronomen hebben, met behulp van gegevens van de infraroodsatelliet WISE, 400 stellaire kraamkamers ontdekt. Deze stervormingsgebieden zijn vervolgens gebruikt om een beter beeld te krijgen van de spiraalstructuur van onze Melkweg. De onlangs door de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society gepubliceerde resultaten bevestigen nog eens dat ons sterrenstelsel vier spiraalarmen heeft. Deze armen zijn de plaatsen waar de meeste nieuwe sterren worden geboren. Ze zijn rijk aan gas en stof – de basisingrediënten van sterren. De eerste aanwijzingen dat de Melkweg vier grote spiraalarmen heeft, werden in de jaren vijftig ontdekt met behulp van radiotelescopen. Maar in 2008 kwamen Amerikaanse sterrenkundigen – op basis van metingen met de infraroodruimtetelescoop Spitzer – tot de conclusie dat ons sterrenstelsel slechts twee grote spiraalarmen telt. Latere waarnemingen brachten het aantal weer op vier. En dat is nu dus nog eens bevestigd. (EE)
→ Charting the Milky Way From the Inside Out
2 juni 2015
Astronomen van Columbia University hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de massa van de Melkweg de schatten. De schattingen van die massa lopen tot nu toe sterk uiteen: de hoogste en de laagste waarden verschillen een factor 4. De Melkweg bestaat uit ruwweg 100 miljard sterren die een ongeveer 100 duizend lichtjaar grote schijf vormen. Omdat de zon deel uitmaakt van deze structuur, kijken we vanaf de aarde tegen een ‘zee’ van sterren aan. Dat bemoeilijkt het onderzoek van de Melkweg als geheel. Om die hindernis te omzeilen hebben de Amerikaanse astronomen hun toevlucht genomen tot sterren die zich buiten de schijf bevinden en in een lang lint om het centrum van de Melkweg cirkelen. Deze sterren zijn afkomstig van de bolvormige sterrenhoop Palomar 5, die bezig is om uiteen te vallen en al miljarden jaren sterren verliest. In die stroom sterren zijn al in 2001 regelmatig verdeelde dichtheidsschommelingen ontdekt, die aan de zwaartekrachtsinvloed van de Melkweg worden toegeschreven. Computerberekeningen laten zien dat dit dichtheidspatroon verklaarbaar is als de Melkwegschijf een middellijn heeft van 120.000 lichtjaar en een massa van 210 miljard maal de massa van onze zon. De onzekerheid in deze getallen bedraagt overigens altijd nog twintig procent. (EE)
→ How to weigh the Milky Way
28 mei 2015
Een internationaal team van astronomen heeft drie zogeheten ‘Methusalem-sterren’ ontdekt – sterren die al bestaan sinds de prille jeugd van het heelal. De chemische samenstelling van de drie sterren, die ongeveer 13 miljard jaar oud zijn, geeft informatie over de omstandigheden waaronder de eerste generaties van sterren zijn ontstaan. Astronomen gaan ervan uit dat de allereerste sterren in het heelal veel zwaarder en helderder waren dan onze zon. Dat had te maken met hun chemische samenstelling: kort na de oerknal waren alleen de elementen waterstof, helium en (een klein beetje) lithium beschikbaar. Die samenstelling leidt tot de vorming van sterren van 10 tot 100 zonsmassa’s, die een levensduur van slechts enkele miljoenen jaren hebben. Deze zware, kortlevende sterren kwamen op explosieve wijze aan hun einde en verrijkten daarbij het kosmische gas met zwaardere elementen, zoals koolstof en zuurstof. Deze laatste zijn cruciaal voor de vorming van lichtere sterren. Ze zorgen ervoor dat een gaswolk die tot ster samentrekt gemakkelijker zijn warmte kwijtraakt. En hoe beter dat koelproces, des te kleinere sterren kunnen er ontstaan. De nu ontdekte Methusalem-sterren – dwergsterren die heel zuinig met hun brandstof omgaan – zouden het resultaat daarvan zijn. Maar ze vertonen wel vreemde trekjes. Zo is de hoeveelheid koolstof die ze bevatten eigenlijk tien keer te klein om het ontstaan van zulke lichte sterren te kunnen verklaren. Bovendien vertonen ze geen spoor van lithium – een element dat in het oorspronkelijke gas aanwezig moet zijn geweest. (EE)
→ Shining Message about the End of the Dark Ages
21 mei 2015
Astronomen zijn, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, meer te weten gekomen over een in 1963 ontdekte ster. De zware ster, die officieel NaSt1 heet maar de bijnam Nasty 1 heeft gekregen, vertoont unieke kenmerken. Bij zijn ontdekking werd Nasty 1 aangezien voor een ‘gewone’ Wolf-Rayet-ster, een hete ster met veel meer massa dan de zon. Aanvankelijk gingen astronomen ervan uit dat zulke sterren ontstaan doordat ze uit eigen beweging al vroeg hun waterstofrijke buitenlagen afstoten. Daardoor komt de heldere, hete heliumkern van de ster bloot te liggen en verandert hij in een Wolf-Rayet-ster.
De ontdekking dat minstens zeventig procent van alle zware sterren deel uitmaken van dubbelsterren, heeft tot een bijstelling van dit model geleid. Volgens het nieuwe scenario is het massaverlies van de zware ster voor een belangrijk deel te wijten aan de zwaartekrachtsinvloed van een stellaire begeleider, die een groot deel van de waterstofmantel opslokt. De massa-overdracht in zo’n zwaar dubbelstersysteem verloopt echter niet altijd even efficiënt. Een deel van het aangetrokken waterstofgas wordt ‘gemorst’ en verzamelt zich in een schijf rond de dubbelster. Geschat wordt dat zo’n gasschijf slechts enkele duizenden jaren waarneembaar is – een oogwenk in het leven van een ster. De Hubble-waarnemingen wijzen erop dat Nasty 1 zich momenteel precies in die korte levensfase bevindt. De ster is omgeven door een platte gasschijf met een middellijn van drie biljoen kilometer. Zijn vermeende begeleider is overigens (nog) niet rechtstreeks waarneembaar. Daarin komt waarschijnlijk pas verandering als er een einde komt aan de massa-overdracht tussen beide sterren en de gasschijf vervliegt. (EE)
→ Hubble Observes One-of-a-Kind Star Nicknamed ‘Nasty’
21 mei 2015
De centrale ‘balk’ van ons Melkwegstelsel is langer, dunner en eindigt dichter bij de zon dan tot nu toe werd gedacht. Tot die conclusie komen wetenschappers van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik na een grote stellaire ‘volkstelling’ in het hart van de Melkweg. Omdat de balkstructuur, die uit grote aantallen sterren bestaat, ook meer richting zon wijst, ligt een van de uiteinden ervan veel dichter bij ons. Dat betekent dat zijn invloed op de bewegingen van sterren in onze omgeving groter is dan werd aangenomen. Het in kaart brengen van de Melkweg is moeilijk vanwege onze positie in het vlak van dit sterrenstelsel. Hierdoor gaat de kern van de Melkweg grotendeels schuil achter dichte wolken van gas en stof. Om dat probleem te omzeilen, is bij het nieuwe onderzoek gebruik gemaakt van de gegevens van vier grote infraroodsurveys. Op infrarode golflengten zijn de galactische stofwolken transparanter. De nieuwe surveys bestrijken bovendien een veel breder gebied dan hun voorgangers. Daardoor kon nu een veel completer beeld worden verkregen van de centrale balk van de Melkweg, die naar de uiteinden toe steeds dunner blijkt te worden. Ook hebben de wetenschappers vastgesteld dat de balk vrijwel precies in hetzelfde vlak ligt als de spiraalarmen die de schijf van ons sterrenstelsel vormen. (EE)
→ One long Milky Way bar and bulge
14 mei 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, het migratiegedrag van witte dwergsterren in de bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae – een compacte samenscholing van honderdduizenden sterren – in kaart gebracht. De waarnemingen geven meer inzicht in het massaverlies dat sterren aan het einde van hun bestaan ondergaan. Witte dwergen zijn de uitgeputte, langzaam afkoelende restanten van oude, zware sterren die veel massa zijn kwijtgeraakt. In de dichtbevolkte omgeving van een bolvormige sterrenhoop leidt dit massaverlies ertoe dat sterren die zich aanvankelijk in het centrum bevonden naar buiten toe migreren. Met de ruimtetelescoop zijn 3000 witte dwergen in 47 Tucanae onderzocht. Aan de hand van de kleuren die deze sterren vertonen, is van elke ster de leeftijd geschat. Daaruit blijkt dat witte dwergen van ongeveer 100 miljoen jaar oud al 1,5 lichtjaar van het centrum van de bolhoop verwijderd zijn. Hun pas 6 miljoen jaar oude soortgenoten zijn echter nog maar net aan hun reis begonnen. Dat laatste komt als een verrassing. Ongeveer 100 miljoen jaar voordat sterren tot witte dwergen evolueren, zwellen ze op en veranderen ze in ‘rode reuzen’. Aangenomen werd dat sterren in die fase de meeste massa verliezen. Maar als dat zo zou zijn, zouden ze al vóórdat ze witte dwergen zijn uit het centrum van de bolhoop verstoten worden. De nieuwe resultaten wijzen er nu op dat de sterren pas 10 miljoen jaar voordat ze in witte dwergen veranderen ongeveer de helft van hun materie uitstoten. Daarmee begint het massaverlies aanzienlijk later dan tot nu toe werd aangenomen. (EE)
→ Retirement in the suburbs
14 mei 2015
Magnetar SGR J1745-2900 nabij het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg houdt zich niet aan wat de modellen voorspellen en wijkt in zijn gedrag ook af van andere bekende magnetars. Een onderzoeksteam onder leiding van de UvA-astronomen Francesco Coti Zelati en Nanda Rea volgde de magnetar anderhalf jaar lang na zijn uitbarsting van röntgenstraling in 2013. Het onderzoeksresultaat wordt gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Magnetars zijn een zeldzaam type neutronensterren, de supercompacte overblijfselen van ontplofte zware sterren. Een neutronenster heeft een diameter van 20 kilometer, maar is zwaarder dan de zon. Andere kenmerken van een neutronenster zijn een snelle rotatie en een sterk magnetisch veld. Magnetars onderscheiden zich van andere neutronensterren doordat ze jong zijn en een extreem krachtig magnetisch veld hebben. Magnetar SGR J1745-2900 werd twee jaar geleden ontdekt met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra en zijn Europese tegenhanger XMM-Newton. Dat gebeurde toen hij een uitbarsting van röntgenstraling produceerde. Hij bleek zich te bevinden op een afstand van slechts een paar biljoen kilometer van het centrale zwarte gat in de Melkweg (Sagittarius A* ofwel Sgr A*). Het lijkt erop dat de magnetar met een periode van duizend jaar om Sgr A* heen cirkelt. Het nieuwe onderzoek heeft uitgewezen dat de röntgenuitbarsting van SGR J1745-2900 veel langer aanhoudt dan bij andere magnetars, en dat dat zijn oppervlak veel heter is dan verwacht. Volgens de astronomen kan dit erop wijzen dat het oppervlak van de magnetar voortdurend wordt bestookt met geladen deeltjes. De nabijheid van Sgr A* lijkt daarbij overigens geen rol te spelen.
→ Magnetar in het galactisch centrum lapt de regels aan zijn laars (oorspronkelijk persbericht)
12 mei 2015
Japanse onderzoekers hebben ontdekt dat zogeheten supervlammen op zonachtige sterren vooral voorkomen wanneer die sterren ook extreem grote zonnevlekken vertonen.
Onze eigen zon vertoont af en toe donkere vlekken, veroorzaakt door magnetische activiteit. In de omgeving van de donkere zonnevlekken komen ook energierijke zonnevlammen voor, waarbij grote hoeveelheden heet gas de ruimte in worden geblazen.
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is enkele jaren geleden ontdekt dat sommige zonachtige sterren af en toe 'supervlammen' vertonen, die tien- tot honderdduizend maal zo veel energie produceren als 'gewone' zonnevlammen. Vijftig van deze sterren zijn nu uitgebreid bestudeerd door Japanse sterrenkundigen met een spectroscoop op de 8,3-meter Subaru-telescoop op Hawaii.
Uit het onderzoek blijkt dat meer dan de helft van de onderzochte sterren géén deel uitmaken van een dubbelstersysteem. De supervlammen worden dus niet veroorzaakt door de invloed van een eventuele nabije begeleider. Bovendien blijken de 'supervlamsterren' periodieke helderheidsvariaties te vertonen die veroorzaakt lijken te worden door de aanwezigheid van extreem grote zonnevlekken.
Sterren zoals de zon blijken dus extreme supervlammen te kunnen vertonen wanneer er ook 'supervlekken' op de sterren voorkomen. De resultaten zijn gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan. (GS)
→ Press ReleaseSubaru Telescope Observers Superflare Stars with Large Starspots
12 mei 2015
Delta Cephei is een dubbelster. Dat blijkt uit zeer nauwkeurige dopplermetingen, verricht door Europese en Amerikaanse sterrenkundigen. De ontdekking is opmerkelijk omdat Delta Cephei een van de best bestudeerde sterren is: al een eeuw lang wordt hij gebruikt voor het kalibreren van de kosmische afstandsschaal.
Delta Cephei (de ster heeft geen 'eigennaam') is de op drie na helderste ster in het noordelijke sterrenbeeld Cepheus, op een afstand van ca. 890 lichtjaar. Hij is gemakkelijk met het blote oog zichtbaar. Al lang geleden is ontdekt dat de reuzenster periodiek van helderheid verandert: hij zwelt regelmatig op om vervolgens weer in te krimpen. De ster heeft zijn naam gegeven aan een complete klasse van soortgelijke pulserende sterren, de zogeheten cepheïden. Van cepheïden werd begin vorige eeuw ontdekt dat hun lichtwisselingsperiode afhankelijk is van hun gemiddelde lichtkracht. Door te meten hoe snel een cepheïde van helderheid verandert, kun je dus zijn werkelijke lichtkracht achterhalen. Door die te vergelijken met de waargenomen helderheid aan de hemel is vervolgens de afstand te berekenen.
Uit zeer precieze dopplermetingen, verricht met de Vlaams/Zwitserse 1,2-meter Mercator-telescoop op La Palma, blijkt nu dat Delta Cephei eens in de zes dagen een klein beetje naar ons toe en van ons af beweegt. Dat wijst op het bestaan van een onzichtbare begeleider. Uit de metingen volgt dat die slechts een tiende van de massa van Delta Cephei heeft, en dat de twee sterren in een excentrische baan om elkaar heen bewegen.
Delta Cephei is een reuzenster die ruim 40 keer zo groot is als de zon. Tijdens de dichtste nadering van de twee sterren staat de begeleider op een afstand van slechts zo'n 300 miljoen kilometer - twee keer de afstand tussen de aarde en de zon. Dat doet vermoeden dat er sprake is van wisselende getijdenkrachten op de hoofdster. Bij het interpreteren van de helderheidsschommelingen van de ster moet daar voortaan zorgvuldig rekening mee worden gehouden.
Eerder zijn al waarnemingen verricht aan ijl gas in de directe omgeving van Delta Cephei (de ster produceert zelfs een boeggolf in dat gas als gevolg van zijn beweging door het Melkwegstelsel). De herkomst van dat circumstellaire materiaal is misschien ook toe te schrijven aan de aanwezigheid van de begeleider.
De ontdekking van de begeleider van Delta Cephei, die gemeld wordt in The Astrophysical Journal, heeft geen ingrijpende consequenties voor de huidige afstandsschaal van het heelal. Wel geeft de verrassende vondst aan dat er altijd nieuwe dingen te ontdekken zijn, ook bij sterren waarvan iedereen het idee had dat we ze kenden als onze broekzak. Toekomstige metingen van de Europese ruimtetelescoop Gaia zullen veel meer informatie opleveren over Delta Cephei en zijn begeleider. (GS)
→ Artikel op www.phys.org (Engelstalig)
1 mei 2015
Amerikaanse middelbare scholieren hebben een pulsar ontdekt in een extreem wijde omloopbaan rond een neutronenster. De pulsar en de neutronenster staan op een onderlinge afstand van ca. 52 miljoen kilometer (ongeveer een derde van de afstand tussen aarde en zon); ze beschrijven eens in de 45 dagen een baan om elkaar heen. Er zijn nog een paar van zulke 'dubbele neutronensterren' bekend, maar die hebben allemaal veel kleinere banen en omlooptijden. Pulsars zijn snel roterende neutronensterren (de overblijfselen van supernova-explosies) die bundels straling de ruimte in blazen. Wanneer zo'n bundel bij elke rotatie over de aarde zwiept, zien sterrenkundigen een korte puls van licht, radiostraling en/of röntgenstraling. Met grote radiotelescopen wordt gezocht naar nieuwe pulsars, en in 2012 werden middelbare scholieren bij die speurtocht ingeschakeld. Cecilia McGough en De'Shang Ray vonden de nieuwe pulsar (PSR J1930-1852, in het sterrenbeeld Boogschutter) door het nauwgezet bestuderen van meetgegevens van de Amerikaanse Green Bank Telescope. Vervolgwaarnemingen aan de pulsar brachten periodieke dopplervariaties aan het licht, waaruit afgeleid kon worden dat de pulsar om een ander hemellichaam heen draait. Inmiddels staat vast dat die begeleider ook een neutronenster is, die alleen vanaf de aarde niet als pulsar zichtbaar is.Door uitzonderlijke systemen zoals deze wijde dubbele neutronenster te bestuderen, hopen sterrenkundigen meer inzicht te krijgen in het ontstaansproces van dit soort dubbelsterren. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Pulsar with Widest Orbit Ever Detected, Discovered By High School Research Team
30 april 2015
Met het MUSE-instrument (Multi Unit Spectroscopic Explorer) op de Europese Very Large Telescope in Chili is voor het eerst een driedimensionaal beeld verkregen van de donkere stofpilaren in de Adelaarnevel, die beroemd zijn geworden als de 'Zuilen der schepping' dankzij Hubble-foto's uit 1995 en 2015. Daarbij is ook een beter beeld verkregen van de wijze waarop in de donkere stofkolommen nieuwe sterren kunnen ontstaan.MUSE ontdekte dat het bovenste deel van de linker stofkolom zich op grotere afstand bevindt dan de andere drie, en enigszins naar ons toe helt. Het onderste deel van de linker kolom bevindt zich iets meer op de voorgrond, en net als de middelste en de rechter kolom helt hij een klein beetje van de aarde af.De stofpilaren ontstaan onder invloed van de energierijke straling van pasgeboren hete sterren die zich 'boven' het tafereel bevinden (buiten beeld). De stofwolken verdampen onder invloed van die straling, maar de kolommen liggen in de 'schaduw' van stofwolken met een hogere dichtheid. In de compactste delen van deze wolken kunnen nieuwe sterren ontstaan, maar veel tijd is daar niet meer voor, zo blijkt uit de MUSE-metingen: binnen ca. 3 miljoen jaar zullen ze volledig zijn verdampt. Wat dat betreft kunnen de 'Zuilen der schepping' misschien beter de 'Zuilen der vernietiging' genoemd worden. (GS)
→ The Pillars of Creation Revealed in 3D
29 april 2015
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) is energierijke ('harde') röntgenstraling ontdekt, afkomstig uit een ca. 40 lichtjaar groot gebied rond de kern van het Melkwegstelsel. NuSTAR werd gelanceerd in 2012 en is de eerste ruimtetelescoop die waarnemingen doet in dit golflengtegebied.De oorsprong van de harde röntgenstraling is nog niet bekend. Onderzoekers hebben vier mogelijke verklaringen voorgesteld: rondzwiepende jets van pulsars, hete witte dwergen, kleine zwarte gaten die materie opzuigen van buursterren, of kosmische straling die in wisselwerking treedt met het ijle gas tussen de sterren. Geen van de vier verklaringen lijkt echter goed in overeenstemming te zijn met andere waarnemingen. (GS)
→ NASA's NuSTAR Captures Possible 'Screams' from Zombie Stars
24 april 2015
Het United States Naval Observatory (USNO, opgericht in 1830) heeft een nieuwe stercatalogus gepubliceerd waarin nauwkeurige posities van 228 miljoen sterren zijn opgenomen, met een precisie van 5 tot 30 milliboogseconden. Voor veel sterren is ook informatie beschikbaar over hun zogeheten eigenbeweging - de minieme jaarlijkse verplaatsing aan de sterrenhemel. De nieuwe (eerste editie van de) USNO Robotic Astrometric Telescope catalogus (URAT-1) is samengesteld op basis van ca. 65.000 foto's die in de afgelopen drie jaar gemaakt zijn met een grote digitale camera op de USNO-sterrenwacht in Flagstaff, Arizona. De catalogus bevat alle sterren met een helderheid tussen magnitude 3 (goed zichtbaar met het blote oog) en magnitude 18,5 (ca. 100.000 keer zwakker dan wat nog nét met het blote oog te zien is) aan de noordelijke hemel. (GS)
→ First Version of Newest USNO Star Catalog Released
24 april 2015
Volgens nieuwe computersimulaties van Duitse astronomen komen er in de buitendelen van zogeheten 'dikke schijf' van spiraalstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel ook relatief jonge sterren voor. Spiraalvormige sterrenstelsels bevatten een 'dunne schijf' waarin nieuwe sterren worden geboren en waarin ook de meeste gas- en stofwolken van het stelsel zijn geconcentreerd. Er is echter ook een dunner bevolkte 'dikke schijf', die zich boven en onder de dunne schijf uitstrekt. Lange tijd is gedacht dat die vooral oude sterren bevat.Uit de nieuwe computersimulaties blijkt nu dat de dikke schijf gevormd wordt doordat het stelsel in de loop van de miljarden jaren kleinere dwergstelsels 'opslokt'; dankzij de resulterende zwaartekrachtsverstoringen krijgen sterren hogere 'verticale' snelheden, waardoor ze zich gedurende langere tijd buiten de dunne schijf ophouden. De Duitse onderzoekers laten zien dat sterren van alle leeftijden hieraan ten prooi vallen. De jongste sterren in de dikke schijf bevinden zich wel op grotere afstand van het centrum van het stelsel dan de oudere sterren, en zijn sterker naar het centrale vlak van het stelsel geconcentreerd. (GS)
→ To flare or not to flare: The riddle of galactic thin–thick disk solved
23 april 2015
Ter gelegenheid van de vijfentwintigste verjaardag van de Hubble Space Telescope is een recent gemaakt 'verjaardagsfoto' gepubliceerd die de ruimtetelescoop gemaakt heeft van een kolossaal stervormingsgebied op ca. 20.000 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Kiel. De foto toont de jonge sterrenhoop Westerlund 2, die ingebed ligt in een kosmische kraamkamer met de naam Gum 29. De foto is een compositie van opnamen die gemaakt zijn op nabij-infrarode golflengten door Hubble's Wide Field Camera 3 en zichtbaar-licht-foto's gemaakt zijn met Hubble's Advanced Camera for Surveys. De sterrenhoop meet ca. 6 bij 13 lichtjaar, bevat ongeveer 3000 sterren en is slechts twee miljoen jaar oud. Hubble werd op 24 april 1990 gelanceerd en heeft in de afgelopen kwart eeuw op vrijwel elk deelgebied van de astronomie revolutionaire resultaten geboekt. (GS)
→ Hubble Space Telescope Celebrates 25 Years of Unveiling the Universe
2 april 2015
Twee opnamen van een jonge, zware ster, gemaakt met een tussenpoos van achttien jaar, hebben gedetailleerde informatie opgeleverd over de vorming en ontwikkeling van dit object. De compacte bolvormige schil van heet gas rond de ster blijkt inmiddels te zijn veranderd in een langgerekte wolk (Science, 3 april). De ster, die bekendstaat als W75N(B)-VLA 2, bevindt zich op zo’n 4200 lichtjaar van de aarde. Dat sterren als deze veel gas uitstoten was al langer bekend, maar tot nu toe was onduidelijk hoe die uitstroom zich ontwikkelt. De twee opnamen, in 1996 en 2014 gemaakt met de VLA-radiotelescoop in de VS, laten een cruciale fase zien in de ontwikkeling van de uitstroom van W75N(B)-VLA 2. Ging het uitgestoten gas in 1996 nog alle kanten op, inmiddels is de uitstroom veel meer gebundeld. Dat effect treedt op doordat de jonge ster is omgeven door een dikke ring van gas en stof. Het hete gas dat hij uitstoot botst na een tijdje tegen deze ring in, waardoor de uitstroom wordt afgeremd. Het gas dat de weg van de minste weerstand kiest – langs de polen van de ring, houdt zijn snelheid. Daardoor ontstaat de langgerekte vorm. Tot de meest recente VLA-waarnemingen werd besloten nadat astronomen met het Europese VLBI-netwerk van radiotelescopen de oriëntatie hadden gemeten van het magnetische veld van het stervormingsgebied waar de zware, jonge ster deel van uitmaakt. Daaruit bleek dat het magnetische veld rond W75N(B)-VLA 2 zich begon te richten naar het globale magnetische veld in dit gebied. Uit het feit dat de uitstroom van de ster dezelfde voorkeursrichting vertoont, leiden de astronomen af dat magnetische krachten een belangrijke rol spelen bij de vorming van deze ster. (EE)
→ Astronomen getuige van de vroege ontwikkeling van een jonge, zware ster
2 april 2015
Aan de hand van gegevens van de Japanse röntgensatelliet Suzaku hebben astronomen de massa bepaald van een witte dwergster die duizenden jaren geleden is ontploft. Het meetresultaat wijst er sterk op dat de explosie door slechts één witte dwerg is veroorzaakt. Volgens een alternatief scenario zouden bij supernova-explosies van dit type ook twee witte dwergen betrokken kunnen zijn. Het restant van de supernova, dat de aanduiding 3C 397 draagt, bevindt zich op een afstand van ongeveer 33.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Arend. Uit de uitdijingssnelheid van de gaswolk wordt afgeleid dat de explosie duizend tot tweeduizend jaar geleden heeft plaatsgevonden. De massabepaling van de ontplofte dwergster is gebaseerd op de hoeveelheden mangaan en nikkel die in het supernovarestant zijn gedetecteerd. De onderlinge verhouding van deze beide elementen blijkt te passen bij een witte dwerg met een massa die dicht bij de zogeheten Chandrasekhar-limiet ligt: 1,4 zonsmassa. Witte dwergen van deze massa staan op het punt om een catastrofale explosie te ondergaan. Als de supernova was veroorzaakt door een botsing tussen twee lichtere witte dwergen, zouden heel andere hoeveelheden mangaan en nikkel zijn waargenomen. (EE)
→ Suzaku Studies Supernova ‘Crime Scene,’ Shows a Single White Dwarf to Blame
1 april 2015
Veranderlijke sterren van het type RR Lyrae zijn niet zo eenzaam als tot nu toe werd gedacht. Uit nieuw onderzoek blijkt dat ook sommige van deze sterren een begeleider hebben (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, 1 april). Ongeveer één op de twee sterren in het heelal maakt deel uit van een dubbelstersysteem waarin twee sterren om hun gemeenschappelijke zwaartepunt draaien. Tot voor kort leek het er echter op dat de oude RR Lyrae-sterren niet aan ‘paarvorming’ deden. Bij een nieuwe waarnemingscampagne zijn nu minstens twaalf RR Lyrae-sterren ontdekt die een begeleider hebben. Daarnaast zijn nog acht potentiële RR-Lyrae-dubbelsterren opgespoord. Dat de sterren een begeleider hebben, wordt afgeleid uit subtiele variaties in hun pulsaties. RR Lyrae-sterren vertonen regelmatige helderheidsveranderingen met perioden van slechts een paar uur. Als zo’n pulserende ster deel uitmaakt van een dubbelster, varieert zijn afstand tot de aarde een beetje. En daardoor vertonen de aankomsttijden van zijn lichtpulsen kleine periodieke verschillen. De omlooptijden van de dubbelsterren, die enkele jaren bedragen, kunnen worden gebruikt om fysische eigenschappen van de RR Lyrae-sterren te bepalen, zoals hun massa’s en diameters. Daar is nog weinig met zekerheid over bekend, wat extra jammer is omdat deze sterren tot de zogeheten standaardkaarsen behoren. Er bestaat namelijk een direct verband tussen de snelheid van hun pulsaties en de hoeveelheid licht die zij uitstralen. Hierdoor kan uit het helderheidsgedrag van een RR Lyrae-ster zijn afstand worden afgeleid. (EE)
→ Astronomers solve decades-long mystery of the “lonely old stars”
31 maart 2015
Japanse onderzoekers hebben met behulp van het ALMA-observatorium in Chili gedetailleerde waarnemingen verricht aan een verre protoster: IRAS 16547-4247, op ca. 9500 lichtjaar afstand. Eerder waren bij deze protster al twee 'straalstromen' van gas gedetecteerd, zoals ze vaak worden gezien bij sterren-in-wording. Indertijd werd echter aangenomen dat het om een relatief licht object zou gaan.
Uit de ALMA-waarnemingen blijkt echter dat het hier om een zware protoster gaat. Vermoedelijk is er zelfs sprake van de geboorte van een dubbelster. ALMA heeft metingen verricht aan de stofverdeling, en daaruit blijkt dat er twee concentraties zijn, met massa's van 10 tot 20 keer de massa van de zon. Metingen aan de verdeling van bepaalde moleculen laten zien dat er niet twee (tegenovergesteld gerichte) straalstromen zijn, maar twee paar straalstromen - ook dat doet vermoeden dat er een dubbelster aan het ontstaan is.
Daarnaast heeft ALMA een zandlopervormige structuur in kaart gebracht op basis van metingen aan methanolmoleculen (CH3OH). Methanol ontstaat normaalgesproken (in bevroren vorm) aan het oppervlak van stofdeeltjes, maar kan in de gasfase overgaan wanneer er sprake is van een temperatuurstijging. De protoster ligt overigens ingebed in een moleculaire wolk met een massa van ca. 1300 zonsmassa's.
De ALMA-waarnemingen werpen nieuw licht op het ontstaansproces van zware sterren. Dat is nooit eerder in veel detail bestudeerd: zware sterren zijn veel zeldzamer dan lichtere sterren, en de stervormingsgebieden waarin dit soort reuzensterren ontstaan bevinden zich allemaal op grote afstanden van de aarde. (GS)
→ ALMA Disentangles Complex Birth of Giant Stars
30 maart 2015
Metingen aan de Kattepootnevel (NGC 6334), een groot stervormingsgebied op 5500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen, hebben uitgewezen dat magnetische velden zowel op grote als op kleine schaal een belangrijke invloed uitoefenen op stervormingsgebieden. De resultaten zijn vandaag online gepubliceerd in Nature. De Kattepootnevel bevat 200.000 maal zoveel gas als de zon; sommige nieuw gevormde sterren in de nevel zijn tientallen keren zo zwaar als de zon.
Door met behulp van de Amerikaanse SubMillimeter Array (SMA) in Hawaii de polarisatie te bepalen van de submillimeterstraling die afkomstig is uit het stervormingsgebied, konden sterrenkundigen de oriëntatie van langgerekte stofdeeltjes achterhalen. Zulke 'naaldjes' richten zich naar het plaatselijke (zwakke) magneetveld. Er werd ontdekt dat die richting zowel op grote als op kleine schaal dezelfde is - van honderden lichtjaren tot een fractie van een lichtjaar. Dat betekent dat zwaartekrachtscontractie en turbulentie niet in staat zijn om de oriëntatie van magnetische velden ingrijpend te veranderen. De heersende magneetvelden spelen dus zowel op grote als op kleine schaal een belangrijke rol bij het proces van stervorming. (GS)
→ As Stars Form, Magnetic Fields Influence Regions Big and Small
26 maart 2015
De gaswolk die vorig jaar op een afstand van ruim 20 miljard kilometer langs het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg trok, lijkt die ‘scheervlucht’ zonder kleerscheuren te hebben doorstaan. Waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) laten zien dat de wolk nog steeds heel compact is. Er moet dus ‘iets’ in zitten dat het gas bijeenhoudt. Het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum heeft vier miljoen keer zo veel massa als onze zon. Er draait een groepje heldere sterren omheen, en daarnaast was de afgelopen jaren te zien hoe een mysterieuze wolk van gas en stof, ‘G2’ genoemd, op het zwarte gat afstevende. Voorspeld was dat deze gaswolk in mei 2014 zijn kleinste afstand tot het zwarte gat zou bereiken en door de sterke getijdenkrachten ter plaatse uit elkaar zou worden getrokken. Een deel van de materie zou door het zwarte gat worden opgeslokt en een uitbarsting van straling veroorzaken. Om deze unieke gebeurtenis te onderzoeken, hebben tal van onderzoeksteams het galactisch centrum de afgelopen jaren nauwkeurig in de gaten gehouden. Maar hoewel eerdere waarnemingen erop leken te wijzen dat G2 uitgerekt werd, kunnen de nieuwe VLT-waarnemingen niet bevestigen dat de wolk significant langer is geworden. Ook is de (karige) aanvoer van materie naar het centrale zwarte gat niet toegenomen. Daaruit leiden astronomen af dat er een compact object in de gaswolk verscholen zit, dat het omringende gas en stof in zijn greep houdt. Waarschijnlijk gaat het om een jonge ster die nog bezig is om materie uit zijn omgeving aan te trekken. (EE)
→ Beste waarneming tot nu toe van stoffige wolk die zwart gat in galactisch centrum passeert
23 maart 2015
De 'Stella Nova' die de Poolse astronoom Johannes Hevelius in de zomer van 1670 zag opvlammen in het kleine sterrenbeeld Vulpecula (Vosje) was zo goed als zeker het gevolg van de catastrofale botsing en versmelting van twee sterren. Dat concluderen astronomen op basis van precisiemetingen aan de samenstelling van de uitdijende gasschil die geproduceerd is door Nova Vulpecula 1670.Normale nova's zijn thermonucleaire explosies op het oppervlak van witte dwergsterren. Nova Vulpecula 1670 gedroeg zich echter al anders dan een gewone nova: hij vertoonde meerder helderheidsuitbarstingen in de loop van een paar jaar, en was vermoedelijk ook roder van kleur. Pas in de jaren tachtig werd een uitdijende gasschil ontdekt op de plaats van de explosie. Met millimeter- en submillimetertelescopen op aarde is de scheikundige samenstelling van het gas nu voor het eerst gedetailleerd opgemeten. Er blijken zeer veel stikstofverbindingen in voor te komen, wat met een gewone nova-explosie niet te verklaren is.Volgens de onderzoekers was er sprake van de botsing van twee sterren in een zogeheten contactdubbelster. Daarbij werd ook materiaal uit het inwendige van de sterren de ruimte in geblazen. Ook andere 'red transients' ('rode veranderlijken') zijn mogelijk op deze manier te verklaren. Dat zou in elk geval gelden voor een explosieve ster die in het jaar 2008 werd waargenomen in het sterrenbeeld Schorpioen, en mogelijk ook voor de bekende explosieve ster V838 Monocerotis. De metingen aan het restant van Nova Vulpecula 1670 zijn gepubliceerd in de online-editie van het weekblad Nature. (GS)
→ Colliding Stars Explain Enigmatic Seventeenth Century Explosion
23 maart 2015
Met behulp van de Amerikaanse infraroodruimtetelescoop Spitzer is een krachtige 'uitbarsting' waargenomen van een pas gevormde protoster. Volgens de onderzoekers gaat het zo goed als zeker om een plotselinge groeispurt, waarbij de ster-in-wording in korte tijd veel gas en stof uit zijn omgeving aantrekt. De protoster in kwestie, HOPS 383 geheten, bevindt zich op ca. 1400 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Orion, in een stervormingsgebied waar veel nieuwe sterren worden geboren. Het is een protoster die zich nog in het vroegste evolutiestadium bevindt; vermoedelijk is hij niet ouder dan 150.000 jaar. De ster is behalve met Spitzer ook waargenomen door de ruimtetelescopen WISE en Herschel, en door de APEX-telescoop in Chili. Sinds 2006 is de protoster op infrarode golflengten snel helderder geworden; in 2008 zond hij 35 maal zoveel infrarode straling uit als een paar jaar daarvoor. Pas in 2014 werd de uitbarsting opgemerkt. Het gaat om warmtestraling van omringende stofwolken, die verhit worden door zichtbaar licht van de ster-in-wording. Dat zichtbare licht wordt echter door het stof geabsorbeerd, en is daardoor niet direct waarneembaar. Nooit eerder is zo'n krachtige uitbarsting waargenomen van zo'n jonge protoster, aldus de onderzoekers in The Astrophysical Journal. Vermoedelijk is de uitbarsting het gevolg van instabiliteiten in de schijf van gas en stof rond HOPS 383. Uit de restanten van die protoplanetaire schijf kunnen later planeten samenklonteren. (GS)
→ NASA Satellites Catch a 'Growth Spurt' from a Newborn Protostar
19 maart 2015
Voor het eerst hebben astronomen het directe bewijs gevonden dat supernova’s veel stof produceren (Science, 19 maart). De ontdekking is gedaan met SOFIA, een infraroodtelescoop aan boord van een aangepaste Boeing 747. Stof speelt een belangrijke rol bij de vorming van sterren en planeten. Maar waar komen al die roet- en zandachtige deeltjes vandaan? Supernova’s – sterren die aan het einde van hun leven exploderen – leken de belangrijkste kandidaten. Bekend was al dat het materiaal dat bij zo’n explosie wordt weggeblazen aanzienlijke hoeveelheden stof bevat. Maar onduidelijk was of de stofdeeltjes ook de botsing met het gas en stof in de omgeving van de supernova zouden kunnen overleven. Waarnemingen van het tienduizend jaar oude supernova-restant Sagittarius A Oost, in het centrum van onze Melkweg, hebben nu laten zien dat dit inderdaad het geval is. Het stof dat bij deze supernova-explosie is vrijgekomen, heeft zich vermengd met het interstellaire gas en kan dus worden gebruikt voor de vorming van nieuwe sterren en planeten. (EE)
→ Milky Way’s center unveils supernova ‘dust factory’
16 maart 2015
Met NASA's Chandra X-ray Observatory zijn nieuwe waarnemingen verricht aan de uitdijende gasschil die in 1901 de ruimte werd ingeblazen door een zogeheten nova-explosie. Nova's zijn thermonucleaire ontploffingen aan het oppervlak van witte dwergsterren, veroorzaakt doordat de compacte sterren materie opzuigen van een begeleider. Een klassieke nova-explosie zoals die van GK Persei (de officiële naam van de nova) lijkt in veel opzichten op een miniatuurversie van een supernova-explosie, waarbij een ster compleet uiteen spat.GK Persei werd ook in 2000 waargenomen door Chandra. Door de oude metingen te vergelijken met de nieuwe röntgenopname (uit 2013) zijn veranderingen zichtbaar in de expanderende gasschil. Die blijkt een uitdijingssnelheid van ruim 1,1 miljoen kilometer per uur te hebben.Uit een vergelijking van de oude en de nieuwe waarnemingen, op 10 maart gepubliceerd in The Astrophysical Journal, blijkt bovendien dat de röntgenhelderheid van de gasschil met 40 procent is afgenomen, terwijl de temperatuur van het gas vrijwel gelijk is gebleven (ca. 1 miljoen graden). Dat doet vermoeden dat de schokgolf momenteel in een ijler medium aan het uitdijen is dan voorheen. (GS)
→ GK Persei: "Mini Supernova" Explosion Could Have Big Impact
11 maart 2015
De schijf van ons Melkwegstelsel is minstens de helft groter dan tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen op basis van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey. Eerdere waarnemingen lieten zien dat het aantal sterren in de Melkweg op een afstand van ongeveer 50.000 lichtjaar van het centrum sterk afneemt. Vandaar dat astronomen lang hebben gedacht dat ons sterrenstelsel een middellijn van 100.000 lichtjaar heeft. Maar in 2002 werd een dikke ring van sterren voorbij de vermeende rand van de Melkwegschijf ontdekt. Volgens het nieuwe onderzoek is die ring in feite een hoger gelegen deel van de schijf – de top van een ‘golf’. De schijf is dus niet vlak, maar vertoont een concentrisch golfpatroon, vergelijkbaar met de kringen in een vijver waar een steentje in is gegooid. Alles bij elkaar lijkt de Melkwegschijf minstens vier van die golven te vertonen. Mogelijk zijn deze veroorzaakt doordat een klein sterrenstelsel door het vlak van de Melkweg is getrokken. Nu gebleken is dat de buitenring van sterren ook tot de schijf behoort, wordt de middellijn van de Melkweg geschat op 150.000 lichtjaar in plaats van 100.000 lichtjaar. En het is nog maar de vraag of het daarbij blijft: de kans bestaat dat het golfpatroon nog verder doorgaat. (EE)
→ The Corrugated Galaxy—Milky Way May Be Much Larger Than Previously Estimated
10 maart 2015
Ons Melkwegstelsel heeft er in één klap negen kleine satellietstelseltjes bij. Daarmee komt het totale aantal begeleiders van de Melkweg op 35. De negen nieuwe dwergstelseltjes zijn ontdekt met de Dark Energy Camera, een zeer gevoelige camera op de 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili. De twee grootste begeleiders van het Melkwegstelsel werden begin zestiende eeuw al beschreven door Fernando de Magelhaen; ze worden de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk genoemd. Vanuit de Tropen en vanaf het zuidelijk halfrond zijn ze op een heldere nacht goed met het blote oog zichtbaar. Pas in de loop van de twintigste eeuw, en vooral in de afgelopen vijftien jaar, werden veel meer kleine begeleiders van het Melkwegstelsel ontdekt. Het zijn stuk voor stuk onooglijke dwergstelseltjes, die soms niet meer dan enkele tienduizenden sterren bevatten.De negen nieuwe dwergen zijn in een relatief klein deel van de zuidelijke hemel gevonden. Het dichtstbijzijnde exemplaar (Reticulum 2 geheten) staat op 97.000 lichtjaar afstand (ongeveer twee keer zo dichtbij als de Magelhaense Wolken); het verste bevindt zich op ca. 1,2 miljoen lichtjaar afstand. Sommige van de dwergstelsels zijn sterk vervormd door getijdenkrachten van het Melkwegstelsel; in de toekomst zullen ze vermoedelijk door het moederstelsel worden opgeslokt. De ontdekking van de negen nieuwe dwergen is goed nieuws voor kosmologen. Populaire theorieën over de evolutie van sterrenstelsels voorspellen dat grote stelsels zoals de Melkweg omringd worden door vele honderden kleine dwergstelsels. Tot begin deze eeuw waren er in de omgeving van het Melkwegstelsel echter maar een dozijn bekend. Dat er met de gevoelige Dark Energy Camera in een klein deel van de hemel nu meteen al negen nieuwe dwergen zijn ontdekt, doet vermoeden dat het werkelijke aantal inderdaad veel hoger ligt. Dwergstelsels zijn moeilijk waarneembaar, omdat ze - opnieuw volgens de theorie - voornamelijk donkere materie bevatten, en verhoudingsgewijs heel weinig sterren. Een groot percentage van de honderden voorspelde dwergbegeleiders van het Melkwegstelsel zou misschien zelfs uitsluitend uit donkere materie kunnen bestaan.In dat licht bezien is het dan ook bijzonder dat astronomen van Carnegie Mellon University, Brown University en Cambridge University in metingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi ontdekt hebben dat er vanuit de richting van Reticulum 2 - het dichtstbijzijnde nieuw ontdekte dwergstelsel - meer gammastraling afkomstig is dan je statistisch gezien zou verwachten. Hoewel het nog te vroeg is voor definitieve conclusies, zou die extra gammastraling afkomstig kunnen zijn van donkeremateriedeeltjes in het dwergstelsel die elkaar wederzijds vernietigen. (GS)
→ Welcome to the neighbourhood: new dwarf galaxies discovered in orbit around the Milky Way
5 maart 2015
Een internationaal team van sterrenkundigen heeft ontdekt dat de snelste ster in de Melkweg zo snel is dankzij een geëxplodeerde tweelingzus. De onderzoekers, onder wie de Nijmeegse promovendus Thomas Kupfer, publiceren hun resultaten op 6 maart in Science. De astronomen uit Duitsland, de VS, Engeland en Nederland keken met behulp van de 10-meter Keck II en de Pan-STARRS1 telescopen op Hawaï naar de ster US 708. Wetenschappers wisten al wel dat deze ster snel was, maar hoe de ster precies aan zijn snelheid kwam, was niet bekend. De wetenschappers combineerden nieuwe metingen met bestaande gegevens. Daarmee konden ze berekenen dat de ster met meer dan 4,3 miljoen kilometer per uur door het heelal schiet. Dat is sneller dan alle tot nu toe bekende sterren. Ter vergelijking: ons zonnestelsel verplaatst zich met een snelheid van ‘slechts’ 800.000 kilometer per uur rond het centrum van de Melkweg. De ster is niet alleen snel. Uit de reconstructie van de route die hij heeft afgelegd, blijkt dat hij nooit in de buurt van het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg kan zijn geweest. Dat is vreemd, omdat wetenschappers er tot nu toe van uitgingen dat sterren alleen maar tot zulke grote snelheid kunnen worden aangejaagd als ze rakelings langs een zwart gat scheren. De onderzoekers denken dat US 708 deel heeft uitgemaakt van een ultracompacte dubbelster. Zijn tweelingzus was waarschijnlijk een zware witte dwerg die alle helium in de buurt opslokte en daarna als supernova ontplofte. Door de explosie kreeg US 708 een oplawaai die tot zijn enorme snelheid leidde.
→ Volledig persbericht
3 maart 2015
Australische astronomen hebben een sterrenhoop ontdekt in de halo van onze Melkweg. De halo is het ijle buitengebied van ons sterrenstelsel, waar wel meer sterrenhopen zijn aangetroffen. Maar de ‘nieuwe’ sterrenhoop, die de aanduiding Kim 2 heeft gekregen, staat veel verder weg dan zijn soortgenoten: ongeveer 350.000 lichtjaar. Vergeleken met andere sterrenhopen in de galactische halo is Kim 2 aan de kleine kant. Hij bevat tien tot twintig keer zo weinig sterren. Zijn ontdekkers beschouwen hem dan ook als een buitenbeentje. Vermoed wordt dat Kim 2 in de loop van zijn bestaan veel sterren is kwijtgeraakt. (EE)
→ Far From Home: Wayward Cluster Is Both Tiny And Distant
27 februari 2015
Braziliaanse astronomen hebben een opmerkelijke ontdekking gedaan: in een gaswolk die zich ver onder de schijf van de Melkweg bevindt, zijn twee sterrenhopen aangetroffen. Het is voor het eerst dat in dit verre buitengebied van de Melkweg jonge sterren zijn ontdekt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Het overgrote deel van de sterren en gaswolken van de Melkweg bevinden zich in een betrekkelijk platte schijf. Maar de ruimte boven en onder die schijf is niet helemaal leeg. Bij het doorspitten van gegevens van de Amerikaanse infraroodsatelliet WISE hebben de astronomen een aantal grote gaswolken opgespoord die zich duizenden lichtjaren boven en onder de Melkwegschijf bevinden. Een van die gaswolken – HRK 81.4-77.8 – bevat twee jonge sterrenhopen. De gaswolk is naar schatting ongeveer twee miljoen jaar oud en bevindt zich 16.000 lichtjaar onder de Melkwegschijf. Ter vergelijking de schijf zelf heeft een middellijn van ongeveer 100.000 lichtjaar. Waar de gaswolk vandaan komt, is nog onduidelijk. Het zou om gas kunnen gaan dat door supernova-explosies uit de schijf is weggeblazen. Een andere mogelijkheid is dat het gas onttrokken is aan een van de kleine satellietstelsels van de Melkweg. (EE)
→ Astronomers find newborn stars at the edge of the Galaxy
18 februari 2015
Japanse astronomen hebben ontdekt dat bij nova-explosies grote hoeveelheden lithium vrijkomen. Dat blijkt uit waarnemingen van Nova Delphini 2013, die met de Subaru-telescoop op Hawaï zijn gedaan (Nature, 18 februari). Lithium speelt een sleutelrol bij het onderzoek van de chemische evolutie van het heelal, omdat het op verschillende manieren wordt gevormd. Vermoed wordt dat een deel van het lithium tijdens de oerknal is ontstaan, een ander deel in het inwendige van sterren, en de rest bij nova- en supernova-explosies. De nieuwe waarnemingen tonen voor het eerst aan dat nova-explosies inderdaad een belangrijke bron van lithium zijn. Nova-explosies treden op in dubbelsterren bestaande uit een normale ster en een witte dwergster – het compacte restant van een zonachtige ster. Materie die van de normale ster naar het oppervlak van de witte dwerg stroomt, hoopt zich daar op totdat er een kritieke hoeveelheid wordt bereikt. Op dat moment komt een nucleaire kettingreactie op gang, waarbij waterstof en helium worden omgezet in zwaardere elementen – waaronder lithium dus. De hoeveelheid lithium die bij Nova Delphini 2013 is waargenomen, is overigens veel groter dan op theoretische gronden werd verwacht. Als andere nova’s ook zoveel van dit element produceren, moeten nova’s tot de grootste ‘lithiumfabrieken’ in het heelal worden gerekend. (EE)
→ Classical Nova Explosions Are Major Lithium Factories In The Universe
18 februari 2015
Astronomen wisten het zeker: rond de dubbelster V471 Tauri draait nog een derde zwakke ster – een bruine dwerg. Bij recente waarnemingen met het nieuwe instrument SPHERE van de Europese Very Large Telescope is echter niets gevonden. De vermeende bruine dwerg bestaat niet. Er moet dus een andere verklaring worden gevonden voor het onregelmatige gedrag van V471 Tauri. V471 Tauri maakt deel uit van de Hyaden, een sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier, en is ongeveer 600 miljoen jaar oud en ongeveer 163 lichtjaar van de aarde verwijderd. De onderlinge afstand tussen beide sterren is zo gering, dat ze in twaalf uur om elkaar heen wentelen. Vanaf de aarde gezien schuiven de beide sterren tijdens elke omloop twee keer voor elkaar langs. Deze onderlinge bedekkingen resulteren in regelmatige veranderingen in de helderheid van de dubbelster. Of eigenlijk: in bijna regelmatige veranderingen. Want als je heel nauwkeurig meet, blijken er toch kleine variaties te zitten in de bedekkingsmomenten van V471 Tauri. Deze variaties werden toegeschreven aan een bruine dwergster die om de dubbelster cirkelt en met zijn zwaartekrachtsaantrekking de baanbeweging van de twee sterren verstoort. Nu die bruine dwerg niet is gevonden, moeten de kleine onregelmatigheden in het V471-stelsel op een andere manier worden verklaard. Er bestaan nog diverse andere theorieën, maar voorlopig wordt de oplossing gezocht bij variaties in het magnetische veld van de grootste van de twee sterren. (EE)
→ De merkwaardige zaak van de vermiste dwerg
17 februari 2015
Zeventigduizend jaar geleden vloog een rode dwergster op kleine afstand langs de zon. De ‘Ster van Scholz’ - genoemd naar de astronoom die hem in 2013 ontdekte - bevindt zich nu op een afstand van ca. 20 lichtjaar, maar in de prehistorie passeerde hij de zon op niet meer dan 0,8 lichtjaar afstand - vijf maal zo dichtbij als Proxima Centauri, die momenteel de naaste buur van de zon is. Dat blijkt uit nauwkeurige snelheidsmetingen aan de ster, verricht met telescopen in Chili en Zuid-Afrika. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.Uit de metingen blijkt dat de Ster van Scholz zo goed als zeker door de buitenste delen van de Oortwolk moet zijn gevlogen - de uitgestrekte wolk van komeetkoppen die de zon op grote afstand omgeeft. Het buitenste deel van de Oortwolk is echter relatief dun bevolkt; van grootschalige zwaartekrachtsstoringen en een bijbehorend kometenbombardement op aarde was dan ook geen sprake. Ook tijdens de dichtste nadering was de Ster van Scholz (officieel WISE J072003.20-084651.2 geheten) te zwak om met het blote oog gezien te kunnen worden. De rode dwergster wordt op kleine afstand vergezeld door een zogeheten bruine dwerg - een gasbol die te klein en te koel is voor kernfusiereacties van waterstof in het inwendige. (GS)
→ A close call of 0.8 light years
17 februari 2015
Ook lichte sterren zoals de zon kunnen op explosieve wijze aan het eind van hun leven komen. Dat blijkt uit metingen aan IRAS 15103-5754, een ster die op het punt staat een zogeheten planetaire nevel te vormen. Dat lot staat onze eigen zon over een paar miljard jaar ook te wachten.Astronomen van het Astrofysisch Instituut van Andalusië in Spanje hebben snelheidsmetingen verricht aan gaswolken in de directe omgeving van de stervende ster. Daaruit blijkt dat er materiaal de ruimte in is geblazen met snelheden van honderden kilometers per seconde.Sterren zoals de zon verliezen aan het eind van hun leven een groot deel van hun buitenste gasmantel. Zo ontstaat een 'planetaire nevel', die langzaam maar zeker uitdijt en 'oplost', terwijl de kern van de ster ineenkrimpt tot een kleine, hete witte dwerg.Tot nu toe werd altijd aangenomen dat het ontstaan van een planetaire nevel een langzaam, rustig proces is, in tegenstelling tot een supernova-uitbarsting - de terminale explosie van een zware ster. Uit de nieuwe metingen, verricht aan zogeheten watermasers, blijkt echter dat ook de eerste aanzet tot de vorming van een planetaire nevel een zeer explosief verschijnsel kan zijn. (GS)
→ Stars akin to the sun also explode when they die
11 februari 2015
Een internationaal team van astronomen heeft op ongeveer 800 lichtjaar van de aarde een viervoudige ster-in-wording ontdekt. Drie van de vier sterren zitten nog verstopt in gaswolken die deel uitmaken van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Perseus. Het is voor het eerst dat de vorming van een meervoudige ster in zo’n vroeg stadium is waargenomen (Nature, 12 februari). Het stersysteem bestaat uit een jonge ster die zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevindt en drie gaswolken die onder invloed van de zwaartekracht bezig zijn om tot sterren samen te trekken. De astronomen hebben berekend dat dat laatste proces nog ongeveer 40.000 jaar zal duren. De vier (toekomstige) sterren bevatten ongeveer tien keer zo weinig massa als onze zon. De berekeningen laten verder zien dat de twee sterren die zich het dichtst bij elkaar bevinden uiteindelijk een stabiele dubbelster zullen vormen. Waarschijnlijk zullen de beide andere sterren binnen afzienbare tijd – minder dan een miljoen jaar – uit het systeem ontsnappen. Maar er bestaat een kleine kans dat een van de twee bij de dubbelster blijft, waardoor er een drievoudige ster ontstaat. Waarnemingen als deze moeten meer inzicht geven in de vorming van meervoudige sterren. Aangenomen wordt dat uit grote wolken van koel gas zowel enkelvoudige als meervoudige ontstaan. Maar waarom de ene ster alleen achterblijft (zoals onze zon), terwijl andere paren of drietallen vormen, is nog niet helemaal duidelijk. Wel lijkt het nieuwe onderzoek de vraag te beantwoorden waarom jonge meervoudige sterren talrijker zijn dan hun oudere soortgenoten. Blijkbaar zijn veel pasgeboren meervoudige sterren simpelweg niet stabiel genoeg. (EE)
→ Birth of a star quartet
9 februari 2015
Sterrenkundigen hebben een supernova-in-wording ontdekt. Er is alleen nog wel wat geduld nodig voordat de sterexplosie echt plaatsvindt - dat zal naar verwachting over ca. 700 miljoen jaar het geval zijn.
Sommige supernova's ontstaan wanneer een zware ster aan het eind van zijn leven explodeert. In andere gevallen (supernova's van type Ia) gaat het om relatief lichte witte dwergsterren die volledig uiteenspatten, doordat ze meer dan veertig procent zwaarder worden dan de zon. Die massatoename kan het gevolg zijn van materieoverdracht in een dubbelster, of van de botsing en versmelting van twee lichtere witte dwergen.
Dat laatste scenario zal zich in de toekomst afspelen in de kern van de merkwaardig gevormde planetaire nevel Henize 2-428. Een planetaire nevel is een uitdijende gasschil die de ruimte in geblazen wordt door een zonachtige ster die aan het eind van zijn leven opzwelt tot een rode reus. Na de vorming van de planetaire nevel krimpt de ster ineen tot een kleine, hete witte dwerg.
Henize 2-428 heeft een zeer merkwaardige asymmetrische vorm. Spaanse astronomen hebben met de Europese Very Large Telescope op Cerro Paranal in Noord-Chili ontdekt hoe dat komt: in het centrum van de nevel bevindt zich niet één witte dwerg, maar twee. Vervolgonderzoek met telescopen op de Canarische Eilanden heeft uitgewezen dat de twee dwergsterren elk een massa hebben van ca. 80 procent van die van de zon, en dat ze eens in de vier uur om elkaar heen draaien.
Volgens Einsteins relativiteitstheorie verliest het compacte dubbelstersysteem energie door het uitzenden van zwaartekrachtsgolven - minieme trillingen in de ruimtetijd die ontstaan wanneer zware massa's sterke versnellingen ondergaan. Het gevolg van het energieverlies is dat de twee sterren steeds dichter naar elkaar toe bewegen. Over ca. 700 miljoen jaar zullen ze botsen en versmelten, waarbij hun gezamenlijke massa zo hoog is dat er sprake zal zijn van een catastrofale supernova-explosie.
De aarde zal daar overigens niet veel last van hebben; de dubbele witte dwerg staat op een afstand van ca. 7000 lichtjaar. De ontdekking is vandaag online gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Stellar Partnership Doomed to End in Catastrophe
9 februari 2015
Ook in de binnendelen van het Melkwegstelsel, binnen de omloopbaan van de zon, komen grote hoeveelheden donkere materie voor. Dat blijkt uit een zorgvuldige analyse, uitgevoerd door drie Europese natuurkundigen (onder wie Gianfranco Bertone van de Universiteit van Amsterdam) en vandaag gepubliceerd in Nature Physics.
De aanwezigheid van donkere materie in sterrenstelsels blijkt uit metingen aan de rotatiesnelheden van sterren en gaswolken in die stelsels - die zijn te hoog om volledig verklaard te kunnen worden door de zwaartekracht van alle zichtbare materie. Dergelijke metingen zijn in ons eigen Melkwegstelsel - en zeker in de binnendelen - echter moeilijk uitvoerbaar, doordat we er zelf middenin zitten.
De natuurkundigen hebben nu een kleine drieduizend afzonderlijke snelheidsmetingen aan sterren, gaswolken en nevels geanalyseerd, en daaruit nauwkeurig de rotatiekromme van het Melkwegstelsel afgeleid: de manier waarop de rotatiesnelheid varieert met de afstand tot de kern. Door dat resultaat te vergelijken met de best beschikbare modellen voor de verdeling van gewone (zogeheten baryonische) materie in het Melkwegstelsel kon het bestaan van grote hoeveelheden donkere materie eenduidig worden aangetoond. (GS)
4 februari 2015
De Europese surveytelescoop VISTA is momenteel bezig om de Melkweg door te lichten. Bijna letterlijk, want VISTA bekijkt de hemel in het infrarood en kan daardoor dwars door het rijkelijk aanwezige stof in de centrale delen van de Melkweg heen kijken. In een van de gebiedjes die met de surveytelescoop zijn bekeken, hebben astronomen twee nieuwe verre veranderlijke sterren van het cepheïdentype ontdekt. Cepheïden zijn heldere, instabiele sterren die afwisselend helderder en zwakker worden. Bij deze sterren bestaat een duidelijk verband tussen de hoeveelheid licht die zij uitzenden en het tempo waarin zij pulseren. Dankzij die eigenschap laat de afstand van een cepheïde zich relatief gemakkelijk bepalen. De nu ontdekte cepheïden zijn ongeveer 37.000 lichtjaar van de aarde verwijderd. Ze staan ruwweg in de richting van het Melkwegcentrum, dat zich op een afstand van 27.000 lichtjaar bevindt. Het is voor het eerst dat zulke sterren aan de verre kant van het Melkwegvlak zijn opgespoord. Zuiver toevallig staan de cepheïden vlak naast de Trifidnevel, een bekende gasnevel in het sterrenbeeld Boogschutter. Van die nevel is op de VISTA-opname overigens weinig te zien: in het infrarood is hij zo goed als doorzichtig. (EE)
→ Vista kijkt dwars door de Melkweg heen
29 januari 2015
Amerikaanse astronomen hebben een driedimensionaal model gemaakt van het inwendige van de supernovarest Cassiopeia A (Cas A). Daarbij hebben ze ontdekt dat dit overblijfsel van een zware ster, die ongeveer 340 jaar geleden is ontploft, bestaat uit een verzameling van een stuk of zes holtes of ‘bellen’ (Science, 30 januari). De ontplofte ster in het sterrenbeeld Cassiopeia heeft zichzelf helemaal aan flarden geblazen. Daarbij is extreem hete en radioactieve materie uit de kern vrijgekomen, die zich vermengde met de materie van meer naar buiten gelegen delen van de ster. Het is heel moeilijk om het verloop van zo’n explosie in een model te vervatten, zelfs met de geavanceerde supercomputers van nu. Door heel nauwkeurig te kijken naar relatief jonge supernovaresten als Cas A hopen astronomen meer inzicht te krijgen in de diverse processen die bij deze kolossale stellaire explosies betrokken zijn. Bij het maken van het 3D-model van Cas A hebben de astronomen gebruik gemaakt van nabij-infraroodopnamen van het object. Met behulp van spectroscopie zijn de snelheden gemeten waarmee het materiaal van de supernovarest zich van het epicentrum van de explosie verwijderd. Die gegevens leverden de cruciale derde dimensie van het model op. Uit het ruimtelijke model blijkt dat Cas A wel wat weg heeft van een gatenkaas. De bij de explosie weggeblazen materie heeft zich verdeeld in een aantal ‘bellen’ met afmetingen van enkele lichtjaren. Deze structuren zijn waarschijnlijk ontstaan door pluimen van radioactief nikkel die door de kern van de ontploffende ster zijn uitgestoten. (EE)
→ CAT Scan of Nearby Supernova Remnant Reveals Frothy Interior
27 januari 2015
Burgerwetenschappers hebben raadselachtige objecten ontdekt in stervormingsgebieden in het Melkwegstelsel. Vervolgonderzoek aan deze zogeheten ‘gele bollen’ wijst uit dat het vermoedelijk om pasgeboren zware sterren gaat.
Infraroodopnamen van het Melkwegstelsel, gemaakt door de Amerikaanse Spitzer Space Telescope, worden minutieus bestudeerd door deelnemers aan het Milky Way Project, een citizen science-project dat deel uitmaakt van Zooniverse. In een eerder stadium classificeerden de deelnemers op de Spitzer-foto’s al enkele duizenden groene bellen met een rood centrum: holtes in de interstellaire materie die schoongeblazen zijn door de straling van pasgevormde zware sterren.
Nu zijn er ook veel ‘gele bollen’ ontdekt, die vaak op de randen van de groene bellen blijken te liggen. Vervolgwaarnemingen aan deze objecten, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, doen vermoeden dat het gaat om de allervroegste levensfase van sterren die 10 tot 40 keer zo zwaar zijn als de zon.
Dat de gele bollen vaak op de randen van de groene bellen blijken te liggen, wijst erop dat er sprake is van ‘getriggerde stervorming’: een jonge ster blaast een bel in de interstellaire materie, en uit de verdichtingen aan de rand van die bel kunnen weer nieuwe sterren ontstaan.
De kleuren groen en geel zijn niet ‘echt’. De waarnemingen van Spitzer zijn uitgevoerd op verschillende infraroodgolflengten, die op de foto’s zijn omgezet in zichtbare kleuren. Daarbij wijst groen op de aanwezigheid van polycyclische aromatische koolwaterstoffen, en rood op warm stof. Waar groen en rood elkaar overlappen ontstaat een gele kleur: in de gele bollen zijn de koolwaterstoffen nog niet weggeblazen door de sterren, die nog maar net zijn ontstaan uit het opgewarmde stof. (GS)
→ Citizen Scientists Lead Astronomers to Mystery Objects in Space
8 januari 2015
Een internationaal team van astronomen onder leiding van Joeri van Leeuwen heeft de kromming van de ruimtetijd gemeten in een dubbelster en daaruit de massa bepaald van een neutronenster – vlak voor die verdween. Zulke massabepalingen zijn essentieel voor een beter begrip van de zwaartekracht. Dat is de ‘lijm’ die tijd en ruimte verbindt, en ons heelal van klein tot groot bij elkaar houdt. De resultaten verschijnen in The Astrophysical Journal, en worden vandaag gepresenteerd op de 225ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle (VS).Het onderzoek richtte zich op het relativistische dubbelstersysteem PSR J1906+0746 (J1906). Eén van de sterren van dit systeem is een pulsar, een rondtollende neutronenster. De radiobundels van die pulsar zwiepen, zoals de lichtbundel van een vuurtoren, zeven maal per seconde over de aarde. Tegelijkertijd draait de pulsar in iets minder dan vier uur om een andere ster – ook een neutronenster of misschien een witte dwergster. J1906 is in 2004 door Van Leeuwen en collega’s ontdekt met de grote radioschotel van Arecibo. Sindsdien wordt de pulsar bijna dagelijks gevolgd met de vijf grootste radiotelescopen op aarde, waaronder die van Westerbork. Door de pulsar voortdurend in de gaten te houden, konden de astronomen elke flits van deze kosmische vuurtoren registreren – meer dan een miljard in totaal. Dat heeft hen in staat gesteld om de beweging van de pulsar om zijn begeleider heel nauwkeurig in kaart te brengen. Uit de waarnemingen blijkt dat de rotatie-as van de pulsar onder invloed van het zwaartekrachtsveld van zijn nabije begeleider aan het schommelen is gebracht. Daardoor is die as inmiddels zo ver gekanteld, dat de bundels van de pulsar de aarde inmiddels niet meer raken. Dat is overigens maar tijdelijk: de schommelbeweging gaat door, waardoor de bundels over ongeveer 160 jaar weer vanaf de aarde te zien zijn.
→ Volledig persbericht
7 januari 2015
Nieuwe waarnemingen met satellieten en telescopen op aarde en theoretische modellen geven steeds meer inzicht in Èta Carinae, een zware dubbelster op 7500 lichtjaar van de aarde die zeer wispelturig gedrag vertoont. Astronomen werken aan een driedimensionaal computermodel van dit object om dit gedrag te kunnen verklaren. Èta Carinae bestaat uit een ster die 90 keer zo veel massa heeft als onze zon en een ster van ‘maar’ 30 zonsmassa’s. De twee zwaargewichten, die respectievelijk 5 miljoen en 1 miljoen keer zo veel licht geven als de zon, draaien in krappe, langgerekte banen om hun gezamenlijke zwaartepunt. Eens in de 5,5 jaar bereiken ze een kleinste onderlinge afstand van 225 miljoen kilometer – de gemiddelde afstand zon-Mars. In de maanden voor en na dat ‘periastron’ vertoont de dubbelster opvallend gedrag: röntgenuitbarstingen, het verdwijnen en weer tevoorschijn komen van structuren in de naaste omgeving van de sterren en zelfs een spel van licht en schaduw dat optreedt wanneer de kleinere ster dicht langs zijn grote buur scheert. Op basis van deze verschijnselen hebben wetenschappers van NASA’s Goddard Space Flight Center een computersimulatie van Èta Carinae gemaakt. Dat model voorspelt wat er tijdens komende periastrons te zien zal zijn, zodat astronomen hun waarnemingsprogramma’s daaraan kunnen aanpassen. Volgens dit computermodel kunnen veel van de periodiek optredende veranderingen die de dubbelster vertoont worden toegeschreven aan de interactie tussen de hevige sterrenwinden (deeltjesstromen) die de beide sterren produceren. Wanneer hij dicht langs de hoofdster scheert, blaast de kleinere ster een spiraalvormige holte in de dichte gaswolk rond de hoofdster. Waar de beide sterrenwinden met elkaar in botsing komen, ontstaan schokgolven die het gas tot temperaturen van honderden miljoen graden verhitten, waardoor dit een bron van röntgenstraling wordt. Uit het feit dat de röntgenintensiteit van Èta Carinae flinke variaties vertoont leiden astronomen af dat de sterrenwind van de kleinere ster een wisselende intensiteit heeft. Vermoed wordt dat de twee zware sterren van Èta Carinae hun leven ooit zullen afsluiten met een supernova-explosie. Op dit moment zijn er echter nog geen aanwijzingen dat dit al heel binnenkort zal gebeuren. (EE)
→ NASA’s Chandra Detects Record-Breaking Outburst from Milky Way’s Black Hole
5 januari 2015
Onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop heeft voor het eerst informatie opgeleverd over de snelheid en de samenstelling van gas dat miljoenen jaren geleden door het centrum van onze Melkweg is uitgestoten. De metingen, die nog niet zijn afgerond, moeten inzicht geven in de oorzaak van de explosieve gebeurtenis die daar destijds heeft plaatsgevonden. Vijf jaar geleden ontdekten astronomen een zwakke gloed van gammastraling in de richting van het Melkwegcentrum. De gloed bleek afkomstig van twee kolossale bellen van ijl gas, die tienduizenden lichtjaren boven en onder het vlak van ons Melkwegstelsel uittorenen. De Hubble-gegevens laten zien dat het gas zich met een snelheid van ongeveer drie miljoen kilometer per uur van het Melkwegcentrum verwijdert. Uit het onderzoek blijkt verder dat het gas is verrijkt met zware elementen als silicium, koolstof en aluminium – materiaal dat afkomstig is uit het inwendige van zware sterren. Dat laatste zou erop kunnen wijzen dat het gas afkomstig is van een reeks supernova-explosies die optrad na een korte, maar hevige geboortegolf van sterren in het hart van ons Melkwegstelsel. Een andere mogelijkheid is dat het superzware zwarte gat dat zich daar schuilhoudt juist enkele sterren heeft opgeslokt – een proces waarbij veel stermaterie wordt weggeblazen. Naar verwachting zullen verdere metingen uitwijzen hoeveel gas er is uitgestoten en met hoeveel energie dat gepaard ging. Alleen dat kan uitsluitsel geven over de oorsprong van het gas. De nieuwe resultaten, die in The Astrophysical Journal Letters zullen verschijnen, worden deze week gepresenteerd op de 225ste bijeenkomst van de American Astronomical Society. (EE)
→ Hubble Goes High Def to Revisit the Iconic ‘Pillars of Creation’
5 januari 2015
Om een goede schatting te verkrijgen van de leeftijd van een ster hoeven astronomen voortaan alleen maar zijn rotatiesnelheid op te meten en zijn massa te kennen. Er was al bekend dat sterren in de loop van hun leven steeds langzamer gaan roteren, maar het precieze verband tussen draaisnelheid, massa en leeftijd is nu voor het eerst goed gekalibreerd dankzij metingen aan sterren met een bekende leeftijd van ca. 2,5 miljard jaar.
Soren Meibom van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics heeft samen met zijn collega's helderheidsmetingen geanalyseerd van sterren in de open sterrenhoop NGC 6819. Uit de zeer nauwkeurige metingen, verricht door de ruimtetelescoop Kepler, kan voor een groot aantal sterren de rotatieperiode worden afgeleid: de minieme helderheidsvariaties zijn het gevolg van donkere 'zonnevlekken' die met de ster meedraaien.
Uit onderzoek aan het licht van een ster kan de massa worden bepaald. Van de sterren in een open sterrenhoop is ook bekend hoe oud ze zijn: alle sterren hebben sowieso dezelfde leeftijd, en hoe meer sterren het rode-reuzenstadium al hebben bereikt, hoe ouder de sterrenhoop is.Van NGC 6819 is bekend dat hij een leeftijd van ca. 2,5 miljard jaar heeft.
Op de 225ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle presenteerde Meibom vandaag de resultaten van zijn onderzoek. Daaruit blijkt dat er een vrij nauwkeurig verband bestaat tussen massa, rotatiesnelheid en leeftijd van sterren. Voor jongere sterren waren vergelijkbare waarnemingen eerder al voorhanden. Voortaan is de leeftijd van een willekeurige ster met een nauwkeurigheid van ca. tien procent vast te stellen op basis van metingen aan zijn massa en zijn rotatiesnelheid, aldus Meibom.
De sterren in NGC 6819 die even zwaar zijn als de zon hebben een rotatieperiode van gemiddeld iets meer dan 18 dagen. Dat doet vermoeden dat onze eigen zon, die 4,6 miljard jaar oud is en momenteel eens in de 28 dagen om zijn as draait, ruim twee miljard jaar geleden ook zo snel roteerde. (GS)
→ Stars' spins reveal their ages
23 december 2014
Het strooilichtprobleem waar de Europese ruimtetelescoop Gaia mee te kampen heeft, wordt waarschijnlijk veroorzaakt door losse vezels langs de rand van haar zonnescherm. Dat is de conclusie van tests die het Europese ruimteagentschap ESA heeft uitgevoerd. Het scherm is bedoeld om de gevoelige instrumenten van het ruimtevaartuig tegen de zonnewarmte te beschermen. Gaia werd op 19 december 2013 gelanceerd en bevindt zich inmiddels in een baan rond de zon op 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Vanuit die positie moet zij de komende vijf jaar van één miljard sterren heel nauwkeurig de posities en snelheden meten. Tijdens de inbedrijfstelling van Gaia bleek dat er teveel licht de telescoop binnenkomt. Direct al werd vermoed dat het om verstrooid zonlicht ging, maar hoe dat licht langs het tien meter grote zonnescherm weet te komen, was tot nu toe onduidelijk. De oorzaak lijkt dus te liggen bij de rand van dat zonnescherm, waar vezels uitsteken die het zonlicht verstrooien. Deze vezels waren vóór de lancering van Gaia wel opgemerkt, maar ze afknippen werd te riskant bevonden, omdat er dan kleine deeltjes in de ruimtesonde terecht zouden kunnen komen. De randen met tape afplakken was ook geen optie, omdat dit het openvouwen van het zonnescherm zou kunnen belemmeren. Op metingen van de helderste sterren van de Melkweg heeft het euvel geen invloed. Maar voor het overgrote deel van de sterren, die veel zwakker zijn, zal de meetnauwkeurigheid aanzienlijk minder hoog zijn dan vooraf was ingeschat. Met name de metingen van de ruimtelijke snelheden van deze sterren worden door het strooilicht gehinderd. (EE)
→ Galaxy-mapping megacamera falls victim to loose fibres
17 december 2014
Astronomen van drie Chinese instituten, onder wie de Nederlander Richard de Grijs, hebben ontdekt dat de sterren van de zware, relatief oude sterrenhoop NGC 1651 allemaal even oud zijn (Nature, 18 december). Dat is verrassend, omdat onderzoek van nog oudere sterrenhopen er juist op leek te wijzen dat de leeftijden van hun sterren enkele honderden miljoenen jaren kunnen verschillen. Sterren beginnen hun bestaan als samentrekkende wolken van waterstofgas en stof. Zodra deze gaswolken compact en zwaar genoeg zijn, komen er fusiereacties in hun centrum op gang. Bij deze reacties komt de energie vrij die ervoor zorgt dat de ster gaat stralen. Miljarden jaren later, als hun voorraad waterstofgas opraakt, zwellen de sterren op en verandert hun temperatuur. Eerdere waarnemingen van zware sterrenhopen hebben laten zien dat sterren die het einde van hun leven naderen relatief grote temperatuurverschillen vertonen. Hieruit werd afgeleid dat de leeftijden van hun sterren tot wel 300 miljoen jaar kunnen verschillen. Dat was verrassend, omdat aangenomen werd dat de vorming van een sterrenhoop hooguit tien miljoen jaar duurt. Bij hun onderzoek van de twee miljard jaar oude sterrenhoop NGC 1651 hebben de astronomen niet alleen gekeken naar de temperatuur van sterren die bijna geen waterstof meer in hun kern hebben – zoals bij de eerdere waarnemingen, maar ook naar sterren die in een iets later evolutiestadium verkeren. Daarbij is vastgesteld dat de eerste groep sterren inderdaad flinke temperatuurverschillen vertoont, maar de tweede juist niet. Dat laatste wijst erop dat de sterren niet meer dan 80 miljoen jaar in leeftijd verschillen. Volgens de onderzoekers zouden de grote temperatuursverschillen binnen de eerste groep wel eens het gevolg kunnen zijn van de rotatie van deze sterren. Twee even oude sterren met aanzienlijk verschillende rotatiesnelheden kunnen namelijk duidelijk verschillende temperaturen vertonen. Anders gezegd: bij de leeftijdsbepaling van sterren in een sterrenhoop moet niet alleen naar de temperatuur van de sterren worden gekeken, maar ook naar de snelheid waarmee zij om hun as draaien. (EE)
→ Surprising Theorists, Stars Within Middle-Aged Clusters Are of Similar Age
10 december 2014
Sterrenkundigen hebben voor het eerst een gedetailleerd beeld verkregen van de geboorte van een dubbelster. Onze eigen zon gaat alleen door het leven, maar de meeste sterren in het heelal maken deel uit van een dubbelstersysteem. Terwijl de geboorte van enkelvoudige sterren redelijk goed wordt begrepen, was niet bekend hoe dubbelsterren precies ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Met het internationale ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zijn nu voor het eerst gedetailleerde waarnemingen verricht aan de directe omgeving van een dubbelster-in-wording.
Een team van voornamelijk Japanse astronomen deed met ALMA metingen aan de baby-dubbelster L1551 NE, op 460 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier. Voor het eerst is structuur ontdekt in de gas- en stofschijf rond de twee protosterren. In een artikel dat eind november in The Astrophysical Journal verscheen, laten de astronomen zien dat de waargenomen structuur goed te verklaren is met spiraalarmen die ontspringen aan beide sterren. In de ruimte tussen de spiraalarmen is sprake van een tragere rotatie van het gas, zodat materiaal daar naar de twee sterren toe kan vallen. (GS)
→ Astronomers Identify Gas Spirals as a Nursery of Twin Stars through ALMA Observation
9 december 2014
Leidse onderzoekers zijn erin geslaagd in het lab te laten zien hoe moleculaire voetballen, ook wel buckyballs genoemd, in de ruimte kunnen ontstaan. De metingen zijn bijzonder, omdat een nieuwe chemie ten toon wordt gespreid: top-down, van groot naar klein, waarbij aromaten worden omgezet in interstellair grafeen en koolstofbollen.
Buckyballs (C60, buckminsterfullereen) werden in 2010 in de ruimte ontdekt, bijna 15 jaar nadat de Nobelprijs was toegekend voor de ontdekking van dit voetbalmolecuul in het laboratorium. Daarmee werd het ook het grootste geïdentificeerde molecuul in de ruimte. Het was echter onduidelijk hoe zo’n complex molecuul in de ruimte kan ontstaan. Door de lage dichtheden ligt het niet voor de hand dat een dergelijk groot deeltje kan ontstaan in een reeks van kleine stapjes. Een antwoord op deze vraag is nu gevonden in het Laboratorium voor Astrofysica van de Leidse Sterrewacht. De resultaten zijn geaccepteerd voor publicatie in Astrophysical Journal Letters.
Sterren die aan het eind van hun leven komen, stoten grote hoeveelheden PAK’s uit, polycyclische aromatische koolwaterstoffen. Het zijn dezelfde deeltjes die op aarde een belangrijke bijdrage leveren aan de luchtverontreiniging. Een PAK heeft een vlak skelet van koolstofatomen met aan de randen waterstofatomen. Ze zijn overal in de ruimte zichtbaar. In Leiden is in de afgelopen drie jaar een nieuwe opstelling gebouwd, iPOP (instrument for Photodynamics of PAHs), waarmee zeer grote PAK’s in een moleculaire val gevangen kunnen worden. De Leidse sterrenkundigen hebben de PAK’s bestraald en ontdekten dat een PAK zodra het in de spotlight staat, een moleculaire striptease uitvoert - het ontdoet zich stuk voor stuk van waterstofatomen, totdat er een naakt koolstofskelet overblijft. Dat is dan niets anders dan een vlokje grafeen. Daaruit kunnen vervolgens C60-moleculen ontstaan.
→ Astronomers observe two stars so close to each other that they will end up merging into a supermassive star
24 november 2014
De mysterieuze gaswolk G2, die afgelopen voorjaar op zeer kleine afstand langs het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel scheerde, maakt waarschijnlijk deel uit van een veel grotere gasstroom. Die conclusie trekken astronomen van het Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching op basis van waarnemingen die het afgelopen jaar zijn verricht met de Europese Very Large Telescope in Chili.
G2 is door de getijdenwerking van het zwarte gat sterk uitgerekt; op de getoonde opname (uit april 2014) is te zien dat een deel van de wolk het zwarte gat al gepasseerd is (blauw gekleurd), terwijl een ander deel het zogeheten pericentrum nog moet bereiken (rood). (S2 is een ster die in korte tijd een sterk elliptische baan rond het Melkwegcentrum beschrijft.)
Stefan Gillessen (de ontdekker van G2) en zijn collega’s hebben nu ontdekt dat de gaswolk vrijwel dezelfde baan beschrijft als de wolk G1, die tussen 2004 en 2008 werd waargenomen, en vermoedelijk in 2001 op kleine afstand langs het zwarte gat bewoog. Dat doet vermoeden, aldus de onderzoekers in een artikel dat gepubliceerd zal worden in The Astrophysical Journal, dat beide wolken deel uitmaken van een veel grotere gasstroom, die zich over een groot deel van de omloopbaan uitstrekt. Vermoedelijk gaat het om verdichtingen in een ijle materiewolk die ruim een eeuw geleden door een reuzenster is uitgestoten.
Op basis van de waarnemingen van de Very Large Telescope concluderen de Max Planck-onderzoekers overigens dat het heel onwaarschijnlijk is dat G2 een grote ster is die door een gaswolk wordt omgeven, zoals onlangs nog Gas cloud in the galactic centre is part of a larger gas streamer
13 november 2014
Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, zendt mogelijk neutrino’s uit. Dat blijkt het waarnemingen van drie Amerikaanse röntgensatellieten – Chandra, Swift en NuSTAR. Neutrino’s zijn kleine subatomaire deeltjes zonder lading die nauwelijks wisselwerken met elektronen en protonen. Anders dan licht of geladen deeltjes kunnen neutrino’s uit het diepe inwendige van hun kosmische bronnen ontsnappen en het hele heelal doorkruisen zonder zich onderweg door magnetische velden te laten afbuigen of door de materie die ze tegenkomen te laten absorberen. De aarde wordt voortdurend gebombardeerd door neutrino’s van de zon. Maar neutrino’s van buiten het zonnestelsel zijn miljoenen of miljarden keren energierijker. Wetenschappers zijn al lang op zoek naar de oorsprong van deze hoogenergetische neutrino’s. Omdat neutrino’s gemakkelijk door elk soort materiaal heen gaan, is het heel moeilijk om detectors te bouwen die precies laten zien waar een neutrino vandaan komt. De speciaal voor dit doel gebouwde neutrinodetector IceCube, die zich in het ijs van Antarctica bevindt, heeft sinds de begin van zijn metingen pas 36 hoogenergetische neutrino’s gedetecteerd. Door de gegevens van IceCube te vergelijken met die van de drie röntgensatellieten, hebben wetenschappers nu ontdekt dat uitbarstingen van Sagittarius A* enkele uren tot dagen later worden gevolgd door de neutrinodetectie van IceCube. Als deze correlatie niet op toeval berust, zou dat een verrassing zijn. Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat de meest energierijke neutrino’s afkomstig zijn van veel grotere gebeurtenissen in het heelal, zoals botsingen tussen sterrenstelsels. (EE)
→ X-ray Telescopes Find Black Hole May Be a Neutrino Factory
3 november 2014
Het mysterieuze object G2, dat eerder dit jaar rakelings langs het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel scheerde, is geen ijle gaswolk, maar een 'versmolten' dubbelster. Die conclusie trekt een team van astronomen onder leiding van Andrea Ghez van de Universiteit van Californië in Los Angeles uit waarnemingen die afgelopen zomer zijn verricht met de twee 10-meter Keck-telescopen op Hawaii. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Sterrenkundigen ontdekten G2 op infrarode golflengten. Alles leek erop te wijzen dat het om een grote, langgerekte gaswolk ging die door de getijdenkrachten van het zwarte gat uiteen werd gerukt. Algemeen werd aangenomen dat op z'n minst een deel van de wolk zou worden opgeslokt door het zwarte gat, dat ruim vier miljoen keer zo zwaar is als de zon.
In plaats daarvan bleef het mysterieuze object G2 tijdens de dichtste nadering, afgelopen zomer, volledig 'intact'. Dat betekent dat het geen ijle gaswolk kan zijn. In plaats daarvan gaat het volgens Ghez en haar collega's om het resultaat van een 'versmelting' van twee sterren die aanvankelijk een dubbelstersysteem vormden. Mede onder invloed van de zwaartekrachtswerking en de getijdenkrachten van het zwarte gat zijn de sterren geruime tijd geleden op elkaar gebotst, waarbij één grote reuzenster ontstond. Daarbij vond eerst een gigantische opzwelling plaats, met het mysterieuze object G2 als resultaat.
Volgens de astronomen komen er in de directe omgeving van het Melkwegstelsel veel meer van dit soort versmolten dubbelsterren voor. De waarnemingen zijn verricht met behulp van adaptieve optiek - een techniek die het mogelijk maakt om te corrigeren voor de verstorende werking van de aardse dampkring. Het Melkwegcentrum bevindt zich op 27.000 lichtjaar afstand van de aarde. (GS)
→ UCLA astronomers solve puzzle about bizarre object at the center of our galaxy
26 oktober 2014
Met de CHARA Array (Center for High-Angular Resolution Astronomy), een telescopennetwerk op Mount Wilson in Californië, zijn gedetailleerde waarnemingen verricht aan Nova Delphini 2013 - een sterexplosie die op 14 augustus 2013 plaatsvond op bijna 15.000 lichtjaar afstand van de aarde in het kleine sterrenbeeld Dolfijn. De resultaten van de waarnemingen zijn vandaag online gepubliceerd in Nature.
De 'nieuwe ster' werd ontdekt door de Japanse amateurastronoom Koichi Itagaki. Bij een nova vindt een thermonucleaire explosie plaats aan het oppervlak van een compacte witte dwergster, doordat er zich materie van een begeleider ophoopt. Astronomen van Georgia State University richtten vijftien uur na de ontdekking de CHARA Array op de sterexplosie, om de uitdijende vuurbal op te meten. CHARA is een zogeheten optische interferometer, die extreem gedetailleerde metingen kan verrichten.
Uit de CHARA-metingen blijkt dat de vuurbal zich uitbreidde met een snelheid van ca. 600 kilometer per seconde. Dag na dag zagen de sterrenkundigen de vuurbal groeien, tot hij zes weken na de uitbarsting een afmeting had bereikt vergelijkbaar met de baan van de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. Uit de metingen kon ook de afstand tot Nova Delphini 2013 worden afgeleid: 14.800 lichtjaar.
Dertig dagen na de explosie zagen de onderzoekers de vuurbol wat diffuser en transparanter worden, vermoedelijk als gevolg van de vorming van stofdeeltjes. Nooit eerder is een nova-explosie zo gedetailleerd in kaart gebracht. (GS)
→ Stellar Explosion Seen with Unprecedented Clarity
23 oktober 2014
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie Woojin Kwon van SRON Groningen, is er voor het eerst in geslaagd om het magnetisch veld in de gas- en stofschijf rond een jonge ster in beeld te brengen. De vorm van het veld was een grote verrassing. De ontdekking lijkt erop te duiden dat magnetische velden een belangrijke rol spelen bij de vorming van planetenstelsels als het onze, en dat dit proces ingewikkelder is dan tot nu toe werd aangenomen (Nature, 23 oktober). Sterren vormen zich in de koude en dichte kernen van moleculaire wolken. Als de kern ineenstort tot een nieuwe jonge ster (een protoster) vormt zich een schijf van gas en stof rond de ster. Uit deze ‘accretieschijf’ vormen zich uiteindelijk planeten. Maar in de vroege stadia zorgt de accretieschijf ervoor dat de ster massa kan opnemen. Sterrenkundigen nemen aan dat deze ‘accretie’ wordt gereguleerd door magnetische velden. In de huidige theorieën kunnen deze magnetisch velden verschillende vormen aannemen: toroïdaal (circulaire velden in de disk) of poloïdaal (velden die worden opgewekt aan de polen van de protoster). Sterrenkundigen konden deze aanname ondanks talloze waarnemingen echter niet bevestigen.De sterrenkundigen deden daarom nieuwe waarnemingen met de Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) in California (VS). Ze probeerden de vorm te bepalen van magnetische velden in de accretieschijf van de ster HL Tau, behorend tot een klasse van heel jonge sterren die zich nog in de fase van ineenstorting bevinden (T Tauri-sterren). HL Tau staat 450 lichtjaar van de aarde. Met CARMA is het inderdaad gelukt het magnetische veld van deze ster in beeld te brengen. Het gevonden veld is duidelijk meer toroïdaal dan poloïdaal, maar verrassend genoeg is het eigenlijk geen van beide. En dat past niet in de theoretisch modellen tot nu toe zijn gehanteerd.
→ Origineel persbericht
23 oktober 2014
Het superzware zwarte gat Sgr A* in ons Melkwegcentrum vertoont dagelijks een flits. Astronomen suggereerden eerder dat deze flitsen worden veroorzaakt doordat het zwarte gat planetoïden opslokt. De Leidse astronoom Simon Portegies Zwart en zijn promovendus Adrian Hamers hebben dit vermoeden nu bevestigd door de baanevolutie van de planetoïden nabij Sgr A* nauwkeurig te berekenen. Uit het onderzoek volgt ook dat de planetoïden zijn ontstaan rond sterren in het hart van de Melkweg, op dezelfde manier als planetoïden in ons zonnestelsel zijn ontstaan. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De astronomen hebben in hun berekeningen twee scenario’s vergeleken: in het ene geval zijn de planetoïden – rotsblokken van enkele tientallen kilometers in doorsnede – afkomstig uit een wolk rond het centrale superzware zwarte gat, en in het andere zijn ze ontstaan rond sterren in het hart van de Melkweg. In beide scenario’s komen ze uiteindelijk te dicht bij het zwarte gat en worden verpulverd, wat een flits veroorzaakt. Uit het onderzoek blijkt dat het tweede scenario de beste verklaring is. Volgens dat laatste scenario worden de planetoïden uit hun oorspronkelijke planeetstelsel geslingerd door interacties met andere sterren. Ze komen vervolgens in een baan rond Sgr A* terecht. Door verdere zwaartekrachtsinteracties met sterren worden hun banen zo langgerekt dat ze binnen een afstand van 150 miljoen kilometer van het zwarte gat komen, worden vernietigd en een waarneembare flits veroorzaken. Als de planetoïde op kleine afstand van het zwarte gat wordt verpulverd is een röntgenflits te zien, en op grote afstand een infraroodflits.
→ Origineel persbericht
21 oktober 2014
Ook de kleine uitbarstingen van röntgen- en gammastraling die geproduceerd worden door magnetars zijn vermoedelijk het resultaat van sterbevingen. Dat blijkt uit onderzoek aan metingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi, uitgevoerd door een team van astronomen onder wie Anna Watts en Daniela Huppenkothen van de Universiteit van Amsterdam. De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op een internationale Fermi-conferentie in Japan; ze werden op 1 juni ook al gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Magnetars zijn extreem compacte neutronensterren - anderhalf keer zo zwaar als de zon maar hooguit 20 à 30 kilometer in middellijn - met een onvoorstelbaar sterk magnetisch veld. Neutronensterren ontstaan wanneer een zware ster aan het eind van zijn leven explodeert als supernova; er zijn er duizenden bekend. Magnetars lijken veel zeldzamer: tot nu toe zijn er slechts 23 ontdekt.
Heel af en toe produceren magnetars zeer krachtige uitbarstingen van gamma- en röntgenstraling, vergelijkbaar met energierijke gammaflitsen. Die grote uitbarstingen zijn in verband gebracht met 'bevingen' aan het oppervlak van de ster. Magnetars vertonen echter ook 'stormen' van honderden kleinere uitbarstingen in relatief korte tijd. De astronomen onderzochten 263 kleine uitbarstingen van magnetar SGR J1550−5418, op 15.000 lichtjaar afstand van de aarde.
De frequenties van de bevingen die afgeleid zijn uit de analyse van de waargenomen uitbarstingen komen overeen met eerdere resultaten op basis van zeldzame, grote uitbarstingen. Vermoedelijk worden de kleine uitbarstingen dus ook veroorzaakt door bevingen van de ster. De korst en de kern van de ster, die zijn verbonden door het supersterke magnetisch veld, vibreren dan tegelijkertijd, aldus Watts. (GS)
→ Origineel persbericht
15 oktober 2014
De Amerikaanse National Science Foundation heeft 600.000 dollar ter beschikking gesteld om het centrale deel van ons Melkwegstelsel - de zogeheten centrale verdikking - gedetailleerd in kaart te brengen. Het internationale project, geleid door de Universiteit van Californië in Los Angeles, gaat gebruik maken van de 500 megapixel Dark Energy Camera op de 4-meter Victor Blanco-telescoop op de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili. Uiteindelijk moet het project resulteren in een kaart van de binnenste 3000 lichtjaar van het Melkwegstelsel. Onderzoek aan de verdeling van sterren (en hun kleuren en leeftijden) moet inzicht geven in de ontstaansgeschiedenis van het Melkwegstelsel. (GS)
→ UCLA to lead NSF-funded map of the Milky Way’s central bulge
13 oktober 2014
Amerikaanse en Russische astronomen hebben het superzware zwarte gat in de kern van ons Melkwegstelsel 'opgemeten'. Er was al bekend dat het zwarte gat een massa heeft van ca. vier miljoen zonsmassa's, maar op basis van waarnemingen van de Russische RadioAstron-kunstmaan - een radiotelescoop in de ruimte - is nu ook de middellijn bepaald van het gebied rond het zwarte gat waaruit straling afkomstig is.Zwarte gaten zenden zelf geen licht uit, maar de materie in de directe omgeving van het zwarte gat wordt zo sterk verhit dat er straling wordt uitgezonden in vrijwel alle golflengtegebieden. Vanwege de afstand van 27.000 lichtjaar is het echter vrijwel niet mogelijk om de afmetingen van dat emissiegebied te bepalen.Waarnemingen op radiogolflengten van ca. 1 centimeter laten echter heldere, variabele plekken zien. Die worden veroorzaakt doordat de radiostraling van het zwarte gat (Sagittarius A* geheten) worden verstrooid door de interstellaire materie tussen het Melkwegcentrum en de aarde, net zoals licht van een verre schijnwerper verstrooid kan worden door mist.Uit de eigenschappen van de waargenomen substructuur kon nu berekend worden dat het straling producerende gebied rond Sagittarius A* een middellijn heeft van ca. twintig maal de zogeheten gebeurtenishorizon - de feitelijke 'rand' van het zwarte gat. Dat komt overeen met een afmeting van iets minder dan één miljard kilometer, of ca. zes keer de afstand tussen de aarde en de zon.De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ One Step Closer to Figuring Out the Mysteries of Our Galaxy's Core
9 oktober 2014
Nieuwe onderzoek laat zien dat de Melkweg veel minder donkere materie bevat dan tot nu toe werd gedacht. De ontdekking kan een netelig astronomisch probleem uit de weg ruimen (The Astrophysical Journal, 10 oktober). Al een tijdje is bekend dat het heelal voor het overgrote deel bestaat uit spul dat we niet begrijpen. De materie waaruit sterren, planeten en wijzelf bestaan vertegenwoordigt maar vier procent van het totaal. Ongeveer een kwart bestaat uit donkere materie – materie die geen waarneembare vorm van straling uitzendt – de rest uit zogeheten donkere energie. Australische astronomen hebben nu de hoeveelheid donkere materie in de Melkweg bepaald door de snelheden te meten waarmee sterren rond het Melkwegcentrum draaien. Daarbij is voor het eerst ook nauwkeurig gekeken naar de bewegingen van zware, heldere sterren in de buitenste delen van de Melkweg. In die zogeheten halo bevindt zich het overgrote deel van de donkere materie. De meetresultaten laten zien dat de hoeveelheid donkere materie in de Melkweg 'maar' 800 miljard zonsmassa's bedraagt. Dat is de helft van eerdere schattingen. De nieuwe meetwaarde zou het probleem van de ontbrekende 'satellieten' kunnen oplossen. Modelberekeningen op basis van veel grotere hoeveelheden donkere materie lieten namelijk zien dat er rond ons Melkwegstelsel zeker vijf grote satellietstelsels zouden moeten cirkelen. Met de nieuwe bepaling van de hoeveelheid donkere materie daalt dat verwachte aantal naar drie. En dat is precies het aantal grote begeleiders dat we zien: de Grote Magelhaense Wolk, de Kleine Magelhaense Wolk en het Sagittarius-dwergstelsel. (EE)
→ Dark Matter Half What We Thought
8 oktober 2014
Astronomen hebben een verklaring gevonden voor de gammastraling van nova-explosies. Een nova is een thermonucleaire explosie aan het oppervlak van een witte dwergster, veroorzaakt doordat de witte dwerg materie van een begeleider opzuigt. In de zomer van 2012 ontdekte de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi energierijke gammastraling van nova V959 Mon, op 6500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eenhoorn. Gelijktijdige metingen met radiotelescopen deden vermoeden dat de gammastraling geproduceerd werd door extreem snel bewegende elektrisch geladen deeltjes.Inmiddels is nova V959 Mon uitgebreid bestudeerd door grote netwerken van radioschotels, zoals de Amerikaanse Very Large Array, het European VLBI Network, en de Britse e-MERLIN array. Deze 'interferometers' leveren een extreem hoge beeldscherpte. Op basis van deze metingen kon een verklaring gevonden worden voor de productie van de gammastraling.Bij de explosie op de witte dwerg wordt materiaal aanvankelijk vooral de ruimte in geblazen in het baanvlak van de nauwe dubbelster waarin de nova-explosie optreedt. Zo ontstaat een equatoriale 'donut' van naar buiten bewegend gas. Korte tijd later komt er vanaf de witte dwerg een snelle 'wind' van sterrengas op gang, die vooral loodrecht op het baanvlak naar buiten beweegt. Waar de 'polaire' wind de equatoriale donut inhaalt, ontstaan schokgolven; daarbij kunnen elektrisch geladen deeltjes tot kolossale snelheden en energieën worden opgezweept. Vervolgens zenden die relativistische deeltjes op vrijwel alle golflengten straling uit (inclusief gammastraling), doordat ze door het magnetisch veld van de ster bewegen.Sinds 2012 heeft Fermi nog van drie andere nova-explosies gammastraling waargenomen. De metingen aan V959 Mon worden deze week gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Radio Telescopes Unravel Mystery of Nova Gamma Rays
1 oktober 2014
Leerlingen van Australische middelbare scholen hebben het vreemde gedrag onderzocht van een pulsar – het snel ronddraaiende restant van een ontplofte ster. De resultaten van hun waarnemingen zijn vandaag verschenen in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Pulsars zijn maar een kilometer of twintig groot en bestaan bijna helemaal uit dicht opeengepakte neutronen (ongeladen deeltjes). Ze ontstaan bij supernova-explosies – het exploderen van sterren die meer dan tienmaal zoveel massa hebben als onze zon. De naam ‘pulsar’ is ontleend aan het feit dat de objecten tijdens het ronddraaien pulsen radiostraling vertonen. Doorgaans zijn die radiopulsen heel regelmatig, maar sommige pulsars vertonen haperingen. Zo ook pulsar J1717-4054, die op een afstand van ongeveer 15.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Schorpioen staat. Soms geeft deze pulsar uren achtereen geen kik. Dat wispelturige gedrag maakte hem populair bij de Australische scholieren die hem in het kader van het PULSE@Parkes-programma in de gaten hielden met de Parkes-radiotelescoop in het oosten van Australië. Tussen 2008 en 2014 werd de pulsar 85 keer door hen waargenomen. Uit die waarnemingen blijkt dat pulsar J1717-4054 niet alleen ‘aan’ en ’uit’ gaat, maar soms bijna lijkt te stotteren: hij slaat dan één of meer pulsen over. Een verklaring voor dit gedrag is er nog niet. Afgezien van het gestotter, dat ook bij twee andere pulsars is waargenomen, lijkt J1717-4054 een doodnormale pulsar te zijn. (EE)
→ Students astonished by stuttering star
30 september 2014
Op 23 april van dit jaar heeft de NASA-satelliet Swift de krachtigste, heetste en langdurigste reeks ‘sterrenvlammen’ gedetecteerd die ooit bij een nabije rode dwergster zijn waargenomen. De eerste van deze reeks explosies was meer dan tienduizend keer zo krachtig als de grootste zonnevlam die ooit is geregistreerd. Dat rode dwergsterren hevige uitbarstingen kunnen vertonen was al langer bekend. Maar doorgaans duurden die nooit langer dan een dag. Bij een van de rode dwergsterren die samen de dubbelster DG CVn vormen is nu echter een aaneengesloten reeks van zeven krachtige sterrenvlammen waargenomen, verspreid over een periode van ongeveer twee weken. Op het hoogtepunt werd een temperatuur van 200 miljoen graden Celsius bereikt – twaalf keer zo heet als het centrum van onze zon. De dubbelster DG CVn staat in het sterrenbeeld Jachthonden en is ongeveer zestig lichtjaar van ons verwijderd. De twee rode dwergen, die beide ongeveer drie keer zo klein zijn als onze zon, draaien op zo’n kleine afstand om elkaar, dat onduidelijk is op welke van de twee de uitbarstingen hebben plaatsgevonden. DG CVn is naar schatting maar 30 miljoen jaar oud – heel jong naar astronomische maatstaven. Hierdoor draaien de beide sterren heel snel om hun as, net zoals onze zon dat ruim vier miljard jaar geleden deed. Door deze snelle rotatie ontstaan extreem sterke magnetische velden, waarvan de veldlijnen zodanig verstrengeld kunnen raken dat ze ‘knappen’ en zich vervolgens weer samenvoegen. Bij die ‘recollectie’ komen enorme hoeveelheden energie vrij. (EE)
→ NASA’s Swift Mission Observes Mega Flares from a Mini Star
25 september 2014
In Sagittarius B2, een omvangrijk stervormingsgebied nabij het centrum van onze Melkweg, is de organische verbinding isopropylcyanide gedetecteerd. Het molecuul – het grootste dat tot nu toe in een stervormingsgebied is aangetroffen – is opgespoord met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili (Science, 26 september). Isopropylcyanide is een naaste verwante van het al eerder ontdekte n-propylcyanide. Beide moleculen bestaan uit vier koolstofatomen, zeven waterstofatomen en één stikstofatoom. Het verschil tussen de twee is dat isopropylcyanide geen lineair molecuul is, maar een zijtak vertoont. Door die vertakte vorm vertoont isopropylcyanide van alle moleculen die in de interstellaire ruimte zijn opgespoord nog de meeste overeenkomst met de complexe organische moleculen die in meteorieten zijn aangetroffen. Bij deze laatste gaat het bijvoorbeeld om aminozuren (de bouwstenen van eiwitten). Modelberekeningen laten zien dat moleculen als deze in of op de ijskorstjes rond interstellaire stofdeeltjes kunnen worden gevormd. Vermoed wordt dat ook aminozuren op deze manier ontstaan. (EE)
→ Interstellar Molecules Are Branching Out
22 september 2014
Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili is 'stormachtig weer' waargenomen rond de pasgeboren ster AS 205 N, op ruim 400 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Slangendrager. De precieze oorsprong van de winderige omstandigheden is echter nog niet achterhaald.
AS 205 N is een zogeheten T Tauri-ster: een pasgeboren zonachtige ster die nog omgeven wordt door een dikke schijf van gas en stof waaruit in de toekomst planeten kunnen ontstaan. De meeste T Tauri-sterren zenden straling van verschillende golflengten uit in hoeveelheden die goed overeenkomen met theoretische voorspellingen, maar sommige zijn ongewoon helder in het infrarood. Sterrenkundigen hebben geopperd dat dat mogelijk het gevolg is van een sterke sterrenwind die een groot deel van het materiaal uit de schijf naar buiten blaast.
Met het gevoelige ALMA-observatorium is bij AS 205 N de verdeling van gas in de schijf rond de ster nauwkeurig in kaart gebracht. Daaruit blijkt dat er inderdaad sprake is van gas dat uit de schijf wegstroomt. Of dat daadwerkelijk het gevolg is van een T Tauri-wind is echter nog niet met zekerheid te zeggen: AS 205 N maakt deel uit van een meervoudig stelsel, en de waargenomen gasstroom kan mogelijk ook op gang zijn gebracht door de zwaartekrachtsinvloed van de begeleider, die zelf ook weer een dubbelster is.
In de toekomst zullen ALMA-waarnemingen van andere T Tauri-sterren hopelijk uitsluitsel bieden. De waarnemingen aan AS 205 N zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ NOAO/NRAO: Infant Solar System Shows Signs of Windy Weather
18 september 2014
Wetenschappers hebben de meest recente resultaten bekend gemaakt van het AMS-experiment aan boord van het internationale ruimtestation ISS. AMS detecteert sinds 2011 binnenkomende geladen deeltjes uit de ruimte. De teller staat inmiddels op 41 miljard (Physical Review Letters, 18 september). De ruimte wemelt van de deeltjes – voornamelijk protonen en elektronen, maar ook andere soorten, zoals positronen. Positronen zijn de tegenpolen van elektronen: ze hebben dezelfde massa, maar een tegengestelde lading. Waar deze vorm van ‘antimaterie’ vandaan komt, is nog onduidelijk. Vermoed wordt dat een klein deel ervan ontstaat door botsingen tussen normale deeltjes. De overige positronen moeten ergens anders vandaan komen. De energieverdeling van de deeltjes, zoals gemeten met AMS, lijkt vooralsnog in overeenstemming te zijn met het vermoeden dat de meeste positronen afkomstig zijn van pulsars – snel ronddraaiende neutronensterren met een sterk magnetisch veld. Een andere mogelijke bron van positronen is de donkere materie – de hypothetische materie in het heelal die geen straling uitzendt, maar wel zwaartekracht uitoefent. Ook met die mogelijkheid zijn de meetresultaten nog in overeenstemming. Pas als er grotere aantallen detecties zijn gedaan van positronen met extreem hoge energieën, zal kunnen worden vastgesteld of de positronen het signaal zijn van donkere materie of van pulsars. (EE)
→ Latest measurements from the AMS experiment unveil new territories in the flux of cosmic rays
16 september 2014
De gammastraling die door de 42.000 lichtjaar verre supernovarest HESS J1640-465 wordt uitgezonden, is – zoals al werd vermoed – afkomstig van een pulsar. Dat blijkt uit waarnemingen met de NASA-satelliet NuSTAR. Onze Melkweg wemelt van de nagloeiende restanten van ontplofte sterren. Sommige van deze ‘supernovaresten’ zijn een bron van extreem energierijke gammastraling. De afgelopen jaren zijn met de internationale H.E.S.S.-telescoop in Namibië meer dan tachtig van die krachtige ‘gammabronnen’ opgespoord. De meeste ervan kunnen in verband worden gebracht met supernova-explosies, maar in lang niet alle gevallen is bekend waar de straling precies vandaan komt. HESS J1640-46 is een van de helderste gammabronnen in zijn soort. Bij eerdere waarnemingen met de röntgensatellieten Chandra en XMM-Newton waren al aanwijzingen gevonden dat de gammastraling in dit geval afkomstig zou kunnen zijn van een pulsar – het ingestorte, snel ronddraaiende overblijfsel van de ontplofte ster. Maar tussengelegen gaswolken ontnamen het zicht op dit object. Doordat NuSTAR energierijkere straling kan waarnemen dan Chandra en XMM-Newton, is hij in staat om dóór die gaswolken heen te kijken. Uit de NuSTAR-gegevens blijkt dat zich in HESS J1640-46 een pulsar verschuilt die vijf keer per seconde om zijn as tolt. Vermoed wordt dat met NuSTAR nog meer van die ‘verstopte’ pulsars opgespoord zullen worden (EE).
→ Pulse of a Dead Star Powers Intense Gamma Rays
16 september 2014
Een team van de universiteit van Hertfordshire, onder leiding van de Belgische astronoom Geert Barentsen, heeft een nieuwe catalogus samengesteld van het noordelijke deel van onze Melkweg. De catalogus, waaraan tien jaar is gewerkt, bevat gegevens van 219 miljoen sterren (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 16 september). Vanaf donkere plekken op aarde is vaak een vage band van licht langs de hemel te zien. Deze band – de Melkweg – is de schijf van het sterrenstelsel waar onze zon deel van uitmaakt. Omdat wij ons ín die ongeveer 100.000 lichtjaar grote schijf bevinden, zien we die schijf vrijwel precies van opzij. Ook de paar duizend afzonderlijke sterren die we met het blote oog aan de nachthemel zien staan, maken deel uit van de Melkweg. Dat is echter maar het topje van de ijsberg. Als je een grote telescoop – in dit geval de 2,5-meter Isaac Newtontelescoop op La Palma – op de Melkweg richt, lost deze op in honderden miljoenen sterren. In het kader van de ‘INT Photometric H-alpha Survey of the Northern Galactic Plane’ (IPHAS), is een groot gedeelte van deze sterren in kaart gebracht. De zwakste sterren in de catalogus zijn een miljoen keer zwakker dan de zwakste sterren die we met het blote oog kunnen waarnemen. (EE)
→ 219 million stars: a detailed catalogue of the visible Milky Way
9 september 2014
Met een telescoop op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili zijn voor het eerst wolken van ijskristalletjes ontdekt in de atmosfeer van een hemellichaam buiten ons eigen zonnestelsel. De vondst werd gedaan in de dampkring van WISE J085510.83-071442.5 (kortweg W0855 genoemd) - de koudste bruine dwerg die tot nu toe ontdekt is, op een afstand van slechts 7 lichtjaar.
Bruine dwergen zijn 'mislukte sterren': gasbollen die niet zwaar genoeg zijn om kernfusie van waterstof in hun binnenste op gang te brengen. Hun oppervlaktetemperatuur bedraagt maximaal een paar duizend graden, maar er zijn ook exemplaren bekend die temperaturen rond het vriespunt hebben, of zelfs daaronder.
De ontdekking wordt vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ First Evidence for Water Ice Clouds Found outside Solar System (origineel persbericht)
31 augustus 2014
De grote chemische overeenkomsten tussen de sterren van dezelfde sterrenhoop is het gevolg van turbulente mengprocessen in de gaswolk waaruit zij zijn ontstaan. Dat blijkt uit computersimulaties die zijn uitgevoerd door Amerikaanse astronomen. De resultaten laten zien dat zelfs de sterren van sterrenhopen die kort na hun ontstaan ‘uiteendrijven’ dezelfde chemische vingerafdruk zullen vertonen (Nature, 31 augustus). Bij de computersimulaties lieten de astronomen twee stromen van interstellair gas van verschillende chemische samenstelling met elkaar in botsing komen. De daaruit voortkomende gaswolk stort in de loop van een paar miljoen jaar in onder zijn eigen zwaartekracht, waardoor een sterrenhoop ontstaat. Tot verrassing van de astronomen vermengden de beide gasstromen zich razendsnel. Hierdoor had de uiteindelijke wolk al voordat hij goed en wel tot sterren begon samen te trekken een uniforme samenstelling. Dit betekent dat de chemische vingerafdrukken van sterren kunnen worden gebruikt om de sterren van een uiteengedreven sterrenhoop op te sporen. Dat geldt bijvoorbeeld ook voor onze zon en haar zusjes, die waarschijnlijk al na een paar miljoen jaar na hun geboorte uit elkaar gingen. (EE)
→ Mixing in star-forming clouds explains why sibling stars look alike
28 augustus 2014
Astronomen hebben, met behulp van een wereldwijd netwerk van radiotelescopen, een einde gemaakt aan een vraagstuk waar al meer dan twintig jaar mee wordt geworsteld: hoe ver weg staan de Pleiaden? De nieuwe meting toont aan dat deze bekende sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier beduidend verder weg staat dan de resultaten van de Europese satelliet Hipparcos aangaven (Science, 29 augustus).
Tot de jaren ’90 van de vorige eeuw gingen astronomen ervan uit dat de Pleiaden ongeveer 430 lichtjaar van de aarde staan. Dat was echter niet meer dan een schatting, gebaseerd op de kleur en de helderheid van deze sterren. Toch kwam het als een verrassing dat de in 1989 gelanceerde ‘afstandsmeetsatelliet’ Hipparcos uitkwam op een afstand van slechts 390 lichtjaar.
Dat verschil van iets minder dan tien procent zou betekenen dat de Pleiaden aanzienlijk minder licht uitstralen dan vergelijkbaar jonge sterren. Waren de bestaande modellen voor de eigenschappen van sterren als deze aan herziening toe of was er misschien toch iets mis met de Hipparcos-meting?
Om die vraag te kunnen beantwoorden hebben Amerikaanse radioastronomen heel nauwkeurig de parallax van vijf van de Pleiaden gemeten. De parallax is de schijnbare verplaatsing van een object ten opzichte van een (ver) achtergrondobject als het vanuit verschillende posities wordt bekeken. In dit geval is gemeten hoe de vijf sterren zich vanaf de (om de zon draaiende) aarde gezien lijken te verplaatsen ten opzichte van de heldere kern van een sterrenstelsel op miljarden lichtjaren afstand.
De conclusie van de metingen, die verspreid over een periode van anderhalf jaar zijn gedaan, is dat de Pleiaden 443 lichtjaar van ons verwijderd zijn. Voor astrofysici is dat een hele opluchting: deze afstand zorgt ervoor dat de sterrenhoop weer keurig aan de bestaande stermodellen voldoet.
Rest alleen nog de vraag wat er mis is gegaan met de meting van Hipparcos. Die vraag is nu weer heel actueel, omdat de opvolger van Hipparcos – Gaia – op dit moment bezig is om de afstanden tot nog veel meer sterren te meten. En Gaia gebruikt daarbij ongeveer dezelfde techniek… (EE)
→ Controversy Settled Over Distance to Pleiades
28 augustus 2014
Nieuw onderzoek van thermonucleaire röntgenuitbarstingen op neutronensterren heeft onthuld dat heel, heel soms een schil van de ster wordt weggeschoten met een snelheid die kan oplopen tot 30 procent van de lichtsnelheid. Dat is een record voor kernfusiereacties in het heelal. Dit zeer zeldzame fenomeen, ontdekt in de gegevens van veertig jaar röntgenwaarnemingen die minder dan een tiende van een seconde bestrijken, werpt nieuw licht op hoe thermonucleaire vlammen zich over het oppervlak van neutronensterren verspreiden. Een neutronenster is het overblijfsel van een ster die enkele malen zwaarder was als onze zon en, nadat hij zijn nucleaire brandstof had verbruikt, tijdens een supernova-explosie is ingestort. In ons Melkwegstelsel kennen we ongeveer honderd neutronensterren die regelmatig röntgenuitbarstingen vertonen. Zo’n ‘röntgenflits’ ontstaat wanneer de neutronenster een normale ster als begeleider heeft, die waterstof en/of helium vanuit zijn atmosfeer aan de neutronenster overdraagt. Het op de neutronenster opgehoopte gas ontsteekt in een thermonucleaire kettingreactie die resulteert in een minutenlange röntgenuitbarsting. Meestal geven deze röntgenuitbarstingen geen aanleiding tot explosies: de zwaartekracht is zo sterk dat de buitenste laag van de ster intact blijft. Alleen wanneer een uitbarsting sterk genoeg is (in 20% van alle gevallen), kan de druk van de straling de zwaartekracht overtreffen. In zo’n geval wordt de ‘atmosfeer’ van de ster eventjes opgetild, om vervolgens weer terug te vallen. Bij het nieuwe onderzoek, dat is uitgevoerd door Jean in 't Zand (SRON), Laurens Keek (Georgia Institute for Technology, Atlanta) en Yuri Cavecchi (UvA), zijn nu tussen tienduizend waargenomen uitbarstingen twee gevallen geïdentificeerd die zo krachtig waren dat een schil met enorme snelheid van de ster werd weggeblazen. De zeldzaam hoge snelheden die bij deze twee uitbarstingen zijn waargenomen, gingen gepaard met een snelle ontbranding van het gehele oppervlak van de neutronenster. Het hele proces duurt nog geen milliseconde. Hoe deze recordsnelle ‘ontsteking’ tot stand komt, is nog onduidelijk: de normale ontstekingsmechanismen voor thermonucleaire kettingreacties schieten tekort. (EE)
→ Volledig persbericht
27 augustus 2014
Rotsachtige planeten zoals de aarde ontstaan door het samenklonteren van deeltjes kleiner dan zandkorreltjes. Dat is althans de theorie. Waarnemingen met de Green Bank-radiotelescoop hebben nu echter laten zien dat filamenten van gas in de omgeving van de bekende Orionnevel veel deeltjes bevatten die honderd tot duizend keer groter zijn. Astronomen denken dat deze linten van grof rotsachtig materiaal wel eens een belangrijke rol zouden kunnen spelen bij de vorming van planeten.
De filamenten zijn aangetroffen in het noordelijke deel van het grote stervormingsgebied op ongeveer 1500 lichtjaar van de aarde, waar de Orionnevel deel van uitmaakt. Ze vertonen talrijke verdichtingen, waar gas en stof op het punt staan om tot sterren samen te trekken. Aangenomen wordt dat dit gebied binnen een miljoen jaar in een nieuwe sterrenhoop zal zijn veranderd. De filamenten zijn ruwweg tien lichtjaar lang.
De deeltjes in de filamenten zijn niet veel groter dan een centimeter, maar dat is ongelooflijk groot voor zo’n jong stervormingsgebied. Onduidelijk is nog of de kiezelgrote deeltjes in de filamenten zelf zijn ontstaan of dat ze elders in de interstellaire ruimte zijn gevormd. (EE)
→ Orion Rocks! Pebble-Size Particles May Jump-Start Planet Formation
21 augustus 2014
Met de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is een ster ontdekt met een bijzondere chemische samenstelling. De ster bevat vrijwel geen elementen zwaarder dan waterstof en helium, wat doet vermoeden dat hij in de vroege jeugd van het heelal is ontstaan, toen de interstellaire materie in het heelal nog nauwelijks 'verontreinigd' was door de kernfusieproducten van eerdere sterren. De kleine hoeveelheden zware elementen die in het spectrum van de ster (SDSS J0018-0939) zijn aangetroffen, moeten geproduceerd zijn bij kernfusiereacties in het binnenste van echte eerste-generatiesterren, die na een kort leven explodeerden als supernova.
Het bijzondere aan SDSS J0018-0939 is dat de ster verhoudingsgewijs veel ijzer bevat. IJzer ontstaat alleen in zeer zware sterren in grote hoeveelheden. Uit onderzoek aan de relatieve verhoudingen van elementen als koolstof, stikstof en ijzer leiden Japanse en Amerikaanse sterrenkundigen nu af dat sommige eerste-generatiesterren in het heelal enkele honderden keren zo zwaar geweest moeten zijn als de zon. Zulke 'supersterren' zullen een belangrijke invloed hebben gehad op de allervroegste evolutie van het heelal. De zwarte gaten die gevormd worden wanneer extreem zware sterren exploderen, zouden mogelijk als 'kiemen' gediend kunnen hebben voor de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels.
Toekomstige waarnemingen met grote, gevoelige telescopen zoals de Thirty Meter Telescope, die ook op Mauna Kea gebouwd gaat worden, zullen hopelijk meer sterren als SDSS J0018-0939 aan het licht brengen, zodat de conclusies over de eigenschappen van de eerste-generatiesterren betrouwbaarder worden. De resultaten van het onderzoek zijn op 22 augustus gepubliceerd in Science. (GS)
→ A Chemical Signature of First-Generation Very-Massive Stars (origineel persbericht)
augustus 2014
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft voor het eerst de verdeling in kaart gebracht van mysterieuze moleculen in de interstellaire ruimte die verantwoordelijk zijn voor de zogeheten 'diffuse interstellaire banden' (DIBs) in het spectrum van sterren. Deze relatief brede absorptiebanden werden in 1922 ontdekt, maar tot nu toe is het niet gelukt om te achterhalen door welke moleculen ze veroorzaakt worden. Vermoedelijk gaat het om grote, complexe en mogelijk organische (koolstofhoudende) macromoleculen die vele honderden atomen bevatten.
Met het RAVE-experiment (RAdial VElocity) - een spectroscoop op de UK Schmidt Telescope in Australië, zijn de spectra van enkele honderdduizenden sterren opgemeten, en op basis hiervan is de ruimtelijke verdeling van de DIB-producerende moleculen tot op ca. tienduizend lichtjaar afstand van de aarde in kaart gebracht. Die blijkt anders te zijn dan de verdeling van interstellaire stofdeeltjes - een eerste mogelijke aanwijzing in de oplossing van het DIB-mysterie.
De resultaten zijn deze week gepubliceerd in Science. (GS)
→ New Milky Way Maps Help Solve Stubborn Interstellar Material Mystery (origineel persbericht)
13 augustus 2014
De bolvormige sterrenhoop IC 4499 blijkt toch zo'n 12 miljard jaar oud te zijn - ongeveer even oud als het Melkwegstelsel. In de jaren negentig leken sommige metingen op een veel jongere leeftijd te wijzen, wat niet goed verklaard kon worden: algemeen wordt aangenomen dat bolvormige sterrenhopen tot de oudste objecten in het Melkwegstelsel behoren. Nieuwe waarnemingen en metingen die verricht zijn met de Hubble Space Telescope wijzen nu uit dat IC 4499 toch even 'bejaard' is als andere bolhopen in het Melkwegstelsel.
Uit de Hubble-metingen volgt ook dat de sterren in IC 4499 allemaal dezelfde leeftijd hebben. De grootste en zwaarste bolvormige sterrenhopen in het Melkwegstelsel bevatten soms verscheidene generaties van sterren; in de kleinere en lichtere exemplaren zijn alle sterren altijd even oud. (GS)
→ Hubble Revisits a Globular Cluster’s Age (origineel persbericht)
5 augustus 2014
Astronomen hebben een extreem koel hemellichaam ontdekt dat een bijzondere voorgeschiedenis lijkt te hebben. Hoewel het nu de temperatuur van een planeet heeft, was het ooit wellicht zo heet als een ster (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De huidige temperatuur van het object, dat de aanduiding WISE J0304-2705 heeft gekregen is 100 tot 150°C – zo’n beetje halverwege de temperaturen van de aarde en Venus. Maar het is allesbehalve een rotsachtige planeet: het lijkt meer op een gasplaneet zoals Jupiter, al heeft het zeker twintig keer zoveel massa. WISE J0304-2705 behoort tot de bruine dwergsterren. Dat zijn objecten die te weinig massa hebben om de waterstof in hun kern om te zetten in zwaardere elementen – de manier waarop sterren energie produceren. Vandaar dat ze ook wel ‘mislukte sterren’ worden genoemd. De allerkoelste bruine dwergen heten Y-dwergen. Tot nu toe zijn een stuk of twintig van die Y-dwergen ontdekt, en WISE J0304-2705 is een van de meest merkwaardige. De kenmerken van zijn licht, of beter gezegd: van zijn infraroodstraling, wijzen erop dat hij tot de oudste objecten van ons Melkwegstelsel behoort. Hij moet dus ook al heel lang bezig zijn om af te koelen, wat betekent dat hij aanvankelijk veel heter was dan nu. Geschat wordt dat WISE J0304-2705 tijdens de eerste 20 miljoen jaar van zijn lange leven een temperatuur van minstens 2800 graden had – vergelijkbaar met die van een rode dwergster. Na 100 miljoen jaar was dat afgenomen tot 1500 graden, na een miljard jaar tot 1000 graden en inmiddels dus tot ongeveer 100 graden. (EE)
→ Planet-like object may have spent its youth as hot as a star
31 juli 2014
Astronomen hebben ontdekt dat ‘gewone’ nova-uitbarstingen – een relatief veel voorkomend soort stellaire explosies – vrijwel altijd een bron van gammastraling zijn. Dat blijkt uit het feit dat de NASA-satelliet Fermi de afgelopen twee jaar energierijke straling van vier van deze objecten heeft gedetecteerd (Science, 1 augustus). Een nova is een plotseling, kortstondige uitbarsting die wordt veroorzaakt door een thermonucleaire explosie aan het oppervlak van een witte dwerg – een compacte ster ter grootte van de aarde. Bij een nova-explosie komt tot wel 100.000 keer zoveel energie vrij als onze zon in een jaar produceert. Desondanks gingen astronomen er tot nu toe van uit dat deze uitbarstingen niet hevig genoeg waren om gammastraling te produceren. Dat zou slechts voorbehouden zijn aan nóg hevigere explosies, zoals supernova’s. Nova’s treden op in dubbelstersystemen waarin een min of meer normale ster materie overdraagt aan een begeleidende witte dwerg. In de loop van de tijd hoopt zich daarbij zoveel stellaire ‘brandstof’ op aan het oppervlak van de witte dwerg, dat het tot een kettingreactie komt waarbij waterstof in zwaardere elementen wordt omgezet. Doordat de witte dwerg bestand is tegen zulke explosies, kan het verschijnsel zich vele malen herhalen. Onduidelijk is nog hoe de gammastraling van een nova ontstaat. Mogelijk ontstaat er bij de explosie een reeks schokgolven die zich met verschillende snelheden voortplanten. Door interacties tussen snellere en tragere schokgolven zouden deeltjes tot bijna de lichtsnelheid kunnen worden versneld. En deze supersnelle deeltjes zouden uiteindelijk gammastraling kunnen produceren. (EE)
→ NASA’s Fermi Space Telescope Reveals New Source of Gamma Rays
30 juli 2014
Voor het eerst zijn astronomen erin geslaagd om nauwkeurig de totale massa’s te bepalen van de Melkweg, het stelsel waartoe onze zon behoort, en het naburige Andromedastelsel. Het resultaat: ‘Andromeda’ heeft ongeveer twee keer zoveel massa (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De Melkweg en het Andromedastelsel zijn de twee grootste leden van een samenscholing van sterrenstelsels die de Lokale Groep wordt genoemd. Beide hebben een spiraalvorm en op het eerste gezicht zijn ze ook ongeveer even groot. Maar tot nu toe was onduidelijk hoe hun massa’s zich verhouden: alleen de hoeveelheid massa in de centrale delen van de twee stelsels was nauwkeurig bekend. De nieuwe massabepaling is gebaseerd op recent gepubliceerde gegevens over de afstand tussen de Melkweg en het Andromedastelsel en over de snelheden waarmee de twee stelsels bewegen. Anders dan bij eerdere schattingen wordt daarbij de volledige bijdrage van de zogeheten donkere materie meegenomen – de nog steeds raadselachtige, onzichtbare substantie die ruim een kwart van de inhoud van het heelal voor zijn rekening neemt. De astronomen schatten dat het Andromedastelsel twee keer zoveel donkere materie bevat als de Melkweg. En daarmee is het gelijk ook vrijwel twee keer zo ‘zwaar’. (EE)
29 juli 2014
Wetenschappers hebben nieuwe moleculaire kandidaten aangedragen voor de verklaring van de ‘diffuse interstellaire banden’ – het woud van honderden onverklaarde donkere lijnen in de spectra van sterren. Het bestaan van deze lijnen verraadt dat er ‘iets’ in de ruimte aanwezig is dat sterlicht op bepaalde golflengten absorbeert. Maar waar dat ‘iets’ precies uit bestaat is tot nu toe onduidelijk. De oorsprong van de diffuse spectrale 'vingerafdruk' wordt gezocht bij de ontelbare kleine moleculen, afkomstig van onder meer supernova-explosies, die door de lege ruimte zwerven. Wetenschappers doen al vele jaren pogingen om die vingerafdruk te ontcijferen. De oorzaak is lang gezocht bij polycyclische aromatische koolwaterstoffen en andere grote koolstofhoudende moleculen. Tot nu toe is het echter niet gelukt om de diffuse spectrale banden in het laboratorium te reproduceren. In een artikel dat deze week in The Journal of Chemical Physics verschijnt, komt een team van Amerikaanse wetenschappers met een nieuwe kandidaat. Laboratoriumonderzoek en theoretische berekeningen hebben hen op het spoor gebracht van lange ketens van silicium-, koolstof- en waterstofmoleculen. De onderzoekers benadrukken dat verder onderzoek nodig is om die suggestie te kunnen bevestigen. Ze zijn zich er maar al te zeer van bewust dat het met de voorgaande kandidaten niet goed is afgelopen. (EE)
→ Mysterious Molecules in Space
29 juli 2014
De Europese ruimtetelescoop Gaia kan eindelijk van start met zijn wetenschappelijk waarnemingsprogramma. Dat maakt de Europese ruimtevaartorganisatie ESA vandaag bekend. Gaia werd op 19 december 2013 gelanceerd. De komende vijf jaar moet hij van één miljard sterren in het Melkwegstelsel heel nauwkeurig posities en snelheden opmeten.
Tijdens het uittesten van de ruimtetelescoop, die zich inmiddels in een baan rond de zon bevindt op 1,5 miljoen kilometer afstand van de aarde, kwamen enkele onverwachte problemen aan het licht. Zo bleek er sprake te zijn van afzetting van kleine hoeveelheden ijskristallen op enkele optische onderdelen. Ook komt er iets meer strooilicht in de telescoop terecht dan was voorzien, voornamelijk zonlicht dat op de een of andere manier toch achter het 10 meter grote zonnescherm weet door te dringen.
Het ijsprobleem lijkt grotendeels onder controle door tijdelijke opwarming van de optiek, hoewel ESA verwacht dat dat in de toekomst misschien nog een paar keer moet gebeuren. Het strooilichtprobleem valt niet eenvoudig te verhelpen; het zal tot gevolg hebben dat de meetnauwkeurigheid voor de zwakste sterren minder hoog is dan gehoopt.
Naar verwachting zal de eerste tussentijdse Gaia-catalogus in de zomer van 2016 gepubliceerd worden. (GS)
→ Gaia: ‘Go’ for science (origineel persbericht)
22 juli 2014
Een millisecondepulsar op 4400 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sextant is vorig jaar zomer plotseling 'uitgedoofd' op radiogolflengten en vijf maal zo helder geworden in energierijke gammastraling. De gamma-metingen zijn verricht door NASA's Fermi-ruimtetelescoop, nadat uit waarnemingen met de Westerbork-radiotelescoop in Drenthe en met de Lovell-radiotelescoop in het Verenigd Koninkrijk was geconstateerd dat de pulsar plotseling was uitgedoofd op radiogolflengten. De plotselinge 'gedragsverandering' van de pulsar wordt zo goed als zeker veroorzaakt door de manier waarop hij materie opzuigt van een begeleidende ster.
Pulsar PSR J1023+0038 (kortweg J1023 genoemd) is in 2007 ontdekt door Anne Archibald van ASTRON Netherlands Institute for Radio Astronomy. De pulsar - een kleine, supercompacte neutronenster die het overblijfsel is van een supernova-explosie - draait elke 1,7 milliseconden één maal om zijn as. Hij maakt deel uit van een dubbelstersysteem: een ster die ongeveer 20 procent van de massa van de zon heeft draait er elke 4,8 uur omheen.
Waarschijnlijk wordt de materie-overdracht van de 'gewone' ster naar de pulsar normaalgesproken grotendeels geblokkeerd door een energierijke 'pulsarwind', die veroorzaakt wordt door de snelle rotatie en het sterke magnetische veld van de pulsar. Tegelijkertijd met de pulsarwind worden ook jets ('straalstromen') van energierijke elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen, in twee tegenovergestelde richtingen. Die jets zijn verantwoordelijk voor de radiostraling van de pulsar.
Het idee is nu dat er af en toe zoveel materie van de gewone ster naar de pulsar stroomt dat het naar binnen vallende gas zich ophoopt in een snel roterende accretieschijf die zo heet wordt dat er röntgenstraling wordt uitgezonden. Tegelijkertijd worden de radio-jets dan aan het zicht onttrokken, of verdwijnen ze zelfs geruime tijd volledig. De gammastraling van J1023 wordt mogelijk opgewekt door schokgolven in de directe omgeving van de pulsar.
De nieuwe resultaten zijn op 20 juli gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ NASA's Fermi Finds A 'Transformer' Pulsar(origineel persbericht)
22 juli 2014
NASA's Chandra X-ray Observatory, een kolossale ruimtetelescoop die röntgenstraling uit de kosmos bestudeert, viert deze week zijn vijftiende verjaardag. Chadra werd gelanceerd op 23 juli 1999 (enkele maanden later gevolgd door de Europese röntgentelescoop XMM-Newton). Ter gelegenheid van het derde lustrum heeft NASA enkele nieuwe röntgenfoto's gepubliceerd van supernovaresten - uitdijende gasschillen die de ruimte in geblazen zijn bij de terminale explosies van zware sterren. Op de röntgenfoto van het centrale deel van de Krabnevel (ontstaan bij een supernova-explosie in het jaar 1054) is de schijfvormige nevel van energierijke deeltjes te zien die weggeblazen wordt door de pulsar in het centrum van de nevel. Chandra is genoemd naar de Indiaas-Amerikaanse astrofysicus en Nobelprijswinnaar Subrahmanyan Chandrasekhar. Het ruimte-observatorium is nog steeds volledig operationeel. (GS)
→ Chandra X-ray Observatory Celebrates 15th Anniversary(origineel persbericht)
22 juli 2014
Dankzij het astrochemische softwarepakket KROME zijn Duitse en Deense onderzoekers erin geslaagd om het ontstaan van de oudst bekende ster in het Melkwegstelsel succesvol te simuleren. De ster, SMSS J031300.36-670839.3 geheten, bevat vrijwel geen zwaardere elementen dan waterstof en helium en moet tot de zogeheten 'eerste generatie-sterren' behoren. De oude ster bevat echter wel een bepaalde hoeveelheid koolstof, vermoedelijk door 'verontreiniging' met materiaal dat door de supernova-explosie van een andere, veel zwaardere ster de ruimte in is geblazen.
Uit de computersimulaties, die gedetailleerd rekening houden met hydrodynamische gasbewegingen en met de scheikundige samenstelling van het gas, blijkt dat de aanwezigheid van kleine hoeveelheden koolstof er al toe kan leiden dat gaswolken snel afkoelen, waardoor ze gemakkelijker fragmenteren en aanleiding geven tot de vorming van lichte sterren, zoals SMSS J031300.36-670839.3.
De resultaten van de computersimulaties zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
10 juli 2014
Astronomen hebben de leeftijden gemeten van 22 zonachtige sterren – sterren die qua temperatuur, massa en spectraaltype (‘kleur’) veel op onze zon lijken. Bij de leeftijdsbepaling is gebruik gemaakt van een nieuwe techniek: gyrochronologie. Tot nu toe was van slechts twee zonachtige sterren op deze manier de leeftijd bepaald. Bij gyrochronologie wordt gekeken naar de rotatie van een ster. Om die te kunnen meten, worden sterren onderzocht op kleine regelmatige helderheidsveranderingen die aan donkere vlekken op het steroppervlak kunnen worden toegeschreven. Door te timen hoe lang het duurt voor zo’n ‘zonnevlek’ steeds weer in beeld komt, kan worden vastgesteld hoe snel de ster om zijn as draait. De rotatiesnelheid van een zonachtige ster levert informatie op over zijn leeftijd, omdat jonge sterren sneller roteren dan oudere. De onderzochte sterren hebben een rotatietijd van gemiddeld 21 dagen: ze zijn als groep dus jonger dan onze zon, die ongeveer 25 dagen over elke draaiing doet. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van meetgegevens van de NASA-satelliet Kepler. Deze meet de helderheden van sterren primair om eventueel aanwezige exoplaneten te kunnen opsporen. Maar de gegevens kunnen dus ook worden gebruikt voor stellaire leeftijdsbepaling. (EE)
→ Sun-like Stars Reveal Their Ages
9 juli 2014
Het verre buitengebied van de Melkweg – de zogeheten halo — bevat waardevolle aanwijzingen over het ontstaan van ons sterrenstelsel. Maar de halo is zo ver weg en bevat zo weinig sterren dat er nog maar zeven sterren op afstanden van meer dan 400.000 lichtjaar ontdekt waren. Daar zijn nu twee nieuwe exemplaren bij gekomen. De twee rode reuzensterren, die de aanduidingen ULAS J0744+25 en ULAS J0015+01, hebben gekregen bevinden zich op afstanden van respectievelijk 775.000 en 900.000 lichtjaar – een derde van de afstand tot het naburige Andromedastelsel. Daarmee zijn ze ruimschoots de verst bekende leden van onze Melkweg. Rode reuzen zijn relatief schaars, maar zenden wel veel licht uit. Hierdoor zijn ze ook op zeer grote afstanden waarneembaar. Vermoedelijk bevat de halo, naast deze opvallende lichtbakens, ook nog vele miljoenen zwakkere sterren, zoals rode dwergen. Het belang van ULAS J0744+25 en ULAS J0015+01 schuilt niet zozeer in hun recordafstanden, maar in het feit dat ze deel uitmaken van de halo van onze Melkweg. Volgens sommige astronomen is de halo vergelijkbaar met een wolk van galactische kruimels – de overblijfselen van de samensmelting van de Melkweg met een reeks kleinere sterrenstelsels. Door de populatie van verre rode reuzen in kaart te brengen hopen astronomen meer te weten te komen over de ontstaansgeschiedenis van ons stelsel. (EE)
→ Haverford College Astronomy Professors Discover The Most Distant Milky Way Stars Detected To Date
8 juli 2014
Onze Melkweg kan veel langer sterren blijven produceren dan tot nu toe werd aangenomen. Eerdere berekeningen wezen erop dat de gasvoorraad van ons sterrenstelsel binnen enkele miljarden jaren uitgeput zou zijn. Dat zou tevens het einde betekenen van de vorming van nieuwe sterren. Nieuw onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop laat echter zien dat een grote gasstroom die op de Melkweg af komt vier keer zoveel gas bevat als gedacht. De gasstroom, die zich over een afstand van meer dan een half miljoen lichtjaar uitstrekt, is afkomstig van de Magelhaense Wolken, twee kleine naburige sterrenstelsels. Het bestaan van die Magelhaense Stroom is al bijna vijftig jaar bekend, maar hoeveel watergas deze precies bevat bleef lang onduidelijk. Waterstof komt namelijk in twee variëteiten voor. De neutrale vorm, waarbij elk atoom uit een proton en een elektron bestaat, laat zich gemakkelijk detecteren met radiotelescopen. Maar in geïoniseerde vorm, waarbij de atomen hun elektronen zijn kwijtgeraakt, zendt waterstof geen radiostraling uit. En dat maakt het gas veel moeilijker waarneembaar. Astronomen hebben nu 69 verre sterrenstelsels waargenomen die vanaf de aarde gezien precies achter de Magelhaense Stroom staan. Daarbij is gemeten hoeveel van het ultraviolette licht van deze stelsels door de gasstroom wordt geabsorbeerd. Verrassend genoeg bleek daaruit dat de gasstroom voor het overgrote deel uit geïoniseerde waterstof bestaat. Dat betekent dat de hoeveelheid waterstofgas in de Magelhaense Stroom tot nu toe zwaar is onderschat. Kwamen eerdere schattingen uit op een hoeveelheid van 500 miljoen zonsmassa’s, nu lijkt dat eerder twee miljard zonsmassa’s te zijn. En dan is de hoeveelheid heliumgas, die ongetwijfeld ook aanwezig is, niet eens meegerekend. (EE)
→ Hubble finds vast reservoir of gas near the Milky Way
8 juli 2014
Sterrenkundigen hebben een 3D-model gecreëerd van de nevel die midden 19de eeuw de ruimte in geblazen werd door de explosieve dubbelster Eta Carinae, op 7500 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Kiel. Het 3D-model is gebaseerd op waarnemingen die verricht zijn met de Europese spectrograaf X-Shooter op de Very Large Telescope in Chili. Uit de analyse blijkt dat de vorm van de nevel mede bepaald is door de onderlinge wisselwerking van de twee zware componenten van de dubbelster.
Eta Carinae bestaat uit twee extreem zware sterren die in slechts 5,5 jaar in een kleine, langgerekte baan om elkaar heen draaien. De sterren hebben massa's van ca. 30 en 90 maal de massa van de zon, en stralen één resp. vijf keer zoveel energie uit als de zon. Beide sterren zullen hun leven over niet al te lange tijd beëindigen in een catastrofale supernova-explosie. Een voorbode daarvan was de 'Great Eruption' van de ster die tussen 1838 en 1845 plaatsvond. Daarbij werd de ster, ondanks zijn grote afstand, tijdelijk de op twee na helderste ster aan de hemel. Bij de explosie werd een tweelobbige wolk van materie de ruimte in geblazen met een snelheid van ruim twee miljoen kilometer per uur. De resulterende nevel (de Homonculus-nevel genoemd) is momenteel ongeveer één lichtjaar groot.
Uit de X-Shooter-waarnemingen kon heel nauwkeurig de driedimensionale structuur van de nevel worden afgeleid. Daaruit blijkt dat die minder symmetrisch is dan algemeen wordt aangenomen. De sterrenkundigen denken dat de onregelmatigheden in de structuur van de nevel veroorzaakt zijn door de materie-overdracht tussen de twee sterren rond het moment van de uitbarsting. De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Het 3D-model van de nevel kan door iedereen gebruikt worden om een kleine versie van de Homunculus-nevel te produceren met behulp van een 3D-printer. (GS)
→ 3D-model van de Homunculus-nevel, geschikt voor 3D-printers
3 juli 2014
De geboorte van sterren blijkt chaotischer te verlopen dan algemeen wordt aangenomen, zeker wanneer er sprake is van de vorming van een dubbelster. Dat concluderen Japanse onderzoekers in Astrophysical Journal Letters op basis van recente waarnemingen met het ALMA-observatorium in Noord-Chili.
ALMA - een telescopenpark dat waarnemingen verricht op millimeter- en submillimetergolflengten - werd ingezet voor close-up waarnemingen van MC27/L1521F, een stervormingsgebied op ca. 450 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier. Eerder was al ontdekt dat zich in deze compacte gas- en stofwolk een zogeheten protoster bevindt; de warmtestraling daarvan is waargenomen met de infraroodruimtetelescoop Spitzer.
De detailwaarnemingen van ALMA laten nu zien dat de directe omgeving van de protoster een chaotisch tafereel is van naar buiten gerichte gasstromen ('outflows'), getijdenslierten van tientallen miljarden kilometers lengte, en verdichtingen in het omringende interstellaire materiaal. In een van die verdichtingen, op kleine afstand van de protoster, blijkt de gasdichtheid zo hoog te zijn dat het niet lang kan duren voordat ook hier een protoster ontstaat.
Uit onderzoek aan de 'straalstromen' van de reeds bestaande protoster volgt dat deze niet ouder kan zijn dan hooguit tweehonderd jaar. Het ziet er dan ook naar uit dat de Japanse sterrenkundigen getuige zijn van de geboorte van een tweelingster, op het moment dat de eerstgeborene net ter wereld is gekomen, terwijl de bevalling van nummer twee op het punt van beginnen staat. (GS)
→ Dynamical Star-Forming Gas Interaction Witnessed by ALMA (origineel persbericht)
3 juli 2014
Door de akoestische trillingen in jonge sterren te meten kunnen de ‘baby’s’ onder de sterren worden onderscheiden van de ‘pubers’. Dat blijkt uit waarnemingen van een internationaal onderzoeksteam onder leiding van sterrenkundige Konstanze Zwintz van het Instituut voor Sterrenkunde van de KU Leuven (Science, 4 juli). Sterren ontstaan doorgaans in groepen. Dat gebeurt wanneer een deel van grote wolk van gas en stof onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrekt. Tijdens hun embryonale fase blijven de jonge sterren krimpen: hun kern wordt compacter en heter tot de temperatuur hoog genoeg oploopt om kernfusiereacties op te starten. Vanaf dat moment zijn de sterren volwassen en blijven ze een hele tijd stabiel. Het is niet zo eenvoudig om de leeftijd van een embryonale ster te bepalen. De sterrenhoop waarvan ze deel uitmaken bevat behalve jonge sterren immers ook iets oudere sterren. Wel goed meetbaar zijn de trillingen die de sterren van nature vertonen. Theoretisch was al voorspeld dat de ‘echografie’ van jonge sterren een ander patroon laten zien dan oudere sterren, en metingen met de Canadese satelliet MOST en de Europese satelliet CoRoT hebben dat nu bevestigd. Met de beide satellieten is gekeken naar het gedrag van jonge sterren in de sterrenhoop NGC 2264. Uit de waarnemingen volgt dat de allerjongste sterren tragere trillingen vertonen dan sterren die bijna volwassen zijn. De massa van de ster speelt een grote rol bij deze ontwikkeling: sterren met een kleinere massa evolueren trager. De zwaarste sterren groeien sneller op en verouderen sneller. (EE)
→ Volledig persbericht
3 juli 2014
Met een 28-meter Cerenkov-telescoop in Namibië zijn pulsen van gammastraling waargenomen, afkomtig van de Vela-pulsar, een supernova-restant in het zuidelijke sterrenbeeld Zeilen. De nieuwe telescoop (CT5) maakt deel uit van de tweede fase van H.E.S.S. (High Energy Spectroscopic System), een internationaal project dat van start ging met vier kleinere 12-meter telescopen. Door de uitbreiding met de vijfde, grotere telescoop, is H.E.S.S. II veel gevoeliger geworden, en is het ook mogelijk minder energetische gammastraling te detecteren.
Cerenkov-telescopen nemen extreem korte lichtflitsjes in de dampkring van de aarde waar, die ontstaan wanneer energierijke gammafotonen uit het heelal hoog in de aardatmosfeer regens van elektrisch geladen deeltjes produceren. H.E.S.S., een door Duitsland geleid project, is verreweg het grootste Cerenkov-observatorium op het zuidelijk halfrond.
Het is pas de tweede keer dat gammastraling van een pulsar is waargenomen met een instrument op aarde. De pulsperiode van de Vela-pulsar (overeenkomend met de rotatieperiode van de pulsar) bedraagt slechts 89 milliseconde. De resultaten zijn eind juni gepresenteerd op een wetenschappelijk congres. (GS)
→ Sights are set on the Vela pulsar (origineel persbericht)
2 juli 2014
Met de Wide Field Imager van de 2,2-meter MPG-ESO-telescoop op de Europese La Silla-sterrenwacht in Chili is een gedetailleerde opname gemaakt van Gum 15, een groot stervormingsgebied op ca. 3000 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen). Het HII-gebied (HII is geïoniseerd waterstofgas) wordt tot lichten gebracht door de energierijke straling van pasgeboren sterren, zoals HD 74804, de heldere ster in het midden van de foto, die deel uitmaakt van de sterrenhoop Collinder 197. Diezelfde sterren zullen met hun krachtige sterrenwinden de nevel uiteindelijk ook verwoesten. Behalve gloeiend gas is er op de foto ook donker stof zichtbaar. (GS)
→ Stellaire kraamkamer verwoest door ondankbaar nageslacht (oorspronkelijk persbericht)
1 juli 2014
Astronomen, onder wie Carsten Dominik van de Universiteit van Amsterdam, hebben een mogelijke verklaring gevonden voor de aanwezigheid van een bepaald chemisch element in meteorieten. Met ESA’s infraroodsatelliet Herschel hebben ze een stervormingsgebied ontdekt waarin compleet andere chemische verhoudingen heersen dan in de andere embryonale sterren die tot nu toe onderzocht zijn. De vermoedelijke oorzaak daarvan, een hoogenergetische sterrenwind, was 4,5 miljard jaar geleden mogelijk ook actief bij onze eigen zon.Het gaat om OMC2 FIR4, een kraamkamer van nieuwe sterren, nog ingebed in een wolk van gas en stof in de buurt van de Orionnevel. In die kramer blijkt de verhouding tussen twee chemische stoffen – eentje gebaseerd op koolstof en zuurstof, de andere op stikstof – sterk af te wijken van elders. Normaal gesproken wordt het stikstofhoudende molecuul in zo’n stervormingsgebied snel afgebroken. Daardoor is het koolstof/zuurstof-houdende molecuul doorgaans veel overvloediger aanwezig. Merkwaardig genoeg is dit in OMC2 FIR4 niet het geval. Dat wijst erop dat hier een krachtige wind van energierijke deeltjes in het spel is, die beide stoffen afbreekt. De onderzoekers vermoeden dat ook onze zon in haar jeugd zo’n hoogenergetische sterrenwind had. In meteorieten – de kosmische boodschappers uit de jeugd van ons zonnestelsel — zijn sporen aanwezig die erop duiden dat deze gesteenten ooit beryllium-10 bevatten. Dat atoom wordt niet aangemaakt door sterren, zelfs niet bij supernova-explosies. Maar als ook onze nog jonge zon een hevige sterrenwind heeft geproduceerd, kan dat hebben geleid tot de vorming van beryllium-10.
→ Volledig persbericht
26 juni 2014
Het is ongetwijfeld een van de beroemdste astronomische foto’s die ooit zijn gemaakt – de Hubble-opname van de ‘Zuilen van de schepping’. Nieuwe computersimulaties laten zien hoe zulke zuilen van interstellair gas en stof tot stand komen. Sterren die meer dan zestien keer zo ‘zwaar’ zijn als de zon leven kort, maar hevig. Tijdens hun stabiele fase hebben ze een oppervlaktetemperatuur van meer dan 30.000 graden en produceren ze intense ultraviolette straling en een krachtige ‘wind’ van deeltjes. Deze factoren hebben een grote uitwerking op hun omgeving. Het daar aanwezige interstellaire gas wordt verhit, waardoor bellen ontstaan die zich als sneeuwschuiven een weg banen door het omringende koelere materiaal. Hierdoor ontstaan opeenhopingen van gas waaruit weer nieuwe sterren ontstaan. Scott Balfour, astronoom aan Cardiff University, heeft dit scenario uitgewerkt tot een computermodel. Uit de modelberekeningen blijkt dat het ‘sneeuwschuifproces’ niet altijd even gladjes verloopt. De bellen die de zware sterren veroorzaken kunnen blijven uitdijen, maar soms stokt de uitdijing of trekken de bellen juist weer samen. Alleen wanneer de uitdijing van de bellen tot stilstand komt kunnen grote aantallen nieuwe sterren ontstaan. En zelfs dan gebeurt dat alleen onder heel specifieke omstandigheden. De rol die zware, hete sterren spelen bij de vorming van volgende generaties van sterren steekt dus veel ingewikkelder in elkaar dan gedacht. Dat Balfour op de goede weg is met zijn computermodel blijkt uit het feit dat de heldere randen en zuilen op de beroemde Hubble-foto netjes reproduceert. De resultaten worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth. (EE)
→ How the ‘Pillars of Creation’… were created
24 juni 2014
Met de Japanse infrarood-ruimtetelescoop Akari is ontdekt dat er in stervormingsgebieden ook ijs kan voorkomen op plaatsen waar zich relatief weinig gas en stof bevindt. IJs kan zich afzetten op kleine stofdeeltjes in koele gas- en stofwolken waaruit nieuwe sterren worden geboren. De temperatuur in zulke wolken is vaak niet hoger dan 10 graden boven het absolute nulpunt (-263 graden Celsius), en de druk is er extreem gering. Onder die omstandigheden spelen zicj bijzondere scheikundige processen af, waarbij uiteindelijk relatief complexe koolwaterstoffen kunnen ontstaan.
Op basis van meetresultaten van Akari, die waarnemingen verrichtte van 2006 tot 2011, is nu in 28 stervormingsgebieden de verdeling van zowel gas en stof als ijs in kaart gebracht. Daaruit blijkt dat er ook ijs voorkomt op plaatsen waar weinig gas en stof wordt aangetroffen. Dat kan van invloed zijn op het ontstaan van sterren en planeten. Helen Fraser van de Open University presenteert de nieuwe metingen vandaag op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth. (GS)
→ Astronomers map space’s icy wastes (origineel persbericht)
23 juni 2014
Op 900 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman hebben astronomen een extreem koude en zwakke witte dwergster ontdekt. De oppervlaktetemperatuur bedraagt slechts 2700 graden. Witte dwergen zijn de overblijfselen van sterren zoals onze zon die aan het eind van hun leven het grootste deel van hun materie de ruimte in geblazen hebben. Ze bestaan grotendeels uit koolstof- en zuurstofatomen. Als gevolg van de lage temperatuur van de nieuw ontdekte witte dwerg komt al het koolstof vermoedelijk in gekristalliseerde vorm voor. Omdat ook de dichtheid enorm hoog is, is er dus eigenlijk sprake van een kolossale diamant.
Het bestaan van de witte dwerg wordt afgeleid uit zeer nauwgezet onderzoek aan de radiopulsjes van een neutronenster (PSR J2222-0137) - het overblijfsel van een zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. Uit dopplerverschuivingen in de pulsjes, en uit variaties in de pulsfrequentie die veroorzaakt worden door de kromming van de ruimtetijd, is afgeleid dat de pulsar 20 procent zwaarder is dan de zon, en dat er eens in de 2,45 dagen een ander compact object omheen draait dat 5 procent zwaarder is dan de zon.
De sterrenkundigen, die hun ontdekking publiceren in The Astrophysical Journal, rekenen voor dat dat tweede object niet óók een neutronenster kan zijn. Het moet dus om een witte dwerg gaan. Maar omdat er zelfs met de grootste telescopen ter wereld geen ster zichtbaar is, moet die witte dwerg extreem zwak en dus zeer koel zijn. (GS)
→ Remarkable White Dwarf Star Possibly Coldest, Dimmest Ever Detected (origineel persbericht)
23 juni 2014
Interstellair stof in het Melkwegstelsel vertoont een turbulente, fractale structuur en is niet per se georiënteerd langs de spiraalarmen. Dat blijkt uit driedimensionale kaarten van de verdeling van Melkwegstof die gemaakt zijn op basis van waarnemingen met de Isaac Newton Telescope op het Canarische eiland La Palma. De resultaten van de Isaac Newton Telescope Photometric H-alpha Survey of the Northern Galactic Plane (IPHAS) worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth.
Met de 2,5-meter telescoop is de zogeheten extinctie (lichtabsorptie door stof) van ca. 38 miljoen sterren aan de noordelijke hemel opgemeten, voornamelijk in het deel van het Melkwegstelsel dat zich buiten de omloopbaan van de zon bevindt, tot op afstanden van ca. 12.000 lichtjaar. Uit de metingen kon ook de radiale afstand van het absorberende stof worden afgeleid, wat een driedimensionaal beeld van de verdeling opleverde. Het project werd geleid door Janet Drew van de University of Hertfordshire.
Door de IPHAS-metingen in de toekomst te combineren met waarnemingen van de Europese Gaia-ruimtetelescoop, die van één miljard sterren afstanden, bewegingen en kleuren gaat opmeten, hopen astronomen een compleet beeld van de structuur en opbouw van het Melkwegstelsel te verkrijgen. (GS)
→ 3D map shows dusty structure of the Milky Way (origineel persbericht)
17 juni 2014
Onder invloed van energierijke ultraviolette straling kunnen in de omgeving van stervende sterren moleculen ontstaan die nodig zijn voor de vorming van water. Dat blijkt uit twee studies die zijn uitgevoerd op basis van waarnemingen van de Europese infraroodruimtetelescoop Herschel.
Herschel heeft metingen verricht aan planetaire nevels - uitdijende gasschillen die de ruimte in geblazen worden door sterren zoals de zon die aan het eind van hun leven zijn gekomen. De nevels worden tot gloeien gebracht door de ultraviolette straling van de stervende ster, die ineenschrompelt tot een kleine, hete witte dwerg.
In planetaire nevels komen relatief veel koolstof-, zuurstof- en stikstofatomen voor, soms als onderdeel van eenvoudige moleculen zoals koolmonoxide. Algemeen werd aangenomen dat de energierijke straling van de witte dwerg de vorming van andere moleculen verhindert.
In planetaire nevels met een extreem hete centrale ster (tot meer dan 100.000 graden) is nu echter ook het molecuul OH+ (geïoniseerd hydroxyl) aangetroffen - een van de bouwstenen van watermoleculen. In de nabijgelegen Helixnevel bleek dit molecuul vooral voor te komen in gebieden waar koolmonoxide (CO) onder invloed van de ultraviolette straling wordt gedissocieerd.
Het idee is nu dat de energierijke straling juist in gebiedjes met een hogere dichtheid tot onverwachte chemische processen aanleiding kan geven. Op die manier kunnen rond stervende sterren de 'bouwstenen' gevormd worden voor watermoleculen (H2O). Of dat in de onderzochte planetaire nevels ook daadwerkelijk gebeurt, is overigens zeer onzeker.
De twee studies zijn uitgevoerd door Isabel Aleman van de Leidse Sterrewacht en door Mireya Etxaluze van het Instituto de Ciencia de los Materiales in Madrid. De resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ New molecules around old stars (origineel persbericht)
16 juni 2014
Verreweg de meeste zware sterren gaan niet in hun eentje door het leven, maar hebben een vrijwel even zware begeleider. Dat blijkt uit een jarenlang waarnemingsprogramma dat is uitgevoerd door astronomen van de Ruhr-Universität Bochum op de RUB-sterrenwacht op Cerro Armazones in Chili. De sterrenkundigen hielden ca. 800 zware sterren in het oog. Uit periodieke variaties in hun spectrum konden ze afleiden dat 90 procent van de sterren meervoudig is. In de meeste gevallen blijken de componenten van de zware dubbelsterren min of meer dezelfde massa te hebben. Dat betekent dat ze als dubbelster moeten zijn geboren. (GS)
→ Binary stars are more common than we thought (origineel persbericht)
1 juni 2014
Turbulentie van ijl gas is verantwoordelijk voor het versterken van magnetische velden in de interstellaire ruimte. Dat beweren Britse en Amerikaanse onderzoekers in een artikel dat vandaag gepubliceerd wordt in Nature Physics.
In de ruimte tussen de sterren komen relatief sterke magnetische velden voor, maar hoe die zijn ontstaan is niet altijd duidelijk. Zo blijken in supernovaresten - de uitdijende gasschillen die de ruimte in geblazen worden door exploderende sterren - magnetische velden voor te komen die ca. honderd maal zo sterk zijn als in de omringende ruimte.
Met laboratoriumproeven met extreem krachtige lasers bij het Rutherford Appleton Laboratory in het Verenigd Koninkrijk is nu aangetoond dat die magnetische versterking het gevolg kan zijn van turbulentie in het uitdijende gas. De proeven, uitgevoerd met extreem krachtige laseropstellingen, worden ondersteund door computersimulaties van theoretici aan de University of Chicago. (GS)
→ Amplification of Cosmic Magnetic Fields Replicated (origineel persbericht)
23 mei 2014
Een gaswolk die met hoge snelheid op onze Melkweg afstevent is gehuld in een schil van donkere materie. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van gegevens die met de radiotelescoop van Green Bank (Virginia, VS) zijn verzameld. Astronomen vermoeden dat de hogesnelheidswolk, die bekendstaat als de Smith-wolk, zonder dat ‘harnas’ al lang geleden vergaan zou zijn. Als verdere waarnemingen de aanwezigheid van de halo van donkere materie kunnen bevestigen, zou dat betekenen dat de Smith-wolk in feite alle ingrediënten van een klein, volwaardig sterrenstelsel bevat, maar dan in te geringe hoeveelheden. Oftewel: dan is het een mislukt dwergstelsel. Eerder onderzoek heeft laten zien dat de Smith-wolk vele miljoenen jaren geleden al een keer door de schijf van het Melkwegstelsel is getrokken. Momenteel is hij ongeveer 8000 lichtjaar van die schijf verwijderd en komt hij met een snelheid van 250 kilometer per seconde dichterbij. Naar verwachting zal het over circa 30 miljoen jaar opnieuw tot een botsing komen. Door een nauwkeurig model van het object te maken, zijn astronomen nu tot de conclusie gekomen dat een gaswolk als deze zulke stunts alleen kan overleven als hij uit méér bestaat dan een schamele hoeveelheid waterstofgas. Net als een echt sterrenstelsel zou hij aanzienlijke hoeveelheden donkere materie moeten bevatten – materie die wel massa heeft, maar geen waarneembare straling uitzendt. (EE)
→ Failed Dwarf Galaxy Survives Galactic Collision Thanks to Full Dark-Matter Jacket
21 mei 2014
Astronomen hebben samenballingen van kosmisch gas en stof ontdekt die zó dicht zijn dat ze niet alleen ondoordringbaar zijn voor zichtbaar licht, maar ook voor bijna alle infraroodstraling. De samenballingen maken deel uit van een grote gaswolk op ongeveer 16.000 lichtjaar van de aarde. Uit gegevens die verkregen zijn met de infraroodsatelliet Spitzer volgt dat de gaswolk binnen een gebied van ongeveer vijftig lichtjaar 70.000 zonsmassa’s aan materie bevat. Waarschijnlijk zullen de daarin aanwezige samenballingen verder samentrekken tot een nieuwe sterrenhoop van hete, zware sterren. (EE)
→ Pitch Black: Cosmic Clumps Cast the Darkest Shadows
14 mei 2014
Astronomen uit Zuid-Afrika en Japan hebben voor het eerst sterren ontdekt in de ‘uitwaaierende’ gasschijf van ons Melkwegstelsel. De sterren bevinden zich van ons uit gezien aan de andere kant van het Melkwegcentrum, ver boven en onder het vlak waar het leeuwendeel van de sterren te vinden is (Nature, 15 mei). De vijf sterren die nu zijn ontdekt zijn van een heel bijzonder soort: het zijn cepheïden – sterren die zeer regelmatige helderheidsveranderingen vertonen met perioden van enkele dagen of weken. Voor deze sterren bestaat een exacte relatie tussen de periode en de hoeveelheid licht die zij uitzenden. Om die reden spelen ze een belangrijke rol bij de afstandsbepaling in het heelal. De ontdekking is van belang, omdat sterren als deze astronomen in staat stellen om de bestaande theorieën over sterrenstelsels te toetsen. Met name zullen de sterren, die zich met afstanden van ongeveer 80.000 lichtjaar nabij de (verre) rand van de Melkweg bevinden, meer inzicht kunnen geven in de verdeling van de raadselachtige donkere materie. De meeste sterren van het Melkwegstelsel, inclusief de zon, zijn verdeeld over een platte schijf. Begin deze eeuw hebben radio-astronomen echter ontdekt dat het vele waterstofgas dat de Melkweg bevat aan de rand van de schijf naar boven en onder toe uitwaaiert. En dat geldt klaarblijkelijk ook voor de populatie van sterren. (EE)
→ South African astronomers discover stars in the galactic flare
14 mei 2014
Een team van Europese astronomen heeft voor het eerst een ‘magnetar’ ontdekt die oorspronkelijk deel uitmaakte van een dubbelster. De ontdekking helpt verklaren hoe objecten als deze ontstaan – een vraagstuk waar al 35 jaar mee wordt geworsteld. Magnetars zijn de supercompacte overblijfselen van supernova-explosies. Wanneer een zware ster tijdens een supernova-explosie onder zijn eigen zwaartekracht bezwijkt, verandert hij in een neutronenster of een zwart gat. Magnetars behoren tot de eerste categorie, maar hebben een veel sterker magnetisch veld dan ‘gewone’ neutronensterren. In de 16.000 lichtjaar verre sterrenhoop Westerlund 1 bevindt zich een magnetar die astronomen al geruime tijd hoofdbrekens bezorgt. Uit eerder onderzoek is gebleken dat de voorloper ervan een ster van minstens 40 zonsmassa’s moet zijn geweest. Doorgaans wordt echter aangenomen dat zo’n zware ster na zijn dood ineenstort tot een zwart gat. Op zoek naar een verklaring bedachten astronomen de theorie dat de magnetar is ontstaan door de interactie tussen twee zeer zware sterren die op geringe afstand om elkaar heen draaien. Probleem was echter dat er op de plek van de magnetar geen begeleidende ster te bekennen was. Die ster is nu alsnog gevonden: hij blijkt door de supernova-explosie waaruit de magnetar is voortgekomen te zijn ‘weggeschopt’. De ster, die Westerlund 1-5 heet, verwijdert zich met hoge snelheid van de plek des onheils en is inmiddels in een heel ander deel van de sterrenhoop aangekomen. Dat hij de voormalige begeleider van de magnetar is blijkt niet alleen uit zijn snelheid, maar ook uit zijn chemische samenstelling. Door deze ontdekking hebben de astronomen kunnen reconstrueren waarom er in dit geval een magnetar is ontstaan in plaats van het verwachte zwarte gat. Het begon ermee dat de zwaarste van de twee sterren zonder brandstof kwam te zitten, opzwol en zijn buitenste lagen overdroeg aan zijn minder zware begeleider – de latere magnetar – waardoor deze steeds sneller ging draaien. Ten gevolge van de massa-overdracht werd de begeleidende ster zo zwaar dat deze op zijn beurt een aanzienlijk deel van zijn zojuist verworven massa afstootte. Daarbij slankte de ster weer voldoende af om uiteindelijk als neutronenster te eindigen. Dezelfde materie-overdracht heeft ervoor gezorgd dat deze neutronenster uitzonderlijk snel roteert. En dat verklaart zijn ultra-sterke magnetische veld. Het lijkt er dus op dat het hebben van een stellaire begeleider een essentiële voorwaarde is voor het ontstaan van een magnetar. (EE)
→ Raadsel van ontstaan magnetars opgelost?
13 mei 2014
Astronomen hebben het vlak van onze Melkweg opnieuw in kaart gebracht en daarbij een groot aantal koude, dichte wolken van gas en stof ontdekt. Kennelijk gaat het om de geboorteplaatsen van sterren die beduidend meer massa hebben dan de zon. Zware sterren ontstaan in de koudste gebieden van de Melkweg – diep in het inwendige van stofomhulsels die zo dicht zijn dat ze de straling van de sterren-in-wording vrijwel geheel absorberen. Om zulke objecten te kunnen opsporen, moet op golflengten worden waargenomen die langer zijn dan die van zichtbaar licht of infraroodstraling. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van de APEX-telescoop. Deze staat op een hoogvlakte in het noorden van Chili, 5100 meter boven zeeniveau. Dat is een van de weinige plaatsen ter wereld van waaruit de langgolvige straling van koude objecten – zogeheten submillimeterstraling – goed waarneembaar is. Een statistische analyse van de verzamelde gegevens laat zien dat het ontstaansproces van deze sterren maar heel kort duurt: gemiddeld slechts 75.000 jaar. Zware sterren ontstaan dus veel sneller dan lichte sterren zoals onze zon. (EE)
→ Hidden nurseries in the Milky Way
9 mei 2014
Recente waarnemingen van bolhopen wijzen erop dat de kernen van deze compacte, bolvormige verzamelingen van sterren roteren. Dat is verrassend, omdat verwacht werd dat de centrale rotatie van deze oude sterrenhopen inmiddels tot stilstand zou zijn gekomen. Bovendien hebben Duitse en Amerikaanse astronomen nu ontdekt dat de stand van de rotatie-as in overeenstemming is met de geringe afplatting die sommige van deze objecten vertonen. Dat wijst erop dat deze afplatting door draaiing wordt veroorzaakt. Bolhopen zijn oude formaties van sterren die om bijna alle sterrenstelsels draaien, inclusief onze Melkweg. Ze bestaat uit maximaal een miljoen sterren die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Computersimulaties lieten zien dat bolvormige sterrenhopen al relatief kort na hun ontstaan geen collectieve rotatie zouden mogen vertonen. Maar dat blijkt nu toch het geval te zijn. De astronomen hebben tussen augustus 2012 en augustus 2013 in elf bolhopen de snelheden van honderden sterren gemeten. En de sterrenhopen laten stuk voor stuk tekenen van rotatie zien. Dat roept natuurlijk de vraag op waarom de theoretische modellen ernaast zaten. Een mogelijke verklaring is dat de elf bolhopen die nu zijn waargenomen nog geen zogeheten ‘kerncollaps’ hebben ondergaan. Dat proces zorgt ervoor dat zich in het hart van de bolhoop steeds meer zware sterren ophopen. Het is denkbaar dat dit nu net het proces is dat het rotatiepatroon van de sterrenhoop uitwist. Toekomstige waarnemingen van andere bolhopen kunnen daar uitsluitsel over geven. (EE)
→ Rotating globular clusters
8 mei 2014
Een team van astronomen uit Australië, Rusland en de VS hebben het eerste ‘familielid’ van de zon opgespoord – een ster die vrijwel zeker is ontstaan uit dezelfde wolk van gas en stof als die waaruit onze eigen ster is voortgekomen. De ontdekking wordt op 1 juni gepubliceerd in het vaktijdschrift The Astrophysical Journal. De naaste verwant van onze zon is een ster die HD 162826 wordt genoemd. Hij is vijftien procent zwaarder dan de zon en staat op een afstand van 110 lichtjaar in het sterrenbeeld Hercules. De ster ster is niet met het blote oog te zien, maar wel met een eenvoudige verrekijker. Om een ‘broertje’ van de zon te kunnen zijn, moet een ster aan een tweetal voorwaarden voldoen. Op de eerste plaats moet zijn chemische samenstelling sterke overeenkomsten vertonen met die van de zon. Daarnaast moet de baan die de ster volgt zodanig zijn dat hij rond de tijd dat de zon ontstond (4,6 miljard jaar geleden) dicht in de buurt was. Uit nauwkeurig onderzoek blijkt dat HD 162826 aan beide voorwaarden voldoet. De komende jaren zullen de astronomen nog meer familieleden van de zon proberen op te sporen. Daarvan moeten er nog heel wat zijn, want vermoed wordt dat de zon is geboren in een sterrenhoop die duizenden sterren telde. (EE)
→ Astronomers Find Sun’s ‘Long-Lost Brother’
7 mei 2014
Gegevens die zijn verzameld met de röntgensatelliet Chandra en verschillende infraroodtelescopen laten zien dat het meest eenvoudige model voor de vorming van sterrenhopen niet voldoet. Sterrenhopen ontstaan als een grote wolk van gas en stof samentrekt. Volgens het basismodel trekt het centrum van de wolk materiaal aan uit zijn omgeving, totdat de dichtheid ter plaatse groot genoeg wordt om sterren te laten ontstaan. Deze gang van zaken impliceert dat de sterren in het hart van de sterrenhoop het eerst worden geboren, en dus het oudst zijn. De nieuwe gegevens geven echter een ander beeld. In twee stervormingsgebieden waarin zonachtige sterren ontstaan, NGC 2014 in het hart van de Vlamnevel en de sterrenhoop in de Orionnevel, zijn juist de sterren aan de rand het oudst. Dat betekent dat het ontstaan van een sterrenhoop ingewikkelder verloopt dan gedacht. Een mogelijke verklaring is dat zich in het hart van de sterrenhoop simpelweg zo veel gas en stof bevindt, dat de stervorming daar langer doorgaat dan in de ijlere buitendelen. Een andere mogelijkheid is dat oudere sterren meer tijd hebben gehad om – bijvoorbeeld door onderlinge interacties – uit het hart van de sterrenhoop te ontsnappen. Ook zijn de waarnemingen verklaarbaar als jonge sterren na hun geboorte naar het centrum migreren. (EE)
→ NASA's Chandra Delivers New Insight into Formation of Star Clusters
7 mei 2014
Een team van Amerikaanse en Chinese astronomen hebben een nieuwe hogesnelheidsster ontdekt. De ster, die met een snelheid van ruwweg twee miljoen km/uur beweegt, is de meest nabije en de op één na helderste in zijn soort. Tot nu toe hebben astronomen een stuk of twintig hogesnelheidssterren opgespoord. Ze bevinden zich ver boven het vlak van ons Melkwegstelsel. De manier waarop ze bewegen wijst erop dat ze uit het Melkwegcentrum afkomstig zijn. Vermoed wordt dat de opvallend snel bewegende sterren ooit deel uitmaakten van dubbelsterren die te dicht langs het superzware zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel zijn gescheerd. Bij zo’n ontmoeting wordt een dubbelster uit elkaar getrokken: de ene ster komt in een krappe baan om het zwarte gat terecht, de andere wordt de Melkweg uit geslingerd. De nieuwe hypersnelle ster is ontdekt met de Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST), een 4-meter telescoop van de nationale sterrenwacht van China. Met deze telescoop wordt de verdeling van sterren in de Melkweg in kaart gebracht. Ten opzichte van ons zonnestelsel heeft de nieuwe hogesnelheidsster, die de aanduiding LAMOST-HVS1 heeft gekregen, een snelheid van 2,2 miljoen km/uur. Zijn snelheid ten opzichte van het centrum van de Melkweg bedraagt ongeveer 1,8 miljoen km/uur. Hoewel hij de meest nabije van alle hogesnelheidssterren is, is hij altijd nog ruim 40.000 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
→ Nearest Bright ‘Hypervelocity Star’ Found;
6 mei 2014
De Europese ruimtetelescoop Planck heeft een hemelkaart gemaakt waarop de polarisatie zichtbaar is van de thermische straling die uitgezonden wordt door interstellaire stofdeeltjes. De polarisatiekaart brengt tevens het magnetisch veld van het Melkwegstelsel in beeld. De resultaten worden gepubliceerd in vier artikelen in Astronomy & Astrophysics. Interstellaire stofdeeltjes zijn vaak langgerekt en roteren met hoge snelheid om hun as. In een magnetisch veld zullen ze zich bij voorkeur langs de magnetische veldlijnen oriënteren. Door die voorkeursrichting raakt de uitgezonden warmtestraling gepolariseerd. Op de nieuwe hemelkaart van Planck is de polarisatie het sterkst in de donker gekleurde gebieden. De richting van de polarisatie wordt aangegeven door de streepjespatronen. Planck heeft polarisatiemetingen in een groot aantal verschillende frequentiegebieden verricht. Daardoor moet het mogelijk zijn om de polarisatie die veroorzaakt wordt door interstellair stof te onderscheiden van de polarisatie in de kosmische achtergrondstraling, die afkomstig is van kort na de oerknal. Een nauwkeurige analyse van de Planck-metingen, die naar verwachting komend najaar wordt gepubliceerd, zal uitwijzen of de polarisatiemetingen van de BICEP2-telescoop op de Zuidpool inderdaad zijn toe te schrijven aan de kosmische achtergrondstraling, zoals in maart werd geclaimd. (GS)
→ Planck takes magnetic fingerprint of our Galaxy (origineel persbericht)
6 mei 2014
Australische radioastronomen zijn erin geslaagd om extreem nauwkeurige metingen te verrichten aan een verre pulsar, door handig gebruik te maken van de verstorende werking van de ijle interstellaire materie in het Melkwegstelsel. Met de nieuwe techniek, beschreven in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, is een beeldscherpte van 50 picoboogsconden bereikt. Dat komt overeen met de breedte van een DNA-molecuul gezien vanaf een paar honderdduizend kilometer afstand.Pulsars zijn snel roterende neutronensterren met een sterk magnetisch veld. Ze zenden korte, regelmatige pulsen van radiostraling uit. De afmetingen en de exacte locatie van het gebied waar die straling wordt geproduceerd is echter niet bekend - daar is een extreem hoge beeldscherpte ('resolutie') voor nodig. Door radiotelescopen in verschillende landen onderling te koppelen, is het gelukt om een resolutie van ca. 50 microboogsconden te bereiken. Met de nieuwe techniek is de beeldscherpte echter nog eens met een factor één miljoen toegenomen. De gepulste radiostraling wordt een klein beetje verstoord door elektrisch geladen deeltjes in de ijle interstellaire ruimte. Op basis van de gemeten verstoringen zijn de Australische astronomen er nu in geslaagd om een zeer gedetailleerd model van de pulsar te reconstrueren. Zo is bij de verre pulsar B0834+06 ontdekt dat het gebied waar de radiostraling wordt opgewekt kleiner is dan tot nu toe werd aangenomen, en dat het zich vermoedelijk ook dichter bij het oppervlak van de compacte neutronenster bevindt. In de toekomst moet het mogelijk zijn om dezelfde techniek ook te gebruiken voor precisiemetingen aan de baanbewegingen van pulsars die zich in een dubbelstersysteem bevinden. Op basis van zulke metingen kunnen de voorspellingen van Einsteins relativiteitstheorie extreem nauwkeurig worden getoetst. (GS)
→ Astronomers harness the galaxy’s biggest telescope to make most precise measurement of spinning star (origineel persbericht)
2 mei 2014
Het lijkt erop dat de gaswolk ‘G2’, die het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg heel dicht is genaderd, nog ongeschonden is. Althans: in het nabij-infrarood was de gaswolk medio maart nog steeds detecteerbaar met de Keck II-telescoop op Hawaï. Volgens de astronomen van de UCLA Galactic Center Group die deze waarnemingen hebben gedaan betekent dit waarschijnlijk dat G2 niet alleen uit gas bestaat, maar ook een ster bevat. Een gewone gaswolk zou inmiddels aan flarden moeten zijn getrokken. G2 is in 2011 ontdekt met de Europese Very Large Telescope in Chili. Verwacht werd dat de gaswolk in de loop van dit voorjaar zou worden opgeslokt, maar dat is dus (nog?) niet gebeurd. Voor astronomen die het verloop van de gebeurtenissen op röntgengolflengten volgen is dat geen leuk nieuws. Als G2 geheel uit gas bestond, zou hij geleidelijk door het galactische zwarte gat worden opgeslokt. En daarbij zou het gas zo heet worden, dat het hart van de Melkweg nog jarenlang een verhoogde röntgenhelderheid zou vertonen. Nu het erop lijkt dat er een ster schuilgaat in G2, gaat dit röntgenfeestje mogelijk niet door. Een ster heeft genoeg substantie om de getijkrachten van het zwarte gat te weerstaan en zal er – met omringend gas en al – simpelweg vlak langs scheren. (EE)
→ Detection of Galactic Center Source G2 at 3.8 micron during Periapse Passage Around the Central Black Hole
25 april 2014
Met de infraroodsatellieten WISE en Spitzer is een bruine dwerg ontdekt die zo koud is als onze Noordpool. Met een afstand van slechts 7,2 lichtjaar is dit de op drie na naaste buur van de zon. Daarmee is het niet de meest nabije bruine dwerg: begin vorig jaar is al een bruine ‘dubbeldwerg’ op 6,5 lichtjaar opgespoord. Bruine dwergen beginnen hun bestaan als sterren – samentrekkende bollen van gas. Ze hebben echter te weinig massa om kernfusiereacties op te starten en grote hoeveelheden energie te produceren. Erg warm zijn deze ‘mislukte’ sterren daardoor nooit. Maar de nu ontdekte bruine dwerg, die de aanduiding WISE J085510.83-071442.5 heeft gekregen, maakt het wel erg bont. Hij heeft een temperatuur die ergens tussen de 10 en 50 graden onder nul ligt. Daarmee is hij aanzienlijk kouder dan de vorige recordhouders, die zo ongeveer op kamertemperatuur zitten. Het bijzondere object is opgespoord met de WISE-satelliet, die de volledige hemel tweemaal in kaart heeft gebracht. Het viel op doordat het zich vrij snel verplaatste ten opzichte van andere sterren van de Melkweg – een duidelijk teken van nabijheid. Vervolgwaarnemingen met Spitzer gaven uitsluitsel over zijn afstand en lage temperatuur. Geschat wordt dat WISE J085510.enzovoorts drie tot tien keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. Dat is zo weinig dat het niet helemaal zeker is dat het om een bruine dwerg gaat. Het zou ook een soortgenoot van Jupiter kunnen zijn: een gasplaneet die uit zijn planetenstelsel is weggeslingerd. (EE)
→ NASA’s Spitzer, WISE Find Sun’s Close, Cold Neighbor
17 april 2014
Twee astronomen van de universiteit van Washington hebben het eerste bekende geval van een zichzelf ‘versterkende’ dubbelster ontdekt. Bij zo’n dubbelster fungeert het zwaartekrachtsveld van de ene ster als het ware als een loep die het licht van de andere ster versterkt (Science, 18 april). Astronomen vermoeden dat bijna de helft van alle sterren aan de hemel dubbelsterren zijn: ze bestaan uit twee (of meer) om elkaar cirkelende sterren. In sommige gevallen ligt de aarde precies in het baanvlak van zo’n dubbelster, wat tot gevolg heeft dat de twee sterren – van ons uit gezien – met grote regelmaat voor elkaar langs schuiven. Doorgaans heeft zo’n onderlinge bedekking tot gevolg dat de helderheid van de dubbelster afneemt. Maar in sommige gevallen gebeurt het tegenovergestelde: de dubbelster wordt juist een beetje helderder. Dat komt door een verschijnsel dat al door Einstein is voorspeld: de afbuiging van licht door de zwaartekracht. Dat resulteert in een soort lenswerking die het gravitatielenseffect wordt genoemd. Voorspeld was al dat dit effect ook waarneembaar kan zijn bij dubbelsterren bestaande uit een normale ster, zoals onze zon, en een witte dwerg – een kleine ster met grote massa. Als de kleinere ster voor de grotere schuift, zou deze als een lens moeten fungeren. En dat is precies wat de beide astronomen nu bij de dubbelster KOI 3278 hebben waargenomen. (EE)
→ Astronomers discover first self-lensing binary star system (Phys.org)
16 april 2014
Veel sterren maken deel uit van een dubbelstersysteem. Sommige hebben zelfs meer dan één begeleider. Astronomen van twee Amerikaanse instituten hebben met behulp van een geavanceerde techniek de baanbewegingen van honderden van deze stelsels in kaart gebracht. Dat levert informatie op over de massa’s van de afzonderlijke sterren, maar bijvoorbeeld ook over de mogelijke aanwezigheid van (onwaarneembaar) zwakke sterren of planeten. Het onderzoek is uitgevoerd met een nieuwe ‘spikkelcamera’ van de 4,1-meter Southern Astrophysical Research-telescoop in Chili. Met deze camera worden heel kort belichte opnamen gemaakt, die vervolgens met behulp van een speciale beeldtechniek worden gecorrigeerd voor het atmosferische ‘twinkelen’ van de sterren. Op die manier kunnen zeer scherpe opnamen van afzonderlijke sterren worden gemaakt. In de afgelopen zeven jaar zijn bijna tweeduizend dubbelsterren aan de zuidelijke hemel onder de loep genomen. Het is voor het eerst dat zulke grote aantallen zuidelijke dubbelsterren systematisch onderzocht zijn. Behalve gegevens over reeds bekende dubbelsterren heeft het onderzoek ook tientallen nieuwe dubbelsterren opgeleverd. (EE)
→ A Sharp Eye On Southern Binary Stars
11 april 2014
Een team van astronomen, onder wie Danai Antonopoulou en Anna Watts (Universiteit van Amsterdam), heeft ontdekt dat de plotselinge toenames in de rotatiesnelheid van pulsars een minimumgrootte hebben, en dat ze niet door één draaikolk onder het oppervlak worden veroorzaakt, maar door miljarden van die draaikolken. Dit resultaat is deze week gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Pulsars zijn roterende neutronensterren – de overblijfselen van zware sterren die in een supernova-explosie aan hun einde zijn gekomen. Ze fungeren als uiterst precieze kosmische vuurtorens die bundels radiostraling rondzwiepen. Pulsars gaan mettertijd steeds langzamer draaien, maar soms neemt hun rotatiesnelheid weer wat toe. Zo’n ‘glitch’ ontstaat doordat de korst van de pulsar een stukje opschuift ten opzichte van het deeltjesmengsel daaronder. Aangenomen werd dat zo’n glitsch wordt veroorzaakt doordat een draaikolk in het deeltjesmengsel onder de korst zich verplaatst. Uit waarnemingen van de Krabpulsar leiden de astronomen echter af dat de kleinste afname in zijn rotatieperiode 0,055 nanoseconden bedraagt. Dat is veel meer dan waar ze op gerekend hadden. En dat betekent dat er voor zo’n glitch veel meer dan één draaikolk nodig is. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
10 april 2014
Dankzij een nieuwe techniek kunnen astronomen met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop voortaan de afstanden van sterren tot op 10.000 lichtjaar meten – tien keer verder dan tot nu toe mogelijk was. De nieuwe techniek, ‘spatial scanning’ geheten, is gebaseerd op de vertrouwde parallaxmethode. Parallaxmetingen zijn de betrouwbaarste manier om afstanden in het heelal te meten. Het is in feite dezelfde techniek die landmeters op aarde gebruiken: als je van een driehoek de lengte van één zijde (de basis) en de grootte van de aanliggende hoeken kent, kun je de lengte van de beide andere zijden berekenen. Astronomische ‘landmeters’ gebruiken de middellijn van de aardbaan als basis. De aanliggende hoeken worden vastgesteld door de positie van een ster tweemaal te meten, met een onderbreking van een half jaar. Hoe kleiner de afstand van de ster, des te meer lijkt hij tussen die twee metingen heen en weer te springen. Astronomische parallaxmetingen leveren betrouwbare resultaten op zolang de ster in kwestie maar niet meer dan ongeveer duizend lichtjaar van ons verwijderd is. De nieuwe techniek vergroot dat bereik tot ongeveer tienduizend lichtjaar. Dat betekent dat van veel meer cepheïden – veranderlijke sterren die een belangrijke rol spelen bij de meting van veel grotere afstanden in het heelal – de afstand nauwkeurig kan worden bepaald. Bij ‘spatial scanning’ wordt niet de positie van een ster gemeten, maar laten de astronomen de ster een spoor trekken door het beeldveld van de ruimtetelescoop. Het heen en weer springen van zo’n recht sterspoor ten gevolge van de beweging van de aarde om de zon kan veel nauwkeuriger worden gemeten dan het heen en weer springen van één enkel stipje. (EE)
→ Hubble Stretches Stellar Tape Measure 10 Times Farther Into Space
10 april 2014
Astronomen hebben een nieuwe manier gevonden om het tempo te voorspellen waarin een moleculaire gaswolk – een stellaire kraamkamer – nieuwe sterren produceert. Daarbij is een nieuwe techniek gebruikt om de driedimensionale structuur van zo’n gaswolk te reconstrueren (Science, 11 april). Stervorming vindt plaats in enorme wolken van interstellaire gas en stof. Als er binnen zo’n moleculaire wolk plekken ontstaan waar de dichtheid groot genoeg is, trekken deze onder invloed van hun eigen zwaartekracht vanzelf verder samen. Zodra temperatuur en druk in het hart van zo’n verdichting hoog genoeg zijn om kernfusiereacties te laten plaatsvinden, is de ster ‘geboren’. Het stervormingsproces wordt dus vooral bepaald door de dichtheidsverdeling binnen een moleculaire wolk. Maar bij de meeste wolken is die verdeling niet goed bekend. Nu hebben drie astronomen echter een methode bedacht om de dichtheidsverschillen binnen een moleculaire wolk op eenvoudige wijze in kaart te brengen. Daarbij maken ze gebruik van het feit dat licht van verre sterren dat door de wolk heen schijnt, door het in de wolk aanwezige stof wordt afgezwakt. De astronomen hebben deze zogeheten extinctie benut om van zestien nabije moleculaire wolken de dichtheidsverschillen te bepalen. Vervolgens berekenden ze met behulp van computermodellen hoeveel sterren er in dergelijke wolken zouden moeten ontstaan, en vergeleken de uitkomsten de waargenomen aantallen pasgeboren sterren. Op manier is ontdekt dat alleen die delen van gaswolk tot sterren samentrekken waar de dichtheid de drempel van 5000 waterstofmoleculen per kubieke centimeter overschrijdt. Deze waargenomen drempelwaarde ligt aanzienlijk lager dan de theoretisch voorspelde ‘kritische dichtheid’. Anders gezegd: stervorming komt sneller op gang dan gedacht. (EE)
→ Recipe for star formation
1 april 2014
Sterrenkundigen van het Astrofysisch Instituut van Andalusië zijn er voor het eerst in geslaagd om de inwendige structuur van zware, hete sterren af te leiden uit sterbevingen aan het oppervlak. Eerder lukte dat alleen goed met sterren die hooguit even zwaar en heet zijn als onze eigen zon. Bevingen aan het gasvormige oppervlak van een ster worden beïnvloed door de inwendige structuur, temperatuur, scheikundige samenstelling, dichtheid etc. Uit precisiemetingen aan dat soort bevingen konden sterrenkundigen al informatie afleiden over de eigenschappen van relatief lichte en koele sterren. Nu is dat dankzij nieuwe computertechnieken ook gelukt voor sterren die 1,5 tot 2,5 maal zo zwaar zijn als de zon. De nieuwe resultaten zijn geboekt bij zogeheten Delta Scuti-sterren – veranderlijke sterren die bovendien snel om hun as draaien en daardoor enigszins zijn afgeplat. De nieuwe technieken maken het volgens de Spaanse astronomen ook mogelijk om via waarnemingen van sterbevingen informatie af te leiden over de eigenschappen en de inwendige structuur en samenstelling van andere zware, hete sterren.In de toekomst zal deze techniek (asteroseismologie geheten) vermoedelijk een belangrijke rol spelen bij het onderzoek aan de moedersterren van exoplaneten. De toekomstige Europese planetenjager PLATO zal zich bijvoorbeeld vooral op relatief heldere sterren richten. Om de oorsprong en evolutie van exoplaneten rond zware, hete sterren goed te begrijpen, moeten ook de eigenschappen van die sterren nauwkeurig bekend zijn. De Spaanse asteroseismologie-resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Star-quakes reveal content of stars which are hotter and more massive than the sun (origineel persbericht)
26 maart 2014
Astronomen hebben, met radiotelescopen in Europa, de VS en Japan, de afstand tussen de aarde en het centrum van ons Melkwegstelsel bepaald. De uitkomst van de meting – de nauwkeurigste tot nu toe – is 27.190 lichtjaar. Met behulp van de radiotelescopen hebben de astronomen de kleine, regelmatige verschuivingen gemeten die een object aan de hemel vertoont doordat de aarde in de loop van het jaar om de zon draait. Die zogeheten jaarlijkse parallax maakt het mogelijk om met behulp van eenvoudige driehoeksmeting de afstand tot dat object te berekenen. De nieuwe meetwaarde komt voort uit een internationaal project waarbij de afstanden van meer dan stervormingsgebieden in de Melkweg zijn gemeten. Uiteindelijk moet dat project resulteren in een detailrijke kaart van ons sterrenstelsel, inclusief de precieze ligging van zijn spiraalarmen. (EE)
→ Astronomers Make Best Measurement Yet of Distance to Galactic Center
20 maart 2014
Het verkennen van de Melkweg is vanaf nu een fluitje van een cent. Tijdens de TEDActive 2014 conferentie in het Canadese Vancouver heeft NASA een nieuw ‘inzoombaar’ 360-graden panorama van ons sterrenstelsel gepresenteerd. Het panorama is opgebouwd uit meer dan twee miljoen infraroodopnamen die de afgelopen tien jaar met de ruimtetelescoop Spitzer zijn gemaakt. Het 20 gigapixels tellende mozaïek maakt gebruik van het WorldWide Telescope visualisatieplatform van Microsoft. Het beslaat maar ongeveer drie procent van onze hemel. De Melkweg is, vanwege onze positie binnen de schijf van ons sterrenstelsel, immers maar een smalle band aan de hemel. Ruimtetelescoop Spitzer heeft sinds zijn lancering in 2003 alles bij elkaar 172 dagen naar de Melkweg ‘gekeken’. Anders dan optische telescopen kan hij door de grote hoeveelheden stof in ons sterrenstelsel heen kijken. Daardoor geven de Spitzer-gegevens een heel compleet beeld van de stellaire bevolking van de Melkweg en de stervorming die daarbinnen plaatsvindt. Het nieuwe panorama zal straks worden gebruikt om onderzoeksgebieden te selecteren voor de James Webb Space Telescope. De lancering van deze nieuwe grote infrarood-ruimtetelescoop staat gepland voor 2018. (EE)
→ Spitzer Telescope Brings 360-Degree View of Galaxy to Our Fingertips
17 maart 2014
Ruim een maand voor tijd is de 'verjaardagsfoto' van de Hubble Space Telescope vrijgegeven. De ruimtetelescoop werd op 24 april 1990 gelanceerd. Elk jaar rond die datum wordt een bijzondere foto gepresenteerd. Dit jaar gebeurt dat ruim een maand te vroeg, in verband met een grote Hubble-conferentie in Rome. Op de foto, gemaakt op infrarode golflengten door de Wide Field Camera 3, is een klein detail zichtbaar van het stervormingsgebied NGC 2174, bijgenaamd de 'Apekop-nevel'. Deze gas- en stofwolk, waarin vele honderden nieuwe sterren worden geboren, bevindt zich op 6400 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Orion. Eerder maakte Hubble al een foto van hetzelfde gebied in zichtbaar licht. (GS)
→ Hubble revisits the Monkey Head Nebula for 24th birthday snap (origineel persbericht)
12 maart 2014
Nieuw waarnemingen met de Europese Very Large Telescope Interferometer laten zien dat HR 5171 A, ook bekend als V766 Centauri, de grootste gele ster is die we kennen. De ‘hyperreus’, die ongeveer een miljoen keer zo fel straalt als de zon, blijkt meer dan 1300 keer zo groot te zijn als onze ster. Bij het onderzoek van HR 5171 A hebben astronomen gebruik gemaakt van een techniek die interferometrie wordt genoemd. Daarbij werd het licht dat met meerdere afzonderlijke telescopen was verzameld zodanig gecombineerd dat effectief een reusachtige telescoop met een middellijn van 140 meter ontstond. Om de afmetingen van een 12.000 lichtjaar verre reuzenster te kunnen meten heb je ook echt een instrument van dat kaliber nodig. Hun onderzoek bracht de astronomen ertoe om nog eens grondig naar eerdere waarnemingen van de hyperreus te kijken, om erachter te komen hoe deze zich de afgelopen zestig jaar heeft gedragen. Gegevens van zijn veranderlijke helderheid laten zien dat HR 5171 A een dubbelster is: hij heeft een kleinere begeleider die zo dichtbij staat dat hij de atmosfeer van de hyperreus kan ‘leegzuigen’. Gele hyperreuzen zoals HR 5171 A zijn erg zeldzaam: tot nu toe zijn er in onze Melkweg nog geen vijftien ontdekt. Ze behoren tot de grootste en helderste sterren die we kennen en bevinden zich in een onstabiele fase van hun leven waarin ze heel snel veranderen. Door deze instabiliteit stoten gele hyperreuzen materiaal uit, waardoor zich een uitgestrekte atmosfeer rond de ster vormt. Vandaar de kolossale afmetingen van HR 5171 A. (EE)
→ VLT ontdekt grootste gele hyperreuzenster
26 februari 2014
Nieuwe opnamen van de Smithsonian’s Submillimeter Array (SMA) laten zien wat zich afspeelt in de Slangnevel – een bijna honderd lichtjaar lange, S-vormige wolk van gas en stof in het sterrenbeeld Slangendrager. De nevel blijkt een echte stellaire kraamkamer te zijn (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Op opnamen van de Spitzer-ruimtetelescoop, die het heelal op infrarode golflengten waarneemt, steekt de Slangnevel als een donkere sliert af tegen de sterrenrijke achtergrond. Die ondoorzichtigheid wijst erop dat de dichtheid van het gas en stof in de nevel groot genoeg is om de vorming van (zware) sterren mogelijk te maken. Telescopen zoals de SMA, die straling opvangen die het midden houdt tussen radio- en infraroodstraling, stellen astronomen in staat om door het stof van zo’n nevel heen te kijken. Op die manier zijn op twee specifieke plekken in de Slangnevel in totaal 23 kosmische ‘kiemen’ ontdekt: zwak gloeiende vlekjes waarin uiteindelijk één of misschien enkele sterren worden geboren. De kiemen hebben afmetingen van een paar honderd miljard kilometer en bevatten 5 tot 25 zonsmassa’s aan materie. De sterren die daarin ontstaan moeten dus aan de zware kant zijn. Tot nu toe werd aangenomen dat zulke zware sterren in eenzaamheid geboren worden, maar dat lijkt dus toch niet het geval te zijn. (EE)
→ SMA Unveils How Small Cosmic Seeds Grow Into Big Stars
20 februari 2014
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van een submillimetertelescoop op Antarctica, een grote wolk van moleculair gas in de Melkweg ontdekt. De gaswolk – ongeveer 250 lichtjaar lang en vijftien lichtjaar breed – heeft een massa van ongeveer 40.000 zonsmassa’s. Hij bevindt zich op ongeveer 15.000 lichtjaar van de aarde. Grote moleculaire wolken zijn de kraamkamers van sterren. De nu ontdekte wolk, die de aanduiding G328 heeft gekregen, vertoont de eerste tekenen van stervorming, maar bevat nog geen volwaardige sterren. Verder onderzoek moet uitwijzen hoe de langgerekte gaswolk is ontstaan. Volgens één theorie zou het een aaneenschakeling van kleine gaswolken kunnen zijn. Een andere mogelijkheid is dat het filament een concentratie van moleculair gas is die deel uitmaakt van een veel grotere wolk van atomair gas. G328 is opgespoord met de High Elevation Antarctic Terahertz-telescoop (HEAT), een autonoom werkend instrument dat wordt gebruikt om de gaswolken in de Melkweg in kaart te brengen. HEAT staat op Ridge A, een van de koudste en droogste plekken op aarde. Het bericht over de ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
→ Study: Remote Antarctic telescope reveals giant gas cloud
19 februari 2014
Astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat de pulserende neutronenster PSR J0738-4042 – het compacte restant van een ster die als supernova is ontploft – met planetoïden wordt bestookt. Het gaat om forse brokken gesteente waarvan de grootste een massa van ongeveer een miljard ton lijken te hebben. PSR J0738-4042 bevindt zich op een afstand van 37.000 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Achtersteven. De neutronenster zendt twee bundels van intense radiostraling uit, die door de snelle rotatie van het object rond zwiepen als de lichtbundels van een vuurtoren. Eén van die radiobundels wijst tijdens elke omwenteling eventjes richting aarde, waardoor we de neutronenster met de regelmaat van een klok aan en uit zien knipperen. De astronomen hebben ontdekt dat de lichtpuls van PSR J0738-4042 tussen 1988 en 2012 verschillende keren van vorm is veranderd. Die kortstondige veranderingen schrijven ze toe aan planetoïden die in de bundel van de pulsar terechtkomen en daarbij worden verbrijzeld. Het idee dat er planetoïden – rotsachtige objecten met afmetingen van tientallen tot honderden meters – rond een pulsar cirkelen is niet zo vreemd. Een deel van het materiaal dat vrijkwam bij de explosie van de oorspronkelijke ster kan naar de pulsar teruggevallen zijn, waardoor zich een schijf van puin om deze heeft gevormd. Door samenklontering van dat puin kunnen zich grotere objecten vormen – planetoïden, maar ook planeten, zoals waarnemingen van een andere pulsar (PSR 1257+12) hebben laten zien. De resultaten van het onderzoek van PSR J0738-4042 zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (EE)
→ Rocks around the clock: asteroids pound tiny star
19 februari 2014
Astronomen hebben, met behulp van de röntgensatelliet NuSTAR, het radioactieve materiaal in kaart gebracht dat is ontstaan bij een supernova-explosie die ruim 340 jaar geleden oplichtte in het sterrenbeeld Cassiopeia. De kaart geeft inzicht in het verloop van zo’n explosie, waarbij een zware ster letterlijk aan flarden wordt geblazen (Nature, 20 februari). Sterren zijn bolvormige samenballingen van gas. Je zou dus verwachten dat ook de explosie waarmee een zware ster zijn relatief korte bestaan afsluit zich min of meer bolvormig voltrekt. De nieuwe resultaten laten echter zien dat deze explosies een zekere asymmetrie vertonen, mogelijk omdat de materie in de ster kort vóór de explosie aan het klotsen wordt gebracht. Uit de NuSTAR-kaart van de supernovarest Cassiopeia A blijkt namelijk dat een van de radioactieve elementen die bij de explosie werden geproduceerd, titanium-44, zich niet gelijkmatig heeft verdeeld. Het titanium is op een aantal plaatsen rond het centrum van het stellaire overblijfsel geconcentreerd. (EE)
→ NASA's NuSTAR Untangles Mystery of How Stars Explode
18 februari 2014
Met de Amerikaanse röntgentelescoop Chandra is een 37 lichtjaar lange, kurkentrekkervormige jet ('straalstroom') ontdekt,die de ruimte in wordt geblazen door een pulsar die met hoge snelheid door het Melkwegstelsel racet. Opmerkelijk genoeg wijst de jet opzij, min of meer haaks op de bewegingsrichting van de pulsar. Pulsars zijn de compacte, snel rondtollende overblijfselen van geëxplodeerde reuzensterren. De pulsar, IGR J11014-6103 geheten, werd eerder al ontdekt in het zuidelijke sterrenbeeld Carina. Hij racet met een snelheid van vier à acht miljoen kilometer per uur door de ruimte. Hij is afkomstig uit het centrum van een nabijgelegen supernovarest - de uitdijende gasschil die door de exploderende ster de ruimte in werd geblazen - en bevindt zich inmiddels op een afstand van ca. 60 lichtjaar van zijn 'geboortegrond'. Zulke hoge 'kick-snelheden' van pulsars zijn vermoedelijk het gevolg van asymmetrische supernova-explosies.De bewegingsrichting van de pulsar blijkt ook uit de aanwezigheid van een langgerekte pulsarwindnevel. Die ontstaat door de interactie van de deeltjes-'wind' van de pulsar met de ijle materie in de omringende ruimte. De langgerekte vorm van de pulsarwindnevel is het gevolg van de hoge snelheid. Hoe het mogelijk is dat de pulsar zo'n extreem lange jet van extreem heet gas produceert, en dan ook nog eens haaks op zijn eigen bewegingsrichting, is niet duidelijk. De kurkentrekkervorm van de straalstroom doet vermoeden dat de snel roterende pulsar een relatief trage schommelende 'precessie'-beweging vertoont, vergelijkbaar met de trage richtingsverandering van de draaiingsas van een snel roterende tol. De ontdekking van de zijwaartse jet van IGR J11014-6103 is vandaag gepubliceerd in Astronomy and Astrophysics. (GS)
→ NASA's Chandra Sees Runaway Pulsar Firing an Extraordinary Jet
13 februari 2014
Sterren ontstaan door het samentrekken van interstellair gas en stof. En rond sterren-in-wording vormt zich een schijf van gas en stof waaruit uiteindelijk planeten kunnen ontstaan. Je zou haast zeggen dat de chemische samenstelling van die schijf gelijk is aan die van het omringende gas. Nieuw onderzoek met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarvan de resultaten deze week in Nature zijn gepubliceerd, laat echter zien dat dat niet zo is. Met ALMA is gekeken naar L1527, een bekende ‘babyster’ in het sterrenbeeld Stier die al met tal van telescopen onderzocht is. Infraroodopnamen van de Spitzer-ruimtetelescoop laten zien dat er vanaf de polen van L1527 gas wordt weggeblazen, waardoor twee openingen in de omringende gaswolk zijn ontstaan. Zo’n bipolaire uitstroom van gas wijst er op dat de ster is omringd door een schijf van materie. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat de schijf van L1527 een middellijn van 150 miljard kilometer heeft – vijfhonderd keer de middellijn van de aardbaan. Deze schijf vertoont een duidelijke scheiding. Het buitenste deel heeft een temperatuur van 240 tot 250 graden onder nul en bevat duidelijk waarneembare hoeveelheden van een bepaald soort koolwaterstofmoleculen. Maar op ongeveer 15 miljard kilometer van de ster verandert dat abrupt: daar maken de koolwaterstoffen plaats voor zwavelmonoxide die twintig tot dertig graden warmer is. Computersimulaties laten zien dat die drastische verandering van de chemische samenstelling in de schijf ontstaat doordat de verdere instroom van gas vanuit de omringende gaswolk op die plek wordt tegengehouden door de middelpuntvliedende kracht. Deze grens wordt de ‘centrifugale barrière’ genoemd. Gas dat op die barrière stuit, warmt op. En daarbij verdampt het bevroren zwavelmonoxide dat zich aan het oppervlak van koude stofdeeltjes had gehecht weer tot gas. Dat er aanzienlijke chemische verschillen kunnen bestaan tussen het gas binnen de centrifugale barrière, waar de uiteindelijk planeetvorming plaatsvindt, en het interstellaire gas komt als een verrassing. En volgens de astronomen die dit hebben ontdekt is er bij het onderzoek van het vormingsproces van planeten tot nu toe weinig rekening gehouden met dit aspect. (EE)
→ Commentary on the press release "A Drastic Chemical Change Occurring in Birth of Planetary System: Has the Solar System also Experienced it?"
10 februari 2014
Australische sterrenkundigen hebben met de SkyMapper-telescoop van de Australian National University een ster ontdekt met een bijzondere scheikundige samenstelling. De ster, op een afstand van ca. 6000 lichtjaar van de aarde, bevat slechts zeer geringe hoeveelheden zware elementen (met name koolstof en magnesium, en vrijwel geen ijzer), wat doet vermoeden dat hij tot de oudste sterren in het heelal behoort. De ontdekking is gepubliceerd in Nature.Bij de oerknal bestond het heelal vrijwel uitsluitend uit de twee lichtste gassen in de natuur: waterstof en helium. Zwaardere elementen werden pas in een later stadium gecreëerd bij kernfusieprocessen in het inwendige van sterren. Omdat de nieuw ontdekte ster zo extreem weinig van die zware elementen bevat, moet hij in de prille jeugd van het heelal zijn ontstaan, ca. 13,7 miljard jaar geleden.De nieuwe waarnemingen werpen indirect een nieuw licht op de eigenschappen van de allereerste 'oersterren'. Bij de supernova-explosies van deze sterren is kennelijk relatief veel koolstof en magnesium en relatief weinig ijzer de ruimte in geblazen. (GS)
→ ANU astronomers discover oldest star (origineel persbericht)
6 februari 2014
De Europese ruimtetelescoop Gaia, die over enkele maanden begint met het maken van een nauwkeurige, driedimensionale kaart van de Melkweg, heeft een testopname gemaakt van de sterrenhoop NGC 1818 in de Grote Magelhaense Wolk. De opname, bedoeld om de instrumenten van de ruimtetelescoop heel precies te kunnen afstellen, is een van de eerste echte foto’s die Gaia naar de aarde heeft gezonden. Ironisch genoeg zal het ook een de laatste zijn. Zodra Gaia aan haar uitgebreide meetprogramma begint, zullen alleen kleine ‘uitsneden’ van haar kolossale hemelopnamen naar de aarde worden gezonden – alleen de stukjes waarop sterren staan. Dit om de toch al enorme datastroom van de ruimtetelescoop, die zich op anderhalf miljoen kilometer van de aarde bevindt, enigszins binnen de perken te houden. In de loop van vijf jaar zal de ruimtetelescoop ongeveer een miljard sterren zeventig keer bekijken. Daartoe draait Gaia langzaam om haar as en wordt het licht van haar twee telescopen op één gigapixelcamera gebundeld. Om de gewenste meetnauwkeurigheid te bereiken moeten deze instrumenten zorgvuldig worden gekalibreerd. (EE)
→ Gaia comes into focus
6 februari 2014
Britse en Italiaanse astronomen hebben een bruine dwerg – een kleine ‘mislukte’ ster – ontdekt die een ongebruikelijk rode tint vertoont. De kleur wordt waarschijnlijk veroorzaakt door dichte stofwolken hoog in de atmosfeer van het object. Bruine dwergen houden het midden tussen sterren en planeten. Ze zijn te groot en te zwaar om voor planeten te kunnen doorgaan, maar hebben niet genoeg massa om de waterstof in hun kern te fuseren. Hierdoor hebben ze geen inwendige bron van energie en stralen ze maar heel zwak – voornamelijk in het infrarood. De bruine dwerg ULAS J222711-004547 werd ontdekt bij een grote survey met een Britse infraroodtelescoop op de Mauna Kea (Hawaï). Vervolgens is het object, dat opviel door zijn afwijkende kleur, nauwkeurig onderzocht met de Europese Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. De VLT-gegevens laten zien dat de rode tint van ULAS J222711-004547 voor rekening komt van wolken van fijn stof dat bestaat uit mineralen als enstatiet en corundum. Volgens de onderzoekers zouden ook de grootste exoplaneten zulke wolken in hun atmosfeer kunnen hebben. De resultaten van dit onderzoek zijn verschenen in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
→ Red skies discovered on extreme brown dwarf
29 januari 2014
Met behulp van de Europese Very Large Telescope zijn astronomen er voor het eerst in geslaagd om een ‘weerkaart’ te maken van het oppervlak van een nabije bruine dwergster. De kaart laat het patroon van donkere en lichte plekken in de atmosfeer van het mislukte sterretje zien (Nature, 30 januari). Bruine dwergen vormen de overgang tussen grote gasplaneten, zoals Jupiter en Saturnus, en kleine, koele sterren. Een bruine dwerg bevat niet genoeg massa om nucleaire reacties in zijn kern op te starten en zendt slechts zwak infraroodlicht uit. Dat gebrek aan lichtkracht heeft ertoe geleid dat de eerste bruine dwerg pas twintig jaar geleden werd opgespoord en er nog maar een paar honderd van deze objecten bekend zijn. Twee van die bruine dwergen vormen een paar dat zich op slechts zes lichtjaar van de aarde bevindt. Daarmee is deze bruine dubbelster, die WISE J104915.57-531906 of Luhman 16AB wordt genoemd, het dichtstbijzijnde stersysteem na Alfa Centauri en de ster van Barnard. Het lichtzwakke tweetal is desondanks pas begin 2013 ontdekt. Van de zwakste van de twee, Luhman 16B, was al bekend dat hij in de loop van zijn enkele uren durende rotatie kleine helderheidsveranderingen laat zien – een aanwijzing dat hij duidelijke oppervlaktestructuren vertoont. Dat vlekkerige patroon is nu in kaart gebracht. Verder onderzoek moet laten zien hoe de atmosfeer van Luhman 16B verandert. Die kennis kan nog van pas komen bij het het onderzoek van de grote, hete gasplaneten die rond andere sterren cirkelen. Astronomen vermoeden namelijk dat de atmosferen van deze reuzenplaneten veel op die van bruine dwergen lijken. Deze planeten bevinden zich echter dermate dicht bij hun helder stralende moedersterren, dat ze veel moeilijker waarneembaar zijn dan een nabije bruine dwerg. (EE)
→ Eerste weerkaart van bruine dwerg
20 januari 2014
Met de 10-meter Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is een kleine, zwakke bruine dwergster gefotografeerd in een baan rond HD 19467, een ster op niet al te grote afstand van de zon. Het gaat om een zogeheten T-dwerg: een relatief koele gasbol die niet zwaar en heet genoeg is voor spontane kernfusiereacties van waterstof. De aanwezigheid van de bruine dwerg bleek al uit variaties in de snelheid van de 'moederster'. Uit die variaties kon de massa worden afgeleid. Omdat ook de afstand goed bekend is, kan het spectrum van de bruine dwerg nauwkeurig geïnterpreteerd worden. Sterrenkundigen zullen het spectrum van de bruine dwerg (HD 19467B geheten) in de toekomst kunnen gebruiken als 'ijkpunt' voor hun onderzoek aan gasvormige reuzenplaneten bij andere sterren. Die zijn nog lichter en koeler dan bruine dwergen, en de interpretatie van hun spectrum is niet altijd even eenvoudig. Juist omdat bruine dwergen een soort 'tussenvorm' vertegenwoordigen tussen sterren en planeten, kan het onderzoek aan HD 19467B tot een beter begrip van gasvormige exoplaneten leiden.De waarnemingen van de bruine dwerg zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal. (GS)
→ Rare Brown Dwarf Discovery Provides Benchmark for Future Exoplanet Research (origineel persbericht)
20 januari 2014
Oude sterren uit de centrale delen van het Melkwegstelsel zijn naar buiten getransporteerd als gevolg van botsingen met kleine satellietstelsels in het verleden. Die conclusie trekken astronomen op basis van gedetailleerde spectroscopische metingen van sterren in de omgeving van de zon. Binnen het RAVE-project (nauwkeurige snelheidsbepalingen van sterren) is ontdekt dat oude sterren in de omgeving van de zon minder hoge 'verticale' snelheden vertonen (loodrecht op het vlak van het Melkwegstelsel) dan je zou verwachten. Normaal gesproken zouden die verticale snelheden geleidelijk moeten toenemen naarmate een ster ouder wordt, zeker in de buitendelen van het Melkwegstelsel waar de zon zich bevindt. Dat blijkt voor sommige van de oudste sterren echter niet te kloppen. De mogelijke verklaring: in het verleden moet ons Melkwegstelsel regelmatig kleinere satellietstelsels hebben opgeslokt. Uit computersimulaties blijkt dat het Melkwegstelsel daarbij flink kan worden 'opgeschud' door allerlei zwaartekrachtseffecten: sterren uit de centrale delen kunnen naar buiten getransporteerd worden. In die centrale delen geldt de verwachte relatie tussen leeftijd en verticale snelheid niet. Op die manier is te verklaren hoe er nu in de omgeving van de zon oude sterren voorkomen die toch lage verticale snelheden hebben.De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Milky Way shaken... and stirred(origineel persbericht)
15 januari 2014
Spaanse astronomen hebben ontdekt dat de snel roterende Be-ster MWC 656 een zwart gat van ongeveer vijf zonsmassa’s als begeleider heeft (Nature, 16 januari). Veel Be-sterren hebben een compacte begeleider, maar doorgaans is dat een neutronenster. Het is voor het eerst dat er een zwart gat bij zo’n ster is aangetroffen. Be-sterren danken hun naam aan een combinatie van twee factoren: ze behoren tot de hete spectraalklasse B en hun spectra vertonen emissielijnen van waterstof en andere elementen. Dat laatste wijst erop dat de ster omgeven is door een schijf van materie die van de ster is weggeslingerd. Er zijn sterke aanwijzingen dat Be-sterren hun snelle rotatie te danken hebben aan een begeleidende zware ster die aan het eind van zijn korte bestaan opzwelt, als supernova ontploft en uiteindelijk als neutronenster of zwart gat eindigt. Tijdens de ‘opgezwollen’ fase stroomt er materie van die begeleider naar de latere Be-ster, waardoor deze steeds sneller gaat draaien. Daarbij worden aan de evenaar van de ster zulke grote snelheden bereikt, dat er materie van het steroppervlak kan ontsnappen. De Spaanse astronomen hebben nu ontdekt dat zich niet alleen rond de Be-ster van MWC 656 een materieschijf heeft gevormd, maar ook rond diens (niet rechtstreeks waarneembare) begeleider. Het lijkt erop dat er materie van de omvangrijke schijf rond de Be-ster overstroomt naar een zwart gat. Als die materie daadwerkelijk op het zwarte gat zou belanden, zou zij op weg daar naartoe intense röntgenstraling gaan uitzenden. Maar in dit geval heeft de materie zo veel snelheid, dat zij op veilige afstand om het zwarte gat heen blijft draaien. Dit laatste kan verklaren waarom er in de Melkweg nog maar zo weinig (een stuk of vijftig) zwarte gaten van stellaire massa zijn ontdekt, terwijl theoretici voorspellen dat er miljoenen zware dubbelsterren moeten zijn die uit de combinatie van een zwart gat en een min of meer normale ster bestaan. De ontdekking van het onopvallende zwarte gat in MWC 656 bewijst dat die combinatie niet kan garanderen dat er veel röntgenstraling wordt geproduceerd. (EE)
→ Spanish researchers discover the first black hole orbiting a ‘spinning’ star
9 januari 2014
Een internationaal team van astronomen heeft een nieuwe klasse van ‘hogesnelheidssterren’ ontdekt – solitaire sterren die snel genoeg bewegen om aan de zwaartekrachtsgreep van de Melkweg te ontsnappen. De ontdekking werd bekendgemaakt tijdens de zojuist afgesloten bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington DC, en is op 1 januari gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De nieuwe hogesnelheidssterren verschillen sterk van de snel bewegende sterren die eerder zijn ontdekt. Deze laatste zijn grote, blauwe sterren die vermoedelijk uit het centrum van de Melkweg afkomstig zijn. De nu ontdekte exemplaren zijn relatief klein – ongeveer zo groot als de zon – en lijken verrassend genoeg níét uit het galactisch centrum te komen. Het is niet eenvoudig om een ster uit het Melkwegstelsel te ‘schoppen’. Het meest voor de hand liggende mechanisme gaat ervan uit dat er af en toe een dubbelster vlak langs het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum scheert. Als in zo’n geval een van beide sterren door het zwarte gat wordt ingevangen, wordt de andere met grote snelheid weggeslingerd. Tot nu toe zijn achttien van zulke hogesnelheidssterren ontdekt. De hogesnelheidssterren van het nieuwe soort hebben dezelfde samenstelling als sterren die doorgaans in de schijf van het Melkwegstelsel worden aangetroffen – ver van het galactisch centrum. Maar hoe ze daaruit ontsnapt zijn, is nog volkomen onduidelijk. (EE)
→ Surprising new class of “hypervelocity stars” discovered escaping the galaxy
8 januari 2014
Astronomen van de universiteit van Michigan, onder wie de Nederlandse Nathalie Degenaar, zouden wel eens als eersten getuige kunnen zijn van een bijzondere botsing in het hart van onze Melkweg. Met behulp van de NASA-satelliet Swift maken zij dagelijks opnamen van een gaswolk van ongeveer drie aardmassa’s die naar het superzware zwarte gat in het galactisch centrum spiraalt. De gaswolk, die de aanduiding G2 heeft gekregen, is in 2011 ontdekt met de Europese Very Large Telescope in Chili. Verwacht werd dat de gaswolk eind 2013 zou worden opgeslokt door het galactische zwarte gat, dat bekendstaat als Sagittarius A*. Dat is niet gebeurd, maar veel langer dan een paar maanden kan het nu niet meer duren. Astronomen zijn heel benieuwd wat er gebeurt als het eenmaal zo ver is. En de Swift-satelliet is het enige instrument dat het hart van de Melkweg dagelijks op röntgengolflengten waarneemt – het golflengtegebied waarin de botsing waarschijnlijk het duidelijkst waarneembaar is. Hoeveel helderder het galactisch centrum zal worden, is een kwestie van afwachten. Want astronomen weten niet precies wat G2 is. Als het object inderdaad geheel uit gas bestaat, en geleidelijk door het superzware zwarte gat wordt opgeslokt, kan het hart van de Melkweg nog jarenlang een verhoogde röntgenhelderheid vertonen. Het is echter ook denkbaar dat in de gaswolk een zwakke, oude ster (of zelfs een klein zwart gat) schuilgaat. Als dat zo is, wordt het schouwspel waarschijnlijk veel minder spectaculair. Een ster heeft genoeg substantie om de getijkrachten van het zwarte gat te weerstaan en zou – veel van het gas met zich meesleurend – simpelweg vlak langs Sagittarius A* scheren. (EE)
→ A rare crash at the Milky Way's core: U-Michigan astronomers could be the first to see it
8 januari 2014
De Europese ruimtetelescoop Gaia heeft haar bestemming bereikt. Ze draait nu in een wijde baan om het zogeheten Lagrangepunt L2. Dat ligt anderhalf miljoen kilometer buiten de aardbaan, op de plek waar de gezamenlijke aantrekkingskracht van zon en aarde precies groot genoeg is om op te wegen tegen de middelpuntvliedende kracht die een om de zon draaiende satelliet met een omlooptijd van één jaar ondervindt. Korter geformuleerd: het L2-punt is een gravitationeel stabiel punt dat gelijke tred houdt met de beweging van de aarde om de zon. Gaia werd op 19 december van het afgelopen jaar gelanceerd. Haar missie bestaat uit het maken van een nauwkeurige, driedimensionale kaart van onze Melkweg. Daartoe moet, in de loop van de vijf jaar durende missie, van meer dan een miljard sterren ongeveer zeventig keer de positie, de afstand, de verplaatsing en de helderheid worden gemeten. Ook de temperatuur en de chemische samenstelling van deze sterren worden bepaald. Pas over een maand of vier, als alle instrumenten volledig getest en gekalibreerd (nauwkeurig ‘afgesteld’) zijn, kan Gaia met haar onderzoek beginnen. (EE)
→ Gaia enters its operational orbit
7 januari 2014
In de dampkring van bruine dwergsterren komen extreem krachtige stormen voor. Dat blijkt uit waarnemingen van NASA's Spitzer Space Telescope die vandaag gepresenteerd zijn op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C.Bruine dwergen zijn 'mislukte sterren'. Ze zijn veel zwaarder dan de planeet Jupiter, maar niet zwaar genoeg voor spontane kernfusiereacties van waterstof - de energiebron van sterren zoals de zon. Ze zijn ook veel koeler dan gewone sterren: tussen de 700 en 1500 graden Celsius.Met de infraroodruimtetelescoop Spitzer zijn tientallen bruine dwergen gedurende lange tijd waargenomen. Hun warmtestraling blijkt periodiek sterk te variëren. Dat wijst erop dat de meeste bruine dwergen voor een groot deel bewolkt zijn. Die wolken bestaan niet uit waterdruppeltjes, zoals op aarde, maar uit kleine zandkorrels en druppeltjes gesmolten ijzer - dat blijkt onomstotelijk uit spectroscopische waarnemingen. Sterrenkundigen vermoeden dat er in de dampkring van bruine dwergen ook bliksem en neerslag voorkomt.Van het bruine-dwergenpaar Luhman 16, dat begin 2013 ontdekt werd op een afstand van slechts 6,5 lichtjaar, vertoont ster B ook dergelijke extreme weersverschijnselen. Dat blijkt uit een waarnemingscampagne die is uitgevoerd met verschillende telescopen op aarde. Volgens de onderzoekers moeten de stormsystemen aanzienlijk groter zijn dan de Grote Rode Vlek, een kolossale storm in de dampkring van de reuzenplaneet Jupiter.Uit de Spitzer-waarnemingen blijkt ook dat sommige bruine dwergen veel trager om hun as draaien dan verwacht. De oorzaak daarvan is niet bekend; mogelijk zijn ze afgeremd door de aanwezigheid van een planeetachtige begeleider. (GS)
→ Stormy Stars? NASA's Spitzer Probes Weather on Brown Dwarfs (origineel persbericht)
5 januari 2014
Op 4200 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier hebben sterrenkundigen een bizarre drievoudige ster ontdekt, bestaande uit een snel roterende millisecondepulsar en twee witte dwergen. De lichtste witte dwerg draait in een kleine baan rond de pulsar, met een omlooptijd van 1,67 dagen; de zwaardere witte dwerg beweegt eens in de 327 dagen in een wijdere baan om het duo heen. De ontdekking is vandaag gepubliceerd in de online-editie van Nature en wordt maandagochtend gepresenteerd op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C.Nooit eerder is een drievoudig systeem ontdekt waarin zich een millisecondepulsar bevindt. De kleine, extreem compacte neutronenster draait 366 keer per seconde om zijn as. Zo'n snelle rotatie ontstaat door materie-overdracht van een begeleider.Het unieke drievoudige systeem, PSR J-337+1715 geheten, zal in de toekomst gebruikt kunnen worden om het sterke equivalentieprincipe uit Einsteins algemene relativiteitstheorie te testen. Volgens dat principe oefent de buitenste witte dwerg precies dezelfde zwaartekrachtsinvloed uit op zijn lichtere soortgenoot als op de rondtollende neutronenster. Veel alternatieve zwaartekrachttheorieën voorspellen een enigszins verschillende invloed. Uit nauwkeurige metingen aan de aankomsttijden van de radiopulsjes van de millisecondepulsar zouden zulke minieme verschillen moeten blijken.Het drievoudige systeem is het eindstadium van een lange evolutionaire ontwikkeling, aldus Ed van den Heuvel (Universiteit van Amsterdam) en Thomas Tauri (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn) in een tweede artikel in Astrophysical Jorunal Letters. Daarbij overleefde het stelsel onder andere een zogeheten common envelope-fase (waarbij de ene ster in de buitenlagen van de opgezwollen andere ster rondcirkelt), een supernova-explosie (waarbij de neutronenster ontstond) en twee rode-reuzenstadia, waarbij materie op de neutronenster werd gedumpt en uiteindelijk twee witte dwergen overbleven. (GS)
→ Pulsar in Triple System Makes Unique Gravity Lab (origineel persbericht)
31 december 2013
Bij waarnemingen met de VLA-radiotelescoop in de VS is bij twee zeer jonge sterren een begeleider ontdekt. Deze ontdekking bevestigt de theorie dat dubbelsterren worden geboren uit één en dezelfde schijf van gas en stof. Bekend is dat ongeveer de helft van alle zonachtige sterren minstens één stellaire begeleider heeft. Zulke dubbelsterren zouden kunnen ontstaan wanneer twee sterren, na afzonderlijk te zijn ontstaan, elkaar ‘invangen’. Maar de kans dat zoiets gebeurt, is veel te klein om de grote aantallen meervoudige sterren te kunnen verklaren. Het leek daarom al waarschijnlijk dat verreweg de meeste dubbelsterren ontstaan wanneer de schijven van gas en stof waaruit sterren worden geboren in een vroeg stadium in stukken uiteenvallen. Maar de enige manier om daar uitsluitsel over te krijgen is om zulke dubbelsterren-in-wording op heterdaad te betrappen. En bij twee protosterren in het sterrenbeeld Cepheus is dat nu gelukt. (EE)
→ New Studies Give Strong Boost to Binary-Star Formation Theory
20 december 2013
Het bestaan van zware sterren – sterren met minstens acht keer zoveel massa als de zon – is een intrigerend vraagstuk. Waarom zijn zij zo groot geworden, terwijl de grote meerderheid van alle sterren in de Melkweg aanzienlijk kleiner is? Op zoek naar een verklaring heeft een internationaal team van astronomen de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) op de kernen van enkele van de donkerste, koudste en meest compacte gaswolken in onze Melkweg gericht. De dichtheid van deze kernen is zo groot dat ze – onder invloed van de zwaartekracht – eigenlijk al tot zonachtige sterren samengetrokken zouden moeten zijn. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt echter dat dit niet is gebeurd: de gaswolken zijn koud, dus van sterren kan (nog) geen sprake zijn. Volgens de astronomen wijst dit erop dat de samentrekking van de gaswolken wordt belemmerd door een tegenkracht: het is bijvoorbeeld denkbaar dat ze worden ‘gestut’ door sterke magnetische velden. Dat zou ervoor zorgen dat het vormingsproces van de sterren-in-wording zo langzaam gaat dat ze de kans krijgen om veel massa te verzamelen. De nieuwe ALMA-waarnemingen laten dus zien dat een zware ster in feite op precies dezelfde manier ontstaat als een lichte, zonachtige ster. Het verschil in massa wordt uitsluitend bepaald door de omvang van de gaswolk waaruit de ster is voortgekomen. (EE)
→ Starless Cloud Cores Reveal Why Some Stars Are Bigger Than Others
19 december 2013
Vanochtend om 10.12 uur is vanaf de Europese lanceerbasis in Kourou (Frans-Guyana) de ruimtetelescoop Gaia gelanceerd. Deze astrometrische missie heeft als doel om een nauwkeurige, driedimensionale kaart van onze Melkweg te maken. Daartoe wordt een stellair ‘bevolkingsonderzoek’ opgestart onder meer dan een miljard sterren. Van elk van deze sterren zal in de loop van de vijf jaar durende missie ongeveer zeventig keer de positie, de afstand, de verplaatsing en de helderheid worden gemeten. Ook hun temperatuur en chemische samenstelling worden bepaald. Deze informatie moet meer inzicht geven in de structuur en de evolutie van de Melkweg. Zo zal Gaia kunnen vaststellen welke sterren overblijfselen zijn van kleinere sterrenstelsels die lang geleden door de Melkweg zijn ‘opgeslokt’. En door te kijken naar de globale beweging van sterren, zal de sonde ook de verdeling van de donkere materie in kaart kunnen brengen – de onzichtbare substantie die, naar astronomen vermoeden, sterrenstelsels als het onze bijeenhoudt. Gaia doet zijn waarnemingen vanuit een punt dat vanuit de zon gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde ligt – buiten de aardbaan dus. Vanuit deze bijzondere positie, die het Lagrangepunt L2 wordt genoemd, kan de ruimtetelescoop gelijke tred houden met onze planeet terwijl deze om de zon draait. Vanuit dat punt kan, zolang zon, aarde en maan maar buiten beeld blijven, de hemel ongehinderd worden waargenomen. De reis naar L2 duurt een week of drie. Naar verwachting zal Gaia tijdens zijn missie de meest uiteenlopende objecten ontdekken, van exoplaneten en bruine dwergen tot honderdduizenden planetoïden in ons eigen zonnestelsel. Ook zullen ongeveer 500.000 quasars (de heldere kernen van verre sterrenstelsels) worden onderzocht. Het reilen en zeilen van de ruimtetelescoop kan worden gevolgd via de website van ESA, maar ook via de Gaia Mission App voor iPhone en iPad die door wetenschappers van de universiteit van Barcelona is ontwikkeld. (EE)
→ Homepage Gaia (ESA)
17 december 2013
Bij waarnemingen met twee röntgensatellieten en met telescopen in Texas en Nieuw-Zeeland zijn twee bijzondere dubbelsterren opgespoord. De twee zijn waarschijnlijk voorlopers van een soort objecten waarvan het bestaan pas ongeveer een halve eeuw bekend is. Halverwege de vorige eeuw werd een merkwaardige ster ontdekt in het sterrenbeeld Canes Venatici (Jachthonden). Jaren later stelden astronomen vast dat dit object, dat de naam AM Canum Venaticorum (AM CVn) kreeg, in werkelijkheid uit twee sterren bestaat. Het tweetal, dat met een omlooptijd van slechts achttien minuten om elkaar draait, bleek niet de enige in zijn soort te zijn. AM CVn-sterren bestaan uit een witte dwerg – het restant van een zonachtige ster die aan het einde van zijn bestaan is ingestort – en een andere compacte ster – waarschijnlijk óók een witte dwerg. Tot nu toe was onduidelijk hoe zulke objecten ontstaan, maar de recente waarnemingen van de dubbelsterren J0751 en J1741 lijken daar nu verandering in te brengen. De waarnemingen laten zien dat de beide dubbelsterren uit twee witte dwergen bestaan: één met een massa van ongeveer een vijfde zonsmassa en één die minstens vijf keer zo zwaar is. Hun omlooptijden zijn beduidend groter dan die van AM CVn-sterren, wat erop wijst dat de witte dwergen nog relatief ver van elkaar verwijderd zijn. De verwachting is dat de witte dwergen van J0751 en J1741 geleidelijk naar elkaar toe spiralen. Mettertijd ontstaan op die manier vanzelf twee AM CVn-systemen, maar daar blijft het niet bij. Over naar schatting 100 miljoen jaar zal hun onderlinge afstand zo klein zijn, dat de zwaardere witte dwerg zijn lichtere soortgenoot opslokt – waarschijnlijk met explosieve gevolgen. (EE)
→ Doubling Down With Rare White Dwarf Systems
17 december 2013
Met de Hubble Space Telescope zijn spectaculaire lichtecho's waargenomen rond de veranderlijke ster RS Puppis, aan de zuidelijke hemel. RS Puppis is een zogheten cepheïde: een ster die periodiek opzwelt en weer inkrimpt, en daarbij ook helderder en zwakker wordt. De ster wordt omgeven door relatief dichte stofwolken, die de helderheids'uitbarstingen' van de ster reflecteren. Op die manier ontstaan zogeheten lichtecho's, die zich van binnen naar buiten door de stofwolken lijken te verplaatsen. Door waarnemingen van de ster gedurende een periode van vijf weken samen te voegen is een (versneld) filmpje gemaakt van de dansende lichtecho's.RS Puppis is enkele jaren geleden gebruikt om de relatie tussen de lichtkracht en de lichtwisselingsperiode van cepheïden heel nauwkeurig te kalibreren. Die periode-lichtkrachtrelatie wordt in de sterrenkunde gebruikt om de afstanden van andere sterrenstelsels te bepalen. (GS)
→ RS Puppis puts on a spectacular light show (origineel persbericht)
17 december 2013
De Europese Onderzoeksraad (ERC) heeft 14 miljoen euro toegekend aan een team van Europese astrofysici, onder wie Heino Falcke van de Radboud Universiteit en ASTRON, om voor de eerste keer een beeld van een zwart gat te maken. Het team zal de voorspellingen van zwaartekrachtstheorieën toetsen, waaronder de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Het project ‘BlackHoleCam’ krijgt een Synergy Grant, de grootste en meest competitieve subsidie binnen de ERC.Het BlackHoleCam-project heeft als doel de schaduw van de waarnemingshorizon van het centrale zwarte gat van de Melkweg waar te nemen, nieuwe radiopulsars te vinden nabij dit zwarte gat, en de waarnemingen te vergelijken met geavanceerde computersimulaties die op basis van zwaartekrachtstheorieën het gedrag van licht en materie rond zwarte gaten voorspellen. Hierbij zal het team, onder leiding van de onderzoekers Heino Falcke, Michael Kramer (Max-Planck-Institut für Radioastronomie) en Luciano Rezzolla (Goethe Universiteit, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), verschillende telescopen over de hele wereld gebruiken, om diep in het hart van onze Melkweg te kijken, waar zich de mysterieuze radiobron Sagittarius A* bevindt, naar algemeen wordt aangenomen ons centrale superzware zwarte gat.
→ Volledig persbericht NOVA
17 december 2013
Ons Melkwegstelsel heeft toch vier grote spiraalarmen. Dat blijkt uit een onderzoek aan de verdeling van jonge reuzensterren. De resultaten zijn gepubliceerd in Montly Notices of the Royal Astronomical Society. In de jaren vijftig werd de structuur van het Melkwegstelsel voor het eerst in kaart gebracht met behulp van radiotelescopen. Er werden vier grote spiraalarmen ontdekt. Maar in 2008 concludeerden Amerikaanse sterrenkundigen (op basis van metingen met de infraroodruimtetelescoop Spitzer) dat het Melkwegstelsel slechts twee grote spiraalarmen heeft. Nu blijken het er toch vier te zijn - tenminste, volgens een team van onderzoekers onder leiding van James Urquhart van het Max-Planck-Instituut voor Radioastronomie in Bonn. Urguhart en zijn collega's bestudeerden de verdeling van jonge, hete reuzensterren. Die leven maar kort en bevinden zich daardoor nog min of meer op de plaats waar ze zijn geboren - in de spiraalarmen van het Melkwegstelsel. Dat de Spitzer-telescoop slechts twee van de vier armen 'zag' komt waarschijnlijk doordat Spitzer zich richtte op de verdeling van lichtere, koelere sterren, vergelijkbaar met de zon. Die bereiken veel hogere leeftijden, waardoor ze zich door het Melkwegstelsel kunnen verspreiden. Blijkbaar bevatten slechts twee van de vier spiraalarmen voldoende materie om sterren 'op te vegen' en te concentreren. (GS)
→ Massive stars mark out Milky Way’s ‘missing arms' (origineel persbericht)
16 december 2013
Met de Smithsonian Submillimeter Array (SMA) op Mauna Kea, Hawaii, zijn gedetailleerde waarnemingen verricht van het stervormingsgebied W49A, op 36.000 lichtjaar afstand van de aarde, aan de andere kant van het Melkwegcentrum. Niet eerder is deze kolossale stellaire kraamkamer zo goed in beeld gebracht. W49A is een uitgestrekte wolk van gas en stof die ca. één miljoen keer zoveel materie bevat als de zon. De dichtheid in het centrale deel van de wolk is uitzonderlijk hoog; uit de SMA-metingen (gepubliceerd in Astrophyiscal Journal) blijkt dat zich hier een gigantische sterrenhoop aan het vormen is die ca. honderdduizend sterren bevat in een gebied met een middellijn van slechts tien lichtjaar. Ook zijn 'rivieren' van koel gas in kaart gebracht waarlangs materie in de richting van het centrum van het stervormingsgebied beweegt, met snelheden van ca. 2 kilometer per seconde.W49A produceert ongeveer honderd maal zoveel energie als de beroemde (en veel nabijere) Orionnevel, maar doordat de sterrenfabriek verduisterd wordt door kosmische stofwolken, kan hij alleen waargenomen worden op infrarode en (sub-)millimetergolflengten. (GS)
→ SMA Reveals Giant Star Cluster in the Making (origineel persbericht)
16 december 2013
Duitse radioastronomen hebben in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society een nieuwe theorie gepubliceerd voor de vorming van een bijzonder type millisecondepulsars. Dat zijn pulserende neutronensterren die honderden malen per seconde om hun as draaien. De meeste millisecondepulsars ontstaan doordat ze 'opgezweept' worden door materieoverdracht van een begeleider. Een van de resultaten van die wisselwerking is dat de pulsar en de begeleider een vrijwel volmaakte cirkelbaan om elkaar heen beschrijven. De afgelopen tijd zijn echter ook millisecondepulsars ontdekt in excentrische banen. Paulo Freire en Thomas Tauris denken nu dat deze 'excentrische millisecondepulsars' mogelijk op een andere manier ontstaan. In hun theorie is er sprake van een dubbelster die uit een gewone ster en een compacte witte dwerg bestaat. Door materieoverdracht van de gewone ster gaat de witte dwerg steeds sneller roteren en wordt hij bovendien zwaarder - zwaarder dan de kritische massa waarbij hij tot een neutronenster ineen zou moeten storten. De snelle rotatie en de bijbehorende centrifugale kracht voorkomt dat echter. Na verloop van tijd komt de materieoverdracht tot stilstand. De enorm snelle rotatie van de witte dwerg neemt geleidelijk af, en op een bepaald moment stort hij toch ineen tot een - zeer snel roterende - neutronenster. Door de zwaartekrachtsgolven die daarbij vrijkomen komt de pas gevormde millisecondepulsar in een sterk langgerekte baan terecht. (GS)
→ The Manifold Path to Millisecond Pulsars (origineel persbericht)
12 december 2013
Een team van voornamelijk Europese astronomen is er voor het eerst in geslaagd om edelgasmoleculen waar te nemen in de ruimte. Met behulp van de infraroodsatelliet Herschel hebben zij in de Krabnevel, het bijna duizend jaar oude restant van een supernova-explosie, de chemische vingerafdruk van argonhydride-ionen ontdekt (Science, 13 december). De ontdekking werd gedaan bij een onderzoek van koel stof in diverse supernovarestanten. Dat daarbij argonhydride werd opgespoord kwam als een grote verrassing, omdat een edelgas als argon maar heel moeilijk moleculen – bindingen met andere atomen – vormt. Dat dit uitgerekend in de roerige omgeving van een supernova wel lukt is opmerkelijk. Het argon dat in de Krabnevel is waargenomen is niet de stabiele variant (argon-40), die veel voorkomt in de aardatmosfeer, maar de isotoop argon-36. In de ruimte komt juist deze theoretisch instabiele isotoop, die ontstaat bij supernova-explosies, het meest voor. In dit geval lijkt de energie van de neutronenster in het hart van de Krabnevel het argon te hebben geïoniseerd, waardoor het bindingen kan aangaan met waterstofatomen. De ontdekking van argon-36 in de Krabnevel bevestigt de theoretische voorspelling dat bij een supernova-explosie veel argon-36 en geen argon-40 wordt geproduceerd. (EE)
→ Astronomers discover first noble gas molecules in space
12 december 2013
In 2007 namen astronomen voor het eerst een ‘radioflits’ waar – een uitbarsting van radiostraling die slechts een fractie van een seconde duurt. De eigenschappen van deze radiopulsen leken erop te wijzen dat ze afkomstig zijn van sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. Maar nieuw onderzoek zoekt het bij sterren in onze eigen Melkweg. Tot nu toe is slechts een handjevol radioflitsen waargenomen. Omdat elk van die kortstondige uitbarstingen een eenmalige gebeurtenis was, laat de oorzaak ervan zich niet gemakkelijk vaststellen. Een gedetailleerde analyse van de waargenomen radioflitsen heeft laten zien dat de radiopulsen onderweg naar de aarde grote aantallen elektronen zijn tegengekomen. Dat zou kunnen betekenen dat hun bronnen zich op zeer grote afstand van de aarde bevinden – ver buiten de Melkweg. In dat geval zou het om extreem energierijke verschijnselen moeten gaan, bijvoorbeeld de vorming van zwarte gaten. Avi Loeb van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en zijn collega’s zoeken de oorzaak veel dichter bij huis. Volgens hen zijn uitbarstingen in de atmosferen van sterren – vergelijkbaar met de zonnevlammen die onze eigen ster vertoont – de bron van de radioflitsen. De vele elektronen in de ijle buitenste atmosfeer van de ster zouden hetzelfde effect op de radiopulsen hebben als de veel schaarsere elektronen in de elektronen in de intergalactische ruimte. Er zijn twee soorten sterren die sterke uitbarstingen van radiostraling produceren: jonge, lichte sterren en dubbelstersystemen waarin twee zonachtige sterren op zo’n kleine afstand om elkaar cirkelen dat hun atmosferen elkaar overlappen. Omdat beide soorten ook helderheidsvariaties in zichtbaar licht vertonen, hebben Loeb en collega’s op de posities van drie radioflitsen naar veranderlijke sterren gezocht – iets dat verrassend genoeg nog niet eerder was geprobeerd. Op één van de locaties hebben de astronomen inderdaad een ‘contactdubbelster’ ontdekt: twee zonachtige sterren die met een periode van minder dan acht uur om elkaar wentelen. Dat zou natuurlijk toeval kunnen zijn, maar die kans lijkt niet groot: zó talrijk zijn contactdubbelsterren niet. (EE)
→ Fast Radio Bursts Might Come From Nearby Stars
11 december 2013
Een team van astronomen onder leiding van de Chinese promovenda Ping Zhou heeft een nieuwe veranderlijke magnetar ontdekt. De ontdekking van deze negende magnetar in zijn soort is gedaan binnen een COSPAR Capacity Building Workshop voor jonge onderzoekers in ontwikkelingslanden. Mogelijk vormde de magnetar (een ultramagnetische neutronenster) een dubbelster met een anti-magnetar. De resultaten van het onderzoek worden gepubliceerd in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters. Wanneer een zware ster in een supernova-explosie aan het einde van zijn leven komt, ontstaat een neutronenster of zwart gat. Een veranderlijke magnetar is een neutronenster met een ultrasterk magnetisch veld die plotseling oplicht en weer langzaam uitdooft. Slechts acht van dergelijke magnetars waren bekend. Zhou deed gedurende de COSPAR-training onderzoek naar de nabije supernovarest SNR Kes 79. Op röntgenbeelden door ESA’s röntgensatelliet XMM-Newton uit 2008 en 2009 ontdekte zij ten zuiden van de supernovarest een heldere bron die daar in 2007 nog niet was te zien.De ontdekte magnetar 3XMM J186536.6+003317 zendt elke 11,56 seconden een röntgenpuls uit, en draait daarmee het traagst om zijn as van alle bekende veranderlijke magnetars. Zijn leeftijd en afstand geven aan dat er waarschijnlijk een connectie bestaat met de nabije supernovarest en de ‘anti-magnetar’ die in het centrum daarvan te vinden is. Een anti-magnetar is een neutronenster die met een extreem laag magnetisch veld is ontstaan. Mogelijk vormden de magnetar en de anti-magnetar een dubbelster die is ontkoppeld door de supernova-explosie. COSPAR is de International Committee On Space Research, en de COSPAR Capacity Building Workshops zijn gericht op jonge onderzoekers in ontwikkelingslanden.
→ Oorspronkelijk persbericht
9 december 2013
De kleinste sterren in het heelal stralen 8000 keer zo weinig energie uit als de zon, zijn 11,5 keer zo klein en hebben een oppervlaktetemperatuur van 1830 graden Celsius. Een gloeiende gasbol die nog lichtzwakker, kleiner en koeler is, is niet langer een ster maar een zogeheten bruine dwerg. Dat blijkt uit precisiewaarnemingen aan een groot aantal 'grensgevallen' tussen echt en 'mislukte' sterren, die verricht zijn met verschillende telescopen op het zuidelijk halfrond en die binnenkort gepubliceerd worden in Astronomical Journal. Bruine dwergen zijn 'sterren' waarin geen spontane kernfusiereacties van waterstof plaatsvinden, omdat druk en temperatuur in het inwendige niet hoog genoeg zijn. In tegenstelling tot sterren, die grotere afmetingen hebben wanneer ze zwaarder zijn, zijn bruine dwergen juist kleiner bij toenemende massa. Astronomen van het RECONS-programma (REsearch Consortium On Nearby Stars) van de Georgia State University hebben nu van een groot aantal objecten heel nauwkeurig massa en middellijn bepaald. Uit de metingen blijkt dat het omslagpunt tussen echte sterren en bruine dwergen bij een oppervlaktetemperatuur van 1830 graden Celsius ligt. (GS)
→ NOAO/SOAR: Where do stars end and brown dwarfs begin? (origineel persbericht)
4 december 2013
Een team met Nederlandse sterrenkundigen heeft ontdekt dat een bekende röntgendubbelster in het sterrenbeeld Circinus (Passer) veel jonger is dan gedacht. Deze ontdekking is van belang, omdat we aan de hand van dit soort objecten kunnen onderzoeken wat er gebeurt als een ster als supernova ontploft en een neutronenster vormt. Röntgendubbelsterren behoren tot de helderste bronnen van röntgenstraling aan de hemel. Ze bestaan uit een gewone ster (zoals onze zon) die om een neutronenster of een zwart gat heen draait en ondertussen door zijn begeleider wordt ‘opgegeten’. Die neutronenster (of het zwarte gat) is het compacte restant van een zware ster die aan het eind van zijn leven is ontploft. Een team met onder anderen SRON-onderzoeker Peter Jonker heeft nu ontdekt dat de röntgendubbelster Circinus X-1 – die al tientallen jaren bekend is — minder dan 4600 jaar oud is. Daarmee is dit de jongste röntgendubbelster die we kennen. Sterrenkundigen hebben al honderden röntgendubbelsterren waargenomen, maar met geschatte leeftijden van miljarden jaren laten die alleen zien wat er veel later in de evolutie van zulke dubbelsterren gebeurt. Doorgaans straalt Circinus X-1 zo helder dat hij alles in zijn omgeving met röntgenlicht overspoelt. Maar sinds 2005 is de röntgenhelderheid van het object duidelijk ingezakt. Hierdoor waren de sterrenkundigen nu in staat om ook de nagloeiende restanten van de supernova-explosie waaruit de neutronenster is voortgekomen te onderzoeken. En daaruit kon de leeftijd van Circinus X-1 worden afgeleid. (EE)
→ Jonge röntgendubbelster is bijzonder ruimtelab (origineel persbericht)
3 december 2013
De aanwezigheid van stofdeeltjes in moleculaire wolken waaruit sterren ontstaan, verandert de verdeling van de beginmassa’s van sterren. De fragmentatie en ineenstorting van de wolk verloopt zodanig dat er relatief veel zware sterren worden gevormd. Dit blijkt uit simulaties door de Groningse astronoom Seyit Hocuk, in samenwerking met collega’s Stephanie Cazaux en Marco Spaans, waarbij voor het eerst stofdeeltjes zijn betrokken. De resultaten van het onderzoek worden op 23 januari online gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Hocuk en zijn collega’s hebben voor het eerst 3D-simulaties uitgevoerd van de fragmentatie en ineenstorting van een bolvormige moleculaire wolk met stofdeeltjes. Op het oppervlak van deze stofdeeltjes kunnen chemische reacties plaatsvinden die van invloed zijn op de chemische samenstelling en de temperatuur van de wolk.Uit de simulaties blijkt dat met name het vastvriezen van koolstofmonoxidemoleculen op het oppervlak van stofdeeltjes ertoe leidt dat de wolk niet efficiënt kan afkoelen. Door de hogere temperatuur vertraagt de ineenstorting van lokale gasverdichtingen en hoopt meer materie zich op. Zodra ze een kritieke dichtheid hebben bereikt, koelen ze snel af, krimpen ze gemakkelijk ineen en ontstaan relatief veel sterren met hogere beginmassa's.
→ Origineel (volledig) persbericht
27 november 2013
De zogeheten centrale verdikking ('bulge') in de kern van ons Melkwegstelsel heeft (in dwarsdoorsnede) de vorm van een pinda, of een liggende 8. Die conclusie trekt een internationaal team van astronomen op basis van nieuwe wiskundige modellen van de bewegingen van sterren in het centrum van de Melkweg. De resultaten zijn deze week gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Ons Melkwegstelsel is een zogeheten balkspiraalstelsel, waarbij de sterren in het centrum verdeeld zijn in een enigszins langgerekte structuur - de centrale balk. Uit de nieuwe modellen blijkt dat sterren die rond het Melkwegcentrum bewegen op bepaalde afstanden in een soort resonantie met het zwaartekrachtsveld van die balk terecht kunnen komen. Het gevolg daarvan is dat ze iets verder boven en onder het centrale vlak van het Melkwegstelsel kunnen bewegen. Op die manier ontstaat er op zekere afstand van het Melkwegcentrum een dikkere structuur, die tot het pindavormige zijaanzicht leidt.Of de modellen inderdaad goed overeenkomen met de realiteit zal de komende jaren blijken, wanneer de Europese ruimtetelescoop Gaia een gedetailleerde driedimensionale kaart van miljarden sterren in het Melkwegstelsel gaat maken. Gaia wordt op 19 december gelanceerd. (GS)
→ Figures of Eight and Peanut Shells: How Stars Move at the Center of the Galaxy (origineel persbericht)
26 november 2013
Dankzij Einstein@Home, een citizen science-project waarbij vrijwilligers hun thuiscomputers beschikbaar stellen voor het doorzoeken van waarnemingsgegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi, zijn vier nieuwe gamma-pulsars ontdekt: extreem compacte en snel roterende sterren die uitsluitend op energierijke gamma-golflengten pulseren. Aan Einstein@Home doen wereldwijd ca. 40.000 mensen mee. De nieuw ontdekte gamma-pulsars bevinden zich alle vier in het vlak van het Melkwegstelsel en hebben een geschatte leeftijd van enkele tienduizenden jaren. Twee ervan hebben een zogeheten 'pulsar glitch' vertoond: een plotseling kleine verandering in de rotatiesnelheid.De ware aard van gamma-pulsars wordt nog niet goed begrepen. Pulsars zijn onder een bepaalde oriëntatie meestal vooral op radiogolflengten zichtbaar; kennelijk wordt de gammastraling in een ander gebied op of rond de pulsar opgewekt. De identificatie van de pulsars in de waarnemingen van Fermi - een ruimtetelescoop die kosmische gammastraling waarneemt - vergt enorm veel rekenkracht; vandaar dat gebruik wordt gemaakt van het gezamenlijke rekenvermogen van een groot aantal afzonderlijke thuiscomputers. Einstein@Home werd in 2005 in het leven geroepen voor het doorspitten van waarnemingsgegevens van LIGO, een detector voor zwaartekrachtsgolven. (GS)
→ Home Computers Discover Gamma-ray Pulsars (origineel persbericht)
25 november 2013
Tycho's supernovarest, het overblijfsel van een sterexplosie die in 1572 werd waargenomen door de Deense astronoom Tycho Brahe, zendt röntgenstraling uit als gevolg van een achterwaartse schokgolf van Mach 1000 - duizend maal de snelheid van het geluid. Dat blijkt uit metingen die zijn verricht met de Japanse röntgensatelliet Suzaku.Een Type Ia-supernova, zoals die van Tycho, is de explosie van een witte dwergster. Materiaal wordt met snelheden van ca. 5000 kilometer per seconde de ruimte in geblazen. Wanneer de weggeblazen materie in botsing komt met het ijle omringende interstellaire gas, ontstaan er schokgolven, zowel naar buiten gericht als naar binnen gericht. Door de energie van de achterwaartse schokgolf beginnen gasatomen in de supernovarest te fluoresceren op röntgengolflengten.Het onderzoeksteam, onder leiding van Hiroya Yamagushi van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, wil ook in andere supernovaresten op zoek gaan naar aanwijzingen voor het bestaan van achterwaartse schokgolven. De resultaten van het onderzoek aan Tycho's supernovarest (in het sterrenbeeld Cassiopeia) zijn geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Mach 1000 Shock Wave Lights Supernova Remnant (origineel persbericht)
20 november 2013
Astronomen hebben ontdekt dat Sagittarius A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, inderdaad een bundel of ‘jet’ van energierijke deeltjes uitstoot. Het doorslaggevende bewijs voor het bestaan van de vrij zwakke jet, waar al eerder aanwijzingen voor waren gevonden, is geleverd door de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra. Jets zijn een veelvoorkomend verschijnsel in het heelal. Kleine versies zijn te vinden bij jonge sterren, maar de meest indrukwekkende jets worden uitgestoten door de superzware zwarte gaten zoals die in de kernen van bijna alle sterrenstelsels worden aangetroffen. Wetenschappers denken dat zo’n ‘superjet’ ontstaat wanneer een deel van de materie die naar het zwarte gat stroomt dankzij een nog niet helemaal begrepen proces de ruimte in wordt geblazen voordat zij door het zwarte gat kan worden opgeslokt. Het onderzoek van de jet van Sgr A* laat zien dat de rotatie-as van dit zwarte gat precies samenvalt met de rotatie-as van het Melkwegstelsel. Dat wijst erop dat ons stelsel in recente tijden niet in botsing is gekomen met een grote soortgenoot. In dat geval zouden de centrale zwarte gaten van de twee stelsels namelijk zijn samengesmolten, en zou de jet van Sgr A* ongetwijfeld in een heel andere richting wijzen. Dat de jet van Sgr A* zo zwak is, betekent dat er al honderden jaren weinig materie naar dit vier miljoen zonsmassa’s zware object stroomt. Maar er zijn aanwijzingen dat het zwarte gat ooit aanzienlijk actiever is geweest. Zo zijn er in het verlengde van de rotatie-as van de Melkweg kolossale bellen van energierijke deeltjes ontdekt, die bij een eerdere uitbarsting van Sgr A* zijn uitgezonden. (EE)
→ NASA’s Chandra Helps Confirm Evidence Of Jet In Milky Way’s Black Hole
20 november 2013
Een internationaal team van astronomen heeft twee van de oudste bruine dwergen in de Melkweg ontdekt. De twee objecten zijn vermoedelijk meer dan tien miljard jaar geleden ontstaan, toen het Melkwegstelsel nog heel jong was, en zouden volgens de ontdekkers wel eens tot een grote, moeilijk waarneembare populatie van ‘mislukte’ sterren kunnen behoren (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Bruine dwergen zijn sterachtige objecten die zo weinig massa hebben (minder dan 0,07 zonsmassa) dat er geen kernfusiereacties in hun inwendige kunnen optreden. Hierdoor zijn bruine dwergen veel minder heet dan ‘echte’ sterren en koelen ze mettertijd ook steeds verder af. De hier besproken bruine dwergen hebben temperaturen van slechts enkele honderden graden. Ter vergelijking: de oppervlaktetemperatuur van de zon bedraagt 5600 graden. De twee bruine dwergen, die zich in de sterrenbeelden Vissen en Waterslang bevinden, zijn ontdekt in gegevens die in de periode 2010-2011 zijn verzameld door de Amerikaanse infraroodsatelliet WISE. Ze hebben de aanduidingen WISE 0013+0634 en WISE 0833+0052 gekregen. Uit vervolgonderzoek met grote telescopen op aarde is gebleken dat ze vrijwel geen elementen zwaarder dan waterstof bevatten – een duidelijke aanwijzing dat ze tot de oudste generatie objecten van de Melkweg behoren. De sterren in onze naaste omgeving behoren tot drie elkaar overlappende populaties: de dunne schijf, de dikke schijf en de halo – benamingen die naar hoofdstructuren van ons sterrenstelsel verwijzen. De meeste sterren, waaronder onze zon, maken deel uit van de (slechts enkele duizenden lichtjaren) dunne schijf, die waarschijnlijk pas tegen het einde van het ontstaansproces van de Melkweg is gevormd. De dikke schijf is veel ouder dan de dunne schijf, en de sterren van deze populatie bewegen met hogere snelheden op en neer. De beide schijfcomponenten worden omgeven door de halo, die de schamele restanten bevat van de eerste sterren die in de Melkweg zijn ontstaan. Ongeveer 97% van alle sterren in onze omgeving behoren tot de dunne schijf, de rest tot de dikke schijf of de halo. Volgens de astronomen die de twee stokoude bruine dwergen hebben ontdekt, betekent dit dat er nog aanzienlijke aantallen van deze mislukte sterren op ontdekking wachten. De zoektocht ernaar zal niet meevallen, omdat deze bijzondere objecten, die meer inzicht kunnen geven in de oertijd van de Melkweg, bijzonder zwakke stralers zijn. (EE)
→ The Galaxy's ancient brown dwarf population revealed
19 november 2013
Onderzoek van de radioactieve nagloeiing van supernova’s met de Europese gammasatelliet INTEGRAL wijst erop dat het ‘puin’ van ontplofte sterren zich gemiddeld veel sneller door de Melkweg voortbeweegt dan de meeste sterren en gaswolken. Het uitgestoten materiaal is waarschijnlijk afkomstig uit grote sterrenhopen, rijk aan zware sterren, aan de rand van de spiraalarmen van de Melkweg. Bij het onderzoek met INTEGRAL is gekeken naar de gammastraling van aluminium-26, een radioactief element dat vrijkomt als een zware ster aan het eind van zijn leven ontploft. Dat element vervalt heel geleidelijk, in de loop van honderdduizenden jaren, tot het stabiele element magnesium-26. Dat trage verval heeft tot gevolg dat het materiaal dat door een ontplofte ster is uitgestoten nog waarneembaar is als het restant van de ster op optische en andere makkelijk waarneembare golflengten allang is uitgedoofd. De gammawaarnemingen laten zien dat het uitgestoten materiaal in de eerste miljoenen jaren na de supernova-explosie twee keer zo snel beweegt als de gemiddelde ster. Dat het stellaire puin kort na de explosie grote snelheden vertoont, ligt voor de hand. Maar dat het materiaal ook na een miljoen jaar nog zo snel beweegt, komt enigszins als een verrassing. De onderzoeksresultaten bevestigen de al bestaande indruk dat zware sterren en supernova’s vooral langs de randen van de spiraalarmen van de Melkweg te vinden zijn, terwijl het meeste gas en stof waaruit nieuwe sterren worden geboren zich juist in het hart van de armen bevindt. Blijkbaar migreren de sterren die diep in het inwendige van de spiraalarmen ontstaan tijdens hun leven geleidelijk naar de rand ervan. Als de zwaarste sterren uiteindelijk exploderen, ontsnapt een deel van het uitgestoten materiaal in de richting van de ruimte tussen de spiraalarmen. Daar bevindt zich weinig interstellair gas en kan het puin van de supernova zich tamelijk ongehinderd blijven voortbewegen. (EE)
→ Debris From Stellar Explosions In The Galaxy's Fast Lane
19 november 2013
De internationale radiotelescoop LOFAR heeft – voor het eerst – twee nieuwe pulsars ontdekt. Pulsars zijn snel rond hun as tollende neutronensterren, de overblijfselen van zware sterren die door een supernova-explosie aan hun einde zijn gekomen. De zwakke, kortstondige radioflitsen die de beide objecten uitzenden zijn ontdekt bij het uitpluizen van de enorme hoeveelheid gegevens die LOFAR tijdens de eerste ‘opwarmrondes’ van een systematische zoektocht naar nieuwe pulsars heeft verzameld. De resultaten staan beschreven in het proefschrift dat astronoom Thijs Coenen op 20 november verdedigt aan de Universiteit van Amsterdam. De radioflitsen van pulsars ontstaan doordat deze objecten, al rondtollend, bundels radiostraling uitzenden – ongeveer net zoals een vuurtoren dat doet. Tot nu toe zijn tweeduizend van deze objecten ontdekt. Astronomen gaan er echter van uit dat er alleen al in onze Melkweg 50.000 actieve pulsars moeten zijn. LOFAR is een radiotelescoop in het noordoosten van Nederland die uitwaaiert over andere Europese landen. De telescoop bestaat uit een netwerk van duizenden kleine antennes, die via een omvangrijk glasvezelnetwerk met een supercomputer zijn verbonden. LOFAR kan worden gezien als de voorloper van de toekomstige Square Kilometre Array (SKA). Zijn hoge gevoeligheid maakt hem bij uitstek geschikt voor de zoektocht naar pulsars: het instrument kan meer dan duizend beelden per seconde maken van een groot stuk van de hemel. (EE)
→ Nederlandse supertelescoop LOFAR vindt eerste pulsars
13 november 2013
Een internationaal team van astronomen heeft een kwestie opgelost waar tot nu toe onduidelijkheid over bestond: waaruit bestaan de materiebundels of ‘jets’ die door zwarte gaten worden uitgestoten? Het heeft er alle schijn van dat het om normale atomaire materie gaat (Nature, 14 november). De ontdekking werd gedaan bij waarnemingen van een ‘dubbelster’, bestaande uit een enkele zonsmassa’s zwaar zwart gat en een normale ster. In zulke systemen stroomt vaak materie van de ster naar het zwarte gat, die zich in eerste instantie verzamelt in een zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. Vanuit die schijf wordt een deel van de materie via twee smalle jets met hoge snelheid de ruimte in geblazen. De astronomen hebben de dubbelster, die de aanduiding 4U 1630-4 draagt, bekeken met een Australische radiotelescoop en de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. Bij het begin van de waarnemingen vertoonde het zwarte gat geen jetactiviteit en liet ook het röntgenspectrum van het object niets bijzonders zien. Maar enkele weken later waren er alsnog jets verschenen en doken er opvallende lijnen op in het spectrum: de ‘vingerafdrukken’ van ijzer- en nikkelatomen die door de hitte bijna al hun elektronen waren kwijtgeraakt. Die spectraallijnen werden echter niet op hun gebruikelijke golflengten aangetroffen, maar waren een flink stuk opgeschoven. De meest waarschijnlijk oorzaak: hetzelfde dopplereffect dat een sirene van een ambulance die dichterbij komt hoger laat klinken. Uit de verschuiving van de spectraallijnen kan worden afgeleid dat de röntgenstraling uitzendende atomen met ongeveer 200.000 kilometer per seconde onze kant op komen. Dat betekent dat de deeltjes vrijwel zeker deel uitmaken van een jet van 4U 1630-4 die min of meer in de richting van de aarde wijst. Eerder was al ontdekt dat de jets van zwarte gaten elektronen bevatten – deeltjes met een negatieve lading – maar netto ‘neutraal’ zijn en dus ook positief geladen deeltjes moeten bevatten. De vraag was of dat positronen waren – de antimaterie-variant van elektronen – of positief geladen atomen. De nieuwe waarnemingen wijzen er sterk op dat het laatste het geval is. Hieruit leiden de astronomen af dat de jets hun energie ontlenen aan de accretieschijf rond het zwarte gat, en niet aan de draaiing van het zwarte gat zelf. In het laatste geval zou de jet namelijk uitsluitend lichte deeltjes, zoals elektronen en positronen, mogen bevatten. (EE)
→ Astronomers reveal contents of mysterious black hole jets
8 november 2013
Waarnemingen met de dit voorjaar uitgeschakelde Europese infraroodsatelliet Herschel tonen aan dat de omgeving waarin sterren worden geboren medebepalend is voor hun ‘geboortegewicht’. Sommige sterren-in-wording liggen als het ware aan een ‘infuus’ van gas en bereiken daardoor een grotere massa dan hun soortgenoten elders. Sterren ontstaan door het samentrekken van grote wolken van interstellair gas. In één zo’n wolk kunnen honderden sterren worden geboren, met massa’s die uiteenlopen van minder dan één zonsmassa tot vele tientallen zonsmassa’s. De Herschel-waarnemingen laten zien dat de stervormingsgebieden in ons Melkweg wemelen van de filamenten: buisvormige structuren van gas en stof die zich over tientallen lichtjaren kunnen uitstrekken. Hoewel het bestaan van dergelijke structuren al jaren bekend was, was Herschel de eerste satelliet die hun eigenschappen nauwkeurig kon onderzoeken. Hoewel nog onduidelijk is hoe de filamenten ontstaan, kan uit onderzoek van het stervormingsgebied L1641 in het sterrenbeeld Orion al wel worden geconcludeerd dat de sterren die binnen zo’n filament worden geboren gemiddeld zwaarder zijn dan de sterren elders in dezelfde gaswolk. Volgens de astronomen die dat hebben vastgesteld, komt dit doordat sterren die in een filament worden geboren simpelweg meer gas tot hun beschikking hebben. (EE)
→ Stars born in filaments tend to outweigh stars formed in the field
5 november 2013
Vorig jaar ontdekten astronomen twee zwarte gaten in de bolvormige sterrenhoop M22 – een compacte verzameling sterren. Op dat moment was nog onduidelijk of zwarte gaten een normaal verschijnsel zijn in zulke sterrenhopen of dat de ontdekking een toevalstreffer was. Het lijkt erop dat het eerste geval is: ook in de bolhoop M62 is nu een zwart gat opgespoord. M62 bevindt zich in het sterrenbeeld Slangendrager en is ongeveer 22.000 lichtjaar verwijderd van de aarde. Zwarte gaten zijn de ineengestorte restanten van zware sterren. Tot voor kort gingen astronomen ervan uit dat deze objecten niet – of beter gezegd: niet méér – voorkomen in bolvormige sterrenhopen. Computersimulaties laten weliswaar zien dat er vroeg in de geschiedenis van zo’n sterrenhoop veel zwarte gaten ontstaan. Maar door hun grote massa zouden deze objecten naar het centrum zijn ‘gezonken’ en elkaar vervolgens uit de bolhoop hebben geslingerd. Uiteindelijk blijft er dan maar één zwart gat over. De recente ontdekkingen wijzen erop dat dit opruimproces niet zo efficiënt verloopt als tot nu toe werd aangenomen. Er is dus een nieuw ‘jachtterrein’ voor zwarte gaten bijgekomen. (EE)
→ MSU-led research finds another black hole in a star cluster
1 november 2013
Met de Hubble Space Telescope is een (nieuwe) opname gemaakt van Proxima Centauri, de ster die - afgezien van de zon - het dichtst bij de aarde staat, op een afstand van ca. 4 lichtjaar. Proxima is een rode dwergster die ondanks de kleine afstand te zwak is om met het blote oog te zien. Bovendien bevindt hij zich aan de zuidelijke hemel. Hij draait in een wijde baan rond de dubbelster Alfa Centauri, die (vanuit de Tropen en vanaf het zuidelijk halfrond) wél gemakkelijk met het blote oog zichtbaar is. (GS)
→ New shot of Proxima Centauri, our nearest neighbour
31 oktober 2013
Een reusachtige wolk van waterstofgas die op ramkoers ligt met onze Melkweg zou die botsing wel eens kunnen overleven. Astronomen hebben namelijk ontdekt dat de gaswolk een magnetisch veld met zich meevoert, dat als een beschermend schild werkt. Deze ontdekking kan helpen verklaren waarom dergelijke hogesnelheidswolken grotendeels intact blijven als ze door een sterrenstelsel worden opgeslokt. De onderzochte gaswolk, die de Smith-wolk wordt genoemd, nadert de Melkweg met een snelheid van meer dan 250 kilometer per seconde en zal daar naar verwachting over ongeveer 30 miljoen jaar mee in botsing komen. Vóór het zover is, moet de Smith-wolk zich echter nog een weg banen door de halo – het ijle omhulsel van heet geïoniseerd gas – van de Melkweg. Normaal gesproken zou de gaswolk deze tocht niet overleven. Maar de aanwezigheid van een (zwak) magnetisch veld vergroot de overlevingskansen van de Smith-wolk aanzienlijk. Dat kan betekenen dat hij straks min of meer ongeschonden in de schijf van de Melkweg duikt – een gebeurtenis die tot de vorming van grote aantallen nieuwe sterren leidt. Rond onze Melkweg zwermen honderden hogesnelheidswolken als de Smith-wolk. Het zijn waarschijnlijk overgebleven ‘bouwstenen’ uit de tijd dat ons sterrenstelsel nog in aanbouw was of de restanten van kleine sterrenstelsels die miljarden jaren geleden zo dicht langs de Melkweg zijn gescheerd, dat ze aan flarden werden getrokken. Deze gaswolken zijn weliswaar heel groot, maar ook heel ijl. Computersimulaties voorspellen dan ook dat ze te kwetsbaar zijn om een tocht door de halo van een sterrenstelsel te doorstaan. Toch waren er aanwijzingen dat de Smith-wolk al eens dwars door de schijf van de Melkweg heen is gevlogen. De ontdekking van het inwendige magnetische veld kan die discrepantie tussen theorie en praktijk verklaren. (EE)
→ Magnetic ‘Force Field’ Shields Giant Gas Cloud during Collision with Milky Way
31 oktober 2013
Met een radioschotel die ooit werd gebruikt om ballistische raketten te volgen, detecteren astronomen de veranderingen in het magnetische veld en de rotatie van de Krabpulsar – het rondtollende restant van een ster die in het jaar 1054 is ontploft. De meest recente resultaten van dat onderzoek, waar ook de Nederlanders Cees Bassa en Patrick Weltevrede aan meewerken, zijn deze week in het tijdschrift Science verschenen. De Krabpulsar is een neutronenster, het ongeveer 25 kilometer grote, uiterst compacte restant van de kern van een zware ster die aan het einde van zijn bestaan is geëxplodeerd. Deze samenballing van neutrale deeltjes tolt dertig keer per seconde om zijn as en zendt onderwijl, net als een vuurtoren, bundels van radiostraling uit die door een sterk magnetisch veld worden veroorzaakt. Astronomen van de universiteit van Manchester volgen het knipperen van de Krabpulsar al 22 jaar, wat veel informatie heeft opgeleverd over het gedrag van dit naar astronomische maatstaven nog erg jonge object. De flitsjes van de pulsar komen in paren: een hoofdpuls en een tussenpuls kort na elkaar, gevolgd door een iets grotere onderbreking. De waarnemingen laten zien dat de afstand tussen hoofdpuls en tussenpuls in de loop van de tijd in een verrassend snel tempo groter wordt. De astronomen hebben aangetoond dat dit komt doordat de magnetische pool van de Krabpulsar in de richting van de evenaar opschuift. (EE)
→ Former missile-tracking telescope helps reveal fate of baby pulsar
31 oktober 2013
Astronomen van Ohio State University hebben berekend dat de kans groot is dat er, binnen een jaar of vijftig, een supernova-explosie plaatsvindt die waarneembaar is vanaf de aarde. Helaas is de kans dat die supernova met het blote oog te zien is veel kleiner: hij zal vermoedelijk alleen waarneembaar zijn met infraroodtelescopen. Voor astronomen maakt dat laatste niet zo veel uit. Zij beschikken over een steeds groter arsenaal aan steeds gevoeliger wordende infraroodinstrumenten. Zo’n nabije supernova kan hen in staat stellen om iets te doen wat nog nooit eerder is gelukt: een supernova snel genoeg detecteren om het volledige verloop van de explosie te volgen. Geschat wordt dat er gemiddeld één of twee keer per eeuw een zware ster in onze Melkweg tot ontploffing komt nadat hij zonder brandstof is komen te zitten. Tot nu toe ontsnapten de meeste van die explosies aan onze aandacht, omdat zij veelal schuilgaan achter de dichte wolken van gas en stof in ons sterrenstelsel. De kans is groot dat dat ook voor de eerstvolgende supernova-explosie zal gelden. Dat er binnen afzienbare tijd een supernova in de Melkweg waarneembaar zal zijn, heeft dan ook niets te maken met nieuwe astronomische inzichten, maar alles met de vooruitgang op het gebied van cameratechnieken en opsporingsstrategieën. Een belangrijke rol is daarbij weggelegd voor de detectoren die de neutrino’s kunnen waarnemen die bij een supernova-explosie vrijkomen. Een supernova zendt al uren of zelfs al dagen voordat hij zichtbaar wordt in infrarood- of zichtbaar licht grote aantallen neutrino’s uit. De moderne generatie neutrinodetectoren is in staat om aan te geven uit welke richting deze deeltjes komen. En dat biedt astronomen de kans om hun infraroodinstrumenten al op het betreffende hemelgebied te richten vóórdat het eerste licht van de supernova aankomt. (EE)
→ Engelstalige video met nadere uitleg over dit onderwerp.
→ Could a Milky Way Supernova Be Visible from Earth in Next 50 Years?
24 oktober 2013
Onderzoek met de röntgensatelliet Chandra wijst erop dat Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg, de afgelopen eeuwen minstens twee heldere uitbarstingen heeft vertoond. Dat blijkt uit een analyse van de snelle veranderingen van de röntgenhelderheid van gaswolken rond het zwarte gat. De uitbarstingen van Sagittarius A* worden toegeschreven aan het opslokken van relatief grote hoeveelheden materie, afkomstig van een aan flarden getrokken ster of planeet. Een deel van de röntgenstraling die daarbij is uitgezonden wordt weerkaatst – of eigenlijk: wordt geabsorbeerd en weer uitgezonden – door gaswolken die zich op enkele tientallen lichtjaren van het zwarte gat bevinden. Deze ‘röntgenecho’s’ bieden astronomen de mogelijkheid om uit te puzzelen wat Sagittarius A* uitspookte in een tijd dat er nog geen röntgentelescopen bestonden. De straling van de eigenlijke uitbarstingen is ons allang gepasseerd, maar de weerkaatsingen ervan, die een langere weg hebben afgelegd, zijn pas de afgelopen jaren aangekomen. Aan de hand van opnamen die Chandra sinds 1999 heeft gemaakt, is een animatie gemaakt die laat zien hoe de röntgenintensiteit van de gaswolken in de omgeving eerst toeneemt en vervolgens weer afneemt. Omdat de verandering in röntgenintensiteit in het ene gebied maar twee jaar duurt en elders meer dan tien jaar, lijkt het erop dat de echo’s door minimaal twee verschillende uitbarstingen van Sagittarius A* zijn veroorzaakt. Uit de intensiteit van de weerkaatste straling kan worden afgeleid dat Sagittarius A* tijdens de uitbarstingen enkele keer miljoenen malen meer röntgenstraling uitzond dan nu. (EE)
→ A Glimpse of the Violent Past of Milky Way's Giant Black Hole
24 oktober 2013
Astronomen hebben met de ALMA-submillimetertelescoop in het noorden van Chili gekeken naar de Boemerangnevel, die tot de koudste objecten in het heelal behoort. De temperatuur van het gas in deze jonge planetaire nevel ligt maar één graad boven het absolute nulpunt oftewel twee graden onder de gemiddelde temperatuur van de ruimte. De Boemerangnevel dankt zijn naam aan de scheve vorm die hij bij de eerste telescoopwaarnemingen vertoonde. Uit detailrijke opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat de nevel meer op een zandloper lijkt, een vorm die planetaire nevels wel vaker laten zien. De nieuwe ALMA-waarnemingen stellen dat beeld nog wat verder bij: de werkelijke onderliggende structuur is een brede cilinder van koud gas dat snel de ruimte in verdwijnt. Planetaire nevels bestaan uit het gas dat een zonachtige ster aan het eind van zijn leven heeft uitgestoten. Van zo’n ster blijft uiteindelijk slechts een compact, heet restant over – een zogeheten witte dwerg – die met zijn intense ultraviolette straling het gas tot gloeien brengt. Doordat het uitgestoten gas snel uitdijt, koelt het vanzelf snel af, waardoor de temperatuur ervan zelfs tot onder de temperatuur van de ruimte kan zakken. De Boemerangnevel, die zich op een afstand van ongeveer 5000 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus bevindt, verkeert nog in een vroeg ontwikkelingsstadium: de centrale ster is nog niet heet genoeg om het gas te laten gloeien. In dit stadium is slechts het relatief zwakke schijnsel te zien van stofdeeltjes die het licht van de ster weerkaatsen. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat de centrale ster van de Boemerangnevel is omgeven door een gordel van stofdeeltjes van ongeveer een millimeter groot. Dat verklaart meteen waarom de nevel in zichtbaar licht op een zandloper lijkt: de stofdeeltjes vormen een masker dat het licht van de ster tegenhoudt. Alleen in het centrum van de gordel kan wat sterlicht naar boven en naar beneden ontsnappen. (EE)
→ ALMA Reveals Ghostly Shape of ‘Coldest Place in the Universe’
22 oktober 2013
De lancering van de Europese ruimtetelescoop Gaia, oorspronkelijk voorzien voor 20 november, is met ongeveer een maand uitgesteld wegens niet nader bekendgemaakte technische kwesties, die een nadere verificatie behoeven. Dat maakte de Europese ruimtevaartorganisatie ESA vandaag bekend. Gaia gaat van ca. één miljard sterren in het Melkwegstelsel heel nauwkeurig afstanden, snelheden en driedimensionale posities meten. (GS)
→ Gaia: launch postponed (oorspronkelijk ESA-bericht)
22 oktober 2013
Een internationaal team van astronomen, onder wie Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft ontdekt dat de Melkweg een golfbeweging maakt. Het team heeft voor deze ontdekking gebruik gemaakt van het RAdial Velocity Experiment (RAVE) dat een half miljoen sterren rond de zon in kaart heeft gebracht. Uit het onderzoek blijkt dat de Melkweg - buiten de bekende rotatie rond het galactisch centrum - loodrecht op het galactisch vlak beweegt. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.De astronomen brachten de snelheden in kaart van sterren in een driedimensionale regio rond de zon, die een gebied beslaat met een straal van 6500 lichtjaar, en tot een kwart van de afstand tot het Melkwegcentrum reikt. Het team gebruikte een klasse van rode reuzensterren (zogeheten 'red clumpsterren'), die bijna allemaal even helder zijn, waardoor het het mogelijk is om de afstand tot deze sterren vast te stellen. De snelheden die zijn bepaald met RAVE werden gecombineerd met gegevens van andere surveys, waardoor met een ongekend groot aantal red clumpsterren driedimensionale snelheden in een groot gebied rond de zon konden worden bestudeerd.Uit de analyse blijkt dat de Melkweg niet alleen rond zijn centrum draait, maar ook kleine golvende of zuigende bewegingen maakt. Ons sterrenstelsel gedraagt zich als een enorme vlag die wappert langs het galactisch vlak. Het chaotische golfpatroon ontstaat door krachten uit verschillende richtingen. De bron van de krachten is nog niet bekend. Mogelijk veroorzaken de spiraalarmen de golfbewegingen, maar een andere verklaring zou kunnen zijn dat een klein melkwegstelsel door het onze beweegt.De driedimensionale bewegingspatronen vertonen ingewikkelde structuren. De opwaartse en neerwaartse snelheden laten een golfachtige beweging zien, met sterren die naar binnen en naar buiten worden geslingerd. “Vroeger dachten we dat de Melkweg een stabiel en tijdonafhankelijk systeem was, maar nu zien we dat er processen gaande zijn die we nog niet zo goed begrijpen, en die leiden tot deze complexe patronen die we niet hadden verwacht”, zegt Helmi. "We willen de driedimensionale modellen van de Melkweg nu verder verfijnen om de snelheidsverdeling van sterren in de Melkweg werkelijk te kunnen doorgronden."
→ Origineel persbericht
16 oktober 2013
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat een van de zwaarste sterren in het heelal zijn buitenste lagen heeft afgestoten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Dat proces is waarschijnlijk de voorbode van een supernova-explosie. Sterren die tientallen keren zo zwaar zijn als onze zon leven kort maar hevig. Sommige van deze sterren raken binnen enkele miljoenen jaren door hun brandstofvoorraad heen, waarna de sterkern instort en een supernova-explosie op gang komt. Voordat het zover is, worden zulke sterren al instabiel en blazen ze grote hoeveelheden materie de ruimte in. Op welke manier dat materiaal wordt uitgestoten en wat er in de periode daarna gebeurt is echter nog onduidelijk. Om meer te weten te komen over het massaverlies van zware sterren hebben astronomen de Europese VLT Survey Telescope (VST), die in het noorden van Chili staat, op de sterrenhoop Westerlund 1 gericht. Deze sterrenhoop, die ongeveer 16.000 lichtjaar van ons is verwijderd, behoort tot de zwaarste van onze Melkweg. Hij telt honderdduizenden sterren, waaronder een stuk of vijftig van de allerzwaarste categorie. Rond één van die zware sterren, W26, hebben de astronomen een enorme wolk van gloeiend waterstofgas ontdekt. Het gloeiende gas is geïoniseerd, wat wil zeggen dat de atomen hun enige elektron zijn kwijtgeraakt. Gaswolken van dit type zijn maar zelden te zien rond zware sterren, en nog minder vaak rond rode superreuzen zoals W26. Dat komt doordat zulke sterren relatief koel zijn en dus eigenlijk helemaal niet in staat zijn om waterstof te ioniseren. Vermoed wordt dat de waargenomen gaswolk is geïoniseerd door de straling van hete blauwe sterren elders in de sterrenhoop of mogelijk door een zwakke, maar zeer hete begeleider van W26. Verder blijkt uit de waarnemingen dat W26 waarschijnlijk de grootste ster is die ooit is waargenomen. Hij is 1500 keer zo groot als de zon: als je hem op de plaats van de zon zou zetten, zou hij zich uitstrekken tot ver voorbij de baan van de planeet Jupiter. De gasnevel rond W26 vertoont sterke overeenkomsten met de nevel rond SN1987A, het restant van een ster die in 1987 als supernova is ontploft. Het heeft er dus alle schijn van dat de ster aan het einde van zijn leven is gekomen. (EE)
→ How the largest star known is tearing itself apart
4 oktober 2013
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een wolk van ‘warm’ moleculair gas ontdekt rond een zeer jonge ster. De warme wolk is ongeveer tien keer zo groot als die rond vergelijkbare babysterren. Sterren ontstaan in zeer koude (260 graden onder nul) wolken van gas en stof. In zulke wolken komen verdichtingen voor die infrarood-donkere wolken worden genoemd. Aangenomen wordt dat dát de plaatsen zijn waar nieuwe sterren worden geboren. Een protoster is nog omgeven door de wolk van gas en stof waaruit hij is ontstaan, en warmt deze van binnenuit op. Hierdoor kan de temperatuur in het hart van de wolk oplopen tot 160 graden onder nul. Astronomen spreken dan al van een ‘warme kern’. Met ALMA is nu een infrarood-donkere wolk in het sterrenbeeld Arend waargenomen die een warme kern met een temperatuur van 140 graden onder nul bevat. De afmetingen van de kern worden geschat op 300 bij 800 astronomische eenheden (1 AE = 150 miljoen kilometer). En dat is uitzonderlijk groot. De grote omvang van de warme kern wijst erop dat de daarin aanwezige babyster veel meer energie produceert dan gebruikelijk is. Omdat protosterren straling produceren door de zwaartekrachtsenergie van de materie die naar hen toe valt om te zetten in warmte-energie, kan dat betekenen dat in dit geval uitzonderlijk veel gas en stof naar de ster-in-wording stroomt. Een andere mogelijkheid is dat in de warme kern meer dan één babyster schuilgaat. (EE)
→ ALMA Discovers Large "Hot" Cocoon Around A Small Baby Star
3 oktober 2013
Een internationaal team van astronomen, onder wie Matthew Kenworthy van de Leidse Sterrewacht, heeft ontdekt dat de nabije ster Fomalhaut geen dubbelster is, maar een drievoudige ster. De derde ster, die de aanduiding Fomalhaut C heeft gekregen, draait net als Fomalhaut B op zeer grote afstand om de hoofdster van het stelsel. Hun omlooptijden bedragen miljoenen jaren. Daarmee is Fomalhaut een van de wijdste drievoudige stersystemen die we kennen. Zowel Fomalhaut B als Fomalhaut C werden lang als zelfstandige sterren gezien. Fomalhaut B, ook bekend als TW Piscis Austrini, is bijna een lichtjaar van Fomalhaut A verwijderd, de rode dwerg Fomalhaut C (alias LP 876-10) zelfs meer dan drie lichtjaar. Dat ze bij elkaar horen blijkt uit het feit dat ze met dezelfde snelheid en in dezelfde richting door de ruimte bewegen. Hun afstand tot de aarde bedraagt ongeveer 25 lichtjaar. Dat de drie sterren bij elkaar blijven, is te danken aan de massa van de hoofdster, die ongeveer twee keer zo zwaar is als onze zon. Hierdoor kan hij voldoende aantrekkingskracht uitoefenen om de beide andere sterren aan zich te binden. Fomalhaut A is vooral bekend van de stofschijf die hem omgeeft. Het vreemde is dat de ster zich niet precies in het centrum van deze schijf bevindt. Ook is aan de rand van de schijf een object ontdekt – wellicht een planeet, maar misschien ook een samenklontering van puin – die in een opvallend langgerekte baan om de ster draait. Mogelijk zijn deze merkwaardigheden het gevolg van de zwaartekrachtsinvloed van de twee begeleidende sterren. (EE)
→ Researchers Find that Bright Nearby Double Star Fomalhaut Is Actually a Triple
25 september 2013
Astronomen hebben een neutronenster ontdekt die de merkwaardige eigenschap heeft dat hij zich afwisselend als radiopulsar of als röntgenpulsar gedraagt. Dat gedrag wordt veroorzaakt doordat hij deel uitmaakt van een dubbelstersysteem (Nature, 26 september). Een neutronenster is de dode kern van een zware ster die, nadat hij al zijn brandstof heeft verbruikt, als supernova is ontploft. Al ronddraaiend zendt zo'n compact object, als een soort kosmische vuurtoren, bundels van elektromagnetische straling uit, waardoor we hem vanaf de aarde honderden keren per seconde aan en uit kunnen zien knipperen. Normaal gesproken zendt zo'n pulsar radiostraling óf röntgenstraling uit. Maar nu is er eentje ontdekt die het ene moment een radiopulsar is en het andere moment weer een röntgenpulsar. Het object, dat de aanduiding IGR J18245-2452 draagt, bevindt zich in de bolvormige sterrenhoop M28, in het sterrenbeeld Boogschutter. IGR J18245-2452 werd in 2005 met de radiotelescoop van Green Bank ontdekt als een snel rondtollende radiopulsar. En in maart 2013 werd hij herontdekt met de Europese satelliet Integral, ditmaal als röntgenpulsar. Kort daarna kwamen astronomen erachter dat het om één en hetzelfde object ging. Bovendien bleek uit gearchiveerde gegevens van andere telescopen dat de pulsar wel vaker van gedaante was veranderd. Dergelijk gedrag was al theoretisch voorspeld, maar nog nooit waargenomen. Het wordt veroorzaakt door de interactie tussen de pulsar en de normale ster die hem begeleid. In dubbelstersystemen waarin een neutronenster en een normale ster om elkaar heen draaien, kan de kleinere, maar veel zwaardere neutronenster materie aan zijn begeleider onttrekken. De materie die naar de neutronenster toe valt, wordt extreem heet en zendt intense röntgenstraling uit. Astronomen dachten dat dit zogeheten accretieproces vrijwel onafgebroken miljoenen jaren zou doorgaan. Pas wanneer de materiestroom stilvalt, zou er een einde komen aan de productie van röntgenstraling. En dan zou de röntgenpulsar in een radiopulsar veranderen. Het gedrag van IGR J18245-2452 laat echter zien dat het evolutieproces veel ingewikkelder is. Blijkbaar verloopt de materie-overdracht naar de pulsar in horten en stoten, waardoor een röntgenpulsar binnen enkele weken in een radiopulsar kan veranderen en vice versa (EE).
→ 'Jekyll and Hyde' Star Morphs from Radio to X-ray Pulsar and Back Again
23 september 2013
Het superzware zwarte gat in de kern van ons Melkwegstelsel onderging ca. twee miljoen jaar geleden een zeer krachtige uitbarsting. Dat beweren Australische astronomen in een artikel in The Astrophysical Journal. Sagittarius A*, zoals het zwarte gat heet, is vier miljoen keer zo zwaar als de zon. Momenteel is het vrij 'rustig': er wordt niet veel materie naar binnen gezogen. In het verleden zijn er echter kleine en grote uitbarstingen geweest. Volgens Joss Bland-Hawthorn en zijn collega's produceerde het zwarte gat twee miljoen jaar geleden ongeveer honderd miljoen keer zoveel energierijke straling als nu. Die straling is afkomstig van heet gas dat via een zogeheten accretieschijf naar binnen spiraalt.De Australiërs baseren hun conclusie op onderzoek aan de Magelhaense Stroom - een langgerekte sliert van koel waterstofgas die vermoedelijk door getijdenkrachten is losgerukt uit de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, twee begeleiders van het Melkwegstelsel.De Magelhaense Stroom zendt zogheten H-alpha-straling uit. Die straling wordt geproduceerd wanneer de protonen en elektronen van geïoniseerd waterstofgas weer recombineren tot neutrale waterstofatomen. Koel waterstofgas raakt geïoniseerd door de energie van ultraviolette straling, maar in het geval van de Magelhaense Stroom is altijd onduidelijk geweest waar die straling dan vandaan zou zijn gekomen - er zijn onvoldoende hete sterren in de omgeving om zoveel energierijke straling te creëren.De H-alpha-straling van de Magelhaense Wolk blijkt krachtiger te zijn naarmate de afstand tot het Melkwegcentrum kleiner is. Dat bracht de astronomen op het idee dat de energierijke straling waardoor het gas geïoniseerd raakte wellicht afkomstig is uit de Melkwegkern. De waarnemingen zijn uitstekend te verklaren wanneer daar twee miljoen jaar geleden een zeer krachtige uitbarsting heeft plaatsgevonden.In de toekomst zal het superzware zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel ongetwijfeld opnieuw zulke krachtige uitbarstingen vertonen. Zeer binnenkort - ergens in de komende maanden - staat een kleine oprisping op het programma: Sagittarius A* zal dan een kleine, koele wolk van gas en stof opslokken. (GS)
→ Dating our Galaxy's dormant volcano (origineel persbericht)
16 september 2013
Een internationaal team van radioastronomen, onder wie de Nederlander Wouter Vlemmings van het Onsala Space Observatory in Zweden, heeft voor het eerst een straalstroom van energierijke elektrisch geladen deeltjes ontdekt die afkomstig is van een stervende ster. De radiostraling van de ster (IRAS 15445-5449 geheten, op 230.000 lichtjaar afstand van de aarde in het zuidelijke sterrenbeeld Zuiderdriehoek) is waargenomen met de Australia Telescope Compact Array in New South Wales, een netwerk van zes 22 meter-schotelantennes. Het radiospectrum van de ster komt overeen met wat je verwacht van elektrisch geladen deeltjes die met hoge snelheid in een magnetisch veld bewegen.De ster staat op het punt om een zogeheten planetaire nevel te vormen. Planetaire nevels zijn de symmetrische, uitdijende gasnevels die geproduceerd worden door sterren zoals onze eigen zon wanneer die aan het eind van hun leven komen en hun buitenste gasmantel de ruimte in blazen. De oorzaak van de bijzondere vormen van planetaire nevels is niet precies bekend.De ontdekking van de straalstroom zou er volgens de astronomen op kunnen wijzen dat de nevels hun symmetrische vormen te danken hebben aan zulke bundels van energierijke deeltjes. De magnetische straalstroom is mogelijk ontstaan door de invloed van een begeleidende ster of een zware planeet. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Montly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Magnetic Jet Shows How Stars Begin Final Transformation (origineel persbericht)
12 september 2013
Twee teams van astronomen hebben het centrale deel van de Melkweg driedimensionaal in kaart gebracht. Daarbij hebben zij ontdekt dat het galactische hart vanuit sommige gezichtshoeken op een ongepelde pinda lijkt. Dat blijkt uit gegevens van de Europese surveytelescoop VISTA en metingen van de ruimtelijke bewegingen van honderden zeer zwakke sterren. Een van de opvallendste onderdelen van de Melkweg is de zogeheten ‘bulge’. Deze enorme centrale wolk van ongeveer tien miljard sterren is duizenden lichtjaren groot, maar de vorm ervan was tot nu toe niet goed bekend. Dat komt doordat de bolvormige uitstulping, die ongeveer 27.000 lichtjaar van ons is verwijderd, vanuit onze positie binnen de galactische schijf grotendeels aan het zicht wordt onttrokken door dichte wolken van gas en stof. Alleen op langere golflengten, zoals het infrarood, kunnen astronomen door deze stofwolken heen kijken. Een onderzoeksteam van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching (Duitsland) heeft nu, aan de hand van nabij-infraroodopnamen van het galactische centrum die met de VISTA-telescoop zijn gemaakt, een inventarisatie gemaakt van in totaal 22 miljoen rode reuzensterren die tot een specifieke klasse behoren. De eigenschappen van deze sterren zijn zo goed bekend dat hun intrinsieke helderheden kunnen worden gebruikt om hun afstanden te bepalen. Op die manier kon de driedimensionale vorm van de bulge worden gereconstrueerd. De astronomen hebben vastgesteld dat de centrale uitstulping van onze Melkweg van opzij gezien de vorm heeft van een ongepelde pinda. Van bovenaf gezien lijkt hij op een sterk uitgerekte balk. Het is voor het eerst dat deze vorm in ons eigen Melkwegstelsel zo duidelijk is waargenomen. Wel is zo’n pindastructuur al eerder opgemerkt in de bulges van andere sterrenstelsels, en het ontstaan ervan wordt ook voorspeld door computersimulaties. Deze laatste laten bovendien zien dat de pindavorm in stand wordt gehouden door sterren in omloopbanen die een X-vormige structuur vormen. Die X-vormige structuur duikt ook op in de resultaten van het tweede onderzoeksteam, dat uit een internationaal gezelschap van astronomen bestaat. Door opnamen te vergelijken die elf jaar na elkaar met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop zijn gemaakt, wisten deze astronomen de kleine verschuivingen te meten die het gevolg zijn van de beweging van de bulge-sterren langs de hemel. De resultaten werden gecombineerd met metingen van de radiale snelheden van deze sterren (hun bewegingen naar ons toe of van ons vandaan) en dat heeft de ruimtelijke snelheden van meer dan vierhonderd sterren opgeleverd. De sterren lijken, doordat hun omloopbanen hen boven en onder het Melkwegvlak voeren, langs de armen vaneen X-vormige structuur te stromen. En dat is in goede overeenstemming met de voorspellingen van de computermodellen. (EE)
→ De pinda in het hart van ons Melkwegstelsel
11 september 2013
Volgens de huidige inzichten zijn alle platte schijfstelsels in het heelal, waaronder ook onze Melkweg, ontstaan uit vormeloze, klonterige samenscholingen van sterren en gaswolken. Maar ging dat in zijn werk? Computersimulaties door twee Amerikaanse wetenschappers wijzen erop dat die metamorfose bijna vanzelf gaat – met dank aan de zwaartekracht. De computermodellen van Curtis Struck en Bruce Elmegreen laten zien dat het klonterige karakter van de oerstelsels de cruciale factor is. De aantrekkingskracht van deze samenballingen van interstellaire gaswolken en jonge sterren veranderen de omloopbanen van de sterren in hun omgeving. In sommige gevallen is de verandering significant en wordt een ster ver uit zijn oorspronkelijke, bijna cirkelvormige baan getrokken.Mettertijd leidt die verstrooiing van cirkelvormige naar elliptische banen tot een stelsel waarvan de helderheid van binnen naar buiten gelijkmatig afneemt. Dat proces verloopt overigens heel traag: er gaan honderden miljoenen tot enkele miljarden jaren overheen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (EE)
→ Iowa State, IBM astronomers explain why disk galaxies eventually look alike
5 september 2013
De afgelopen jaren zijn tientallen extreem koele bruine dwergen ontdekt – objecten die het midden houden tussen een kleine ster en een grote planeet. Maar omdat de afstanden van deze zeer lichtzwakke objecten onbekend waren, lukte het niet om een nauwkeurige schatting te maken van hun temperaturen. Twee Amerikaanse astronomen zijn er nu echter in geslaagd om, met behulp van de infraroodsatelliet Spitzer, de afstanden van zestien van die koude bruine dwergen te meten. En daaruit kunnen behalve hun temperaturen ook hun massa's worden afgeleid (Science Express, 5 september). De koelste bruine dwergen in het onderzoek blijken temperaturen van 120 tot 150 graden Celsius te hebben. Vergeleken met de oppervlaktetemperatuur van onze zon (ruwweg 5500 graden) is dat koud, maar het is altijd nog warmer dan een tijdlang werd vermoed. Eerdere onderzoeken kwamen namelijk zo ongeveer uit op kamertemperatuur. Dat deze objecten na miljarden jaren van afkoeling zulke lage temperaturen hebben bereikt, betekent dat ze niet veel massa kunnen hebben. Waarschijnlijk zijn ze hooguit 5 tot 20 keer zo zwaar als de planeet Jupiter. Dat betekent dat zij qua massa overeenkomen met de zwaarste gasplaneten die tot nu toe bij andere sterren dan onze zon zijn ontdekt. Als een van deze bruine dwergen om een gewone ster zou draaien, zou hij dan ook gemakkelijk voor een planeet kunnen doorgaan. Maar anders dan planeten zijn deze objecten waarschijnlijk niet ontstaan uit de schijf van restmaterie rond een gewone ster, maar zijn ze rechtstreeks gevormd uit het gas en stof van een compacte interstellaire gaswolk. In dat opzicht lijken ze op normale sterren. (EE)
→ Coldest Brown Dwarfs Blur Lines Between Stars And Planets
4 september 2013
De astronomen Bryan Rees en Albert Zijlstra, beiden werkzaam bij de universiteit van Manchester, hebben een opmerkelijke ontdekking gedaan. Uit hun systematische onderzoek van 130 planetaire nevels in het centrale deel van onze Melkweg blijkt dat de vlindervormige leden van deze kosmische familie een raadselachtige voorkeursrichting vertonen. Aan het eind van zijn miljarden jaren durende bestaan blaast een ster als onze zon zijn buitenste lagen de ruimte in. Daarbij ontstaat een prachtige gasnevel die allerlei vormen kan aannemen: een planetaire nevel. Eén bepaalde klasse van deze objecten, de zogeheten bipolaire planetaire nevels, vertoont een opvallende zandloper- of vlindervorm. Uit het nieuwe onderzoek volgt dat de lange as van veel van deze ‘kosmische vlinders' – de denkbeeldige lijn die de beide vleugels in twee helften verdeelt – evenwijdig loopt aan de vlak van onze Melkweg. Anders gezegd: deze nevels vertonen dezelfde ruimtelijke oriëntatie. Andersoortige planetaire nevels in het centrale deel van Melkweg vertonen dit ordelijke gedrag niet, en bipolaire nevels op grotere afstand van het Melkwegcentrum evenmin. Er moet dus iets bijzonders aan de hand zijn met deze specifieke verzameling vlindernevels. Aangenomen wordt dat vorm en oriëntatie van deze planetaire nevels worden bepaald door het stersysteem waaruit zij voortkomen. In het geval van de vlindernevels maakt de gas-uitstotende ster deel uit van een dubbelster: hij draait samen met een soortgenoot om hun gezamenlijke zwaartepunt. Het lijkt erop dat er in het centrale deel van de Melkweg een factor in het spel is die de interstellaire gaswolken waaruit deze dubbelsterren zijn ontstaan een specifieke oriëntatie hebben gegeven. Rees en Zijlstra zoeken de verklaring vooralsnog bij de magnetische velden in het centrale deel van de Melkweg. Mogelijk waren die ten tijde van het ontstaan van dit deel van ons sterrenstelsel sterk genoeg om interstellaire gaswolken ‘uit te lijnen’. (EE)
→ Planetaire nevels vertonen bizarre voorkeursrichting
29 augustus 2013
Waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra bieden een antwoord op de vraag waarom de meeste superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels zo weinig gas uit hun omgeving opslokken: het meeste beschikbare gas is gewoon te heet (Science, 30 augustus). In het verleden gingen astronomen ervan uit dat superzware zwarte gaten alles wat binnen hun bereik ligt – sterren, stof en andere materie – proberen op te slokken. Die materie zou zich dan in eerste instantie ophopen in een schijf rond het zwarte gat en enorm heet worden. En dat zou betekenen dat het zwarte gat, of eigenlijk: zijn accretieschijf, een sterke bron van röntgenstraling moet zijn. De meeste superzware zwarte gaten zenden echter verrassend weinig röntgenstraling uit. Dat geldt ook voor Sagittarius A* (Sgr A*), het 4 miljoen zonsmassa's zware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. En dat terwijl er toch duizenden sterren in zijn naaste omgeving zijn, die dankzij de sterrenwind tezamen flinke hoeveelheden gas de ruimte in blazen. Het Chandra-onderzoek laat nu zien dat de omgeving van Sgr A* zo dichtbevolkt is, dat de sterrenwinden van de verschillende sterren met elkaar in botsing komen, waardoor het uitgestoten gas heel heet wordt. Door hun hoge temperatuur (c.q. snelheden) laten de gasdeeltjes zich heel moeilijk invangen en opslokken. En daardoor gaat 99 procent van de beschikbare materie aan het zwarte gat voorbij. (EE)
→ Why super massive black holes consume less material than expected
29 augustus 2013
Het Einstein@Home-project, waarbij de pc's van ongeveer 200.000 vrijwilligers van over de hele wereld tot een mondiale supercomputer worden verenigd, heeft een oogst van 24 nieuwe pulsars opgeleverd. De knipperende sterretjes werden met behulp van speciale software opgespoord in het gegevensarchief van de Parkes-radiotelescoop in Australië. Pulsars zijn de compacte restanten van zware sterren die aan het eind van hun (korte) leven zijn ontploft. Ze draaien heel snel om hun as en hebben een sterk magnetisch veld. Langs de as van dat magnetische veld zenden ze twee krachtige bundels van (o.a.) radiostraling uit, vergelijkbaar met de lichtbundel van een vuurtoren. Alleen als één van beide bundels tijdens elke draaiing eventjes onze kant op wijst, is vanaf de aarde een knipperend object te zien. Het opsporen van nieuwe pulsars vereist veel inspanning. Eerst worden met een grote, gevoelige radiotelescoop zoveel mogelijk gegevens verzameld, die vervolgens moeten worden geanalyseerd. Dat kost veel rekenkracht, omdat vooraf niet duidelijk is of een object knippert, hoe snel het eventueel knippert en of het geen aardse stoorzender kan zijn geweest. Onder de 24 nieuw ontdekte pulsars bevinden zich enkele interessante exemplaren. Zes ervan maken deel uit van een dubbelstersysteem, wat hen geschikt maakt voor het toetsen van de algemene relativiteitstheorie. Enkele andere pulsars lijken hun radiopulsen gedurende enkele minuten of uren te onderbreken – een verschijnsel dat al eerder is waargenomen, maar nog niet goed wordt begrepen. De zoektocht naar pulsars met Einstein@Home krijgt een vervolg. Binnenkort zullen ‘verse’ gegevens van de gevoelige radioschotel van Effelsberg worden uitgevlooid op pulsars in compacte dubbelstersystemen. (EE)
→ Einstein@Home discovers 24 new pulsars in archival data
28 augustus 2013
Een internationaal team van astronomen heeft het oudste evenbeeld van onze zon opgespoord dat tot nu toe is gevonden. De 250 lichtjaar verre ster HIP 102152 lijkt meer op de zon dan andere dubbelgangers, behalve dat hij bijna vier miljard jaar ouder is. Al tientallen jaren zoeken astronomen naar dubbelgangers van onze zon. Maar sinds de ontdekking van de eerste, in 1997, zijn er nog maar weinige gevonden. Met behulp van de Europese Very Large Telescope zijn daar nu twee nieuwe exemplaren bij gekomen: een die jonger is (18 Scorpii) en een die ouder is (HIP 102152). De zoektocht naar solaire dubbelgangers is onder andere bedoeld om meer te weten te komen over verleden en toekomst van onze eigen ster. Ook willen astronomen graag weten of de samenstelling van onze zon, en dan met name haar lage lithiumgehalte, normaal is. Lithium is, net als waterstof en helium, al bij de oerknal gevormd. Maar de ene zonachtige ster lijkt veel minder lithium te bevatten dan de andere. De waarnemingen van 18 Scorpii en HIP 102152 bevestigen de al bestaande indruk dat er sprake is van een leeftijdsverband: de spectra van jonge zonachtige sterren vertonen meer lithium dan die van oude. Op de een of andere manier raakt er in de loop van de miljarden jaren dus lithium zoek. Waarschijnlijk komt dat doordat het element naar diepere lagen in de ster wordt getransporteerd en daardoor geleidelijk uit het zicht (c.q. het sterspectrum) verdwijnt. Een andere bijzondere ontdekking is dat HIP 102152, net als onze zon, een tekort vertoont aan elementen die veel voorkomen in meteorieten en op rotsachtige planeten. Dat kan erop wijzen dat er aardse planeten rond de ster cirkelen. (EE)
→ Oudste evenbeeld van zon ontdekt
21 augustus 2013
De helderheidsvariaties op tijdschalen van uren die zonachtige sterren vertonen kunnen worden gebruikt om de zwaartekracht aan het oppervlak van de ster te bepalen. Dat blijkt uit een analyse van gegevens die met de onlangs onklaar geraakte Kepler-satelliet zijn verzameld (Nature, 22 augustus). Tot nu toe liet de zwaartekracht aan het oppervlak van een ster zich niet gemakkelijk vaststellen. Maar via waarnemingen van de helderheidsfluctuaties van de ster lijkt een meetnauwkeurigheid van 25 procent haalbaar te zijn – een beter resultaat dan met andere technieken, die bovendien moeilijker uitvoerbaar zijn. De helderheidsfluctuaties in kwestie zijn grotendeels het gevolg van de zogeheten granulatie: het opstijgen en dalen van honderden kilometers grote gasbellen vlak onder het steroppervlak. Bij sterren met een sterke oppervlaktezwaartekracht is de granulatie fijn van structuur, wat in snellere helderheidsfluctuaties resulteert. Bij sterren met een zwakkere oppervlaktezwaartekracht is de granulatie grover en zijn de fluctuaties trager. De oppervlaktezwaartekracht van een ster is een van de cruciale gegevens die astronomen nodig hebben om de fysische eigenschappen van de ster te kunnen berekenen en zijn ontwikkelingsstadium te kunnen inschatten. Om de massa en grootte van een ster te kunnen bepalen, heb je verder alleen zijn oppervlaktetemperatuur nodig. En die is gemakkelijk meetbaar. Aan de nieuwe methode om de oppervlaktezwaartekracht van een ster te kunnen meten kleeft wel een nadeel. Om bruikbaar te zijn moet de helderheid van een ster over een lange periode heel nauwkeurig worden gemeten. (EE)
→ A brighter method for measuring the surface gravity of distant stars
20 augustus 2013
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili, indrukwekkend beeldmateriaal verkregen van het materiaal dat van een pasgeboren ster wegstroomt. Daarbij hebben zij ontdekt dat de ‘jets’ van dit object, dat Herbig-Haro 46/47 heet, nog energierijker zijn dan tot nu toe werd gedacht. Jonge sterren stoten materiaal uit met snelheden tot wel een miljoen kilometer per uur. Wanneer dit materiaal in botsing komt met het gas in de omgeving, begint het te gloeien: zo ontstaat een zogeheten Herbig-Haro-object. Een spectaculair voorbeeld van zo’n object is Herbig-Haro 46/47, dat zich op een afstand van ongeveer 1400 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Zeilen bevindt. De nieuwe ALMA-opnamen geven een gedetailleerd beeld van de twee jets van Herbig-Haro 46/47, waarvan de ene op de aarde afkomt en de andere precies de tegenovergestelde kant op gaat. Die tweede jet was op eerdere opnamen, gemaakt in zichtbaar licht, bijna niet te zien vanwege de dichte stofwolken rond de pasgeboren ster. Op de detailrijke nieuwe beelden is ook nog een derde jet ontdekt, die bijna haaks op de beide andere staat. Deze hoort waarschijnlijk bij een kleine begeleider van de ster-in-wording in het hart van Herbig-Haro 46/47. (EE)
→ ALMA brengt het drama van een stergeboorte dichtbij
15 augustus 2013
Met ESA's XMM-Newton-röntgensatelliet is ontdekt dat een merkwaardige dode ster één van de sterkste magnetische velden in het heelal heeft. Het object, dat bekend staat als SGR 0418+5729 (of kortweg SGR 0418), is een magnetar, een bepaald type neutronenster. Een neutronenster is de dode kern van een zware ster die als supernova is ontploft. Daarbij is de kern van de ster samengebald tot een zeer compacte bol - typische doorsnede 20 km - die geheel uit neutronen bestaat. Ondanks die kleine omvang is een typische neutronenster net zo zwaar als onze zon. Een klein aantal neutronensterren zijn korte tijd actief als magnetar, zo genoemd vanwege hun extreem sterke magnetische velden, miljarden tot biljoenen malen sterker dan in een MRI-apparaat in het ziekenhuis. Door deze velden ondergaan magnetars soms zeer intense energie-uitbarstingen. Magnetar SGR 0418 staat op een afstand van ongeveer 6500 lichtjaar. Hij werd voor het eerst vanuit de ruimte waargenomen in juni 2009 toen hij ineens röntgen- en zachte gammastraling uitzond. Tot voor kort dacht men dat SGR 0418 juist een betrekkelijk zwak magnetisch veld had voor een magnetar: met 6 x 10^12 Gauss ongeveer 100x zwakker dan normaal. Maar al langer werd vermoed dat SGR 0418 een veel sterker veld verborgen hield. Dat is nu gelukt met een nieuwe methode om de sterkte van het veld te bepalen. Niet alleen is SGR 0418 een echte magnetar, maar in kleine gebiedjes van slechts honderden meters groot kan het veld een sterkte van wel 10^15 Gauss bereiken. (Edwin Mathlener)
→ Mysterious magnetar boasts one of strongest magnetic fields in universe;
14 augustus 2013
Een team van astronomen onder wie Heino Falcke (Radboud Universiteit/ASTRON) en Adam Deller (ASTRON) heeft de radiopulsen ontdekt van de eerste pulsar nabij het Melkwegcentrum. De zoektocht naar dergelijke snel ronddraaiende neutronensterren is onverwacht tientallen jaren onsuccesvol gebleven. Door middel van deze radiopulsar heeft het team de meest betrouwbare schatting ooit kunnen maken van de sterkte van het magnetisch veld rond het centrale superzware zwarte gat. Het magnetisch veld is sterk genoeg om de hoeveelheid materie te reguleren die wordt opgeslokt en om de waargenomen radio-, nabij-infrarood- en röntgenstraling te verklaren. De resultaten zijn op 14 augustus gepubliceerd in Nature.Het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg slurpt omringend gas op. Het gas is doorweven met een magnetisch veld. Dergelijke magnetische velden rond superzware zwarte gaten kunnen de hoeveelheid invallende materie reguleren en materie uitspuwen in krachtige straalstromen. Via deze processen is een zwart gat in staat de evolutie van een melkwegstelsel te beïnvloeden.De röntgenbron PSR J1745-2900 is ontdekt toen de Swift-satelliet een sterke röntgenflits waarnam op kleine afstand van het Melkwegcentrum. Uit waarnemingen met de NuSTAR-telescoop bleek dat het een ultramagnetische pulsar is die elke 3,76 seconden om zijn as draait. Met de 100-meter Effelsberg-radiotelescoop nabij Bonn, Duitsland, heeft het team de radiopulsen van de bron ontdekt.De pulsar zendt als een vuurtoren periodiek een radiopuls uit. Het magnetisch veld rond het superzware zwarte gat verandert de polarisatie van de lichtpulsen; de lichttrillingen van verschillende golflengten bewegen zich naar ons toe in verschillende vlakken. Door middel van dit effect is de sterkte van het magnetisch veld bepaald. Uit de observaties blijkt dat het magnetisch veld sterk genoeg is om de hoeveelheid invallend gas te reguleren en de magnetische veldsterkte tussen de minimale en maximale waarden ligt die volgens modellen nodig zijn om de waargenomen straling te verklaren.Astronomen voorspellen dat zich rond het centrum van de Melkweg duizenden pulsars moeten bevinden. Desondanks is PSR J1745-2900 de eerste pulsar die daar is ontdekt. Deze pulsar is te jong en staat net te ver weg van het zwarte gat om de subtiele effecten van Einsteins Algemene Relativiteitstheorie met grote nauwkeurigheid te meten. Met oude pulsars, die dichter bij het zwarte gat staan en waarvan de rotatieperiode minder veranderlijk is, kan de theorie wél worden getest.Aan de ontdekte pulsar worden nu vervolgwaarnemingen gedaan om zijn baan rond het superzware zwarte gat in kaart te brengen. Hieruit kunnen de herkomst van de pulsar worden bepaald en - mogelijk nauwkeuriger dan voorheen - de massa van het zwarte gat. (Edwin Mathlener)
→ Nieuwe pulsar bij Melkwegcentrum onthult eetgedrag zwart gat
13 augustus 2013
Een onderzoeksteam van de Japanse Keio University heeft met grote nauwkeurigheid de snelheid bepaald waarmee de schokgolf van het supernovarestant W44 expandeert. Dit supernovarestant staat op een afstand van pakweg 10.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Arend en is ontstaan bij een supernova-explosie 6500 tot 25.000 jaar geleden. Ze konden daarbij gebruik maken van het feit dat de schokgolf door een dichtere moleculaire wolk beweegt en daardoor zichtbaar wordt op millimeter/submillimeter-golflengten. Sterren zwaarder dan acht zonsmassa exploderen aan het einde van hun leven als supernova. Daarbij komt niet alleen veel straling vrij, maar wordt ook veel materiaal met grote snelheid de ruimte ingeblazen. Dit materiaal botst op het gas tussen de sterren en daarbij ontstaat een schokgolf. Tot op heden was de snelheid van zo'n schokgolf echter nog niet nauwkeurig gemeten. Uit de analyse van het Japanse team blijkt dat de schok van W44 een snelheid heeft van 12,9 ± 0,2 km/s. Uit de analyse volgt ook dat ongeveer 10% van de totale energie van de supernova-explosie in bewegingsenergie is gaan zitten, dat wil zeggen: in het interstellaire medium is gepompt. Deze hoeveelheid komt goed overeen met de theoretisch voorspelde waarde. Er werden ook moleculen waargenomen met een snelheid van meer dan 100 km/s, wat wijst op gebieden met een extra sterke schok, waarvan de oorzaak nog niet bekend is. Het team startte zijn waarnemingen al in de jaren negentig en gebruikte o.a. de 45 meter radiotelescoop van het Nobeyama Radio Observatory en de 10 meter ASTE-telescoop (Atacama Submillimeter Telescope Experiment) om het volledige supernovarestant vast te leggen en op veel plaatsen de snelheid van het gas te bepalen uit spectraallijnen van diverse moleculen. (Edwin Mathlener)
→ Precisely Measuring Velocity of Supernova Shockwave
1 augustus 2013
Astronomen van de Armagh-sterrenwacht in Noord-Ierland hebben twee bijzondere sterren ontdekt, die ongewoon hoge concentraties lood in hun atmosfeer hebben. De beide sterren zijn opgespoord bij een inventarisatie van zogeheten heliumrijke subdwergen – kleine sterren met een zeer heet oppervlak die veel minder waterstof bevatten dan normale sterren. Drie jaar geleden ontdekten de astronomen al een ster die opvallend veel zirkonium in zijn atmosfeer heeft – een metaal dat op aarde als keramisch materiaal wordt gebruikt. En nu zijn daar twee sterren bij gekomen die opvallend veel lood bevatten: tienduizend keer zoveel als onze zon. De beide sterren, die in de richting van het sterrenbeelden Beeldhouwer en Waterslang staan, zijn opgespoord in de archieven van de Europese Very Large Telescope. In hun spectra waren lijnen te zien die aanvankelijk niet aan specifieke chemische elementen konden worden toegeschreven. De Noord-Ierse astronomen zijn er nu achter gekomen dat deze lijnen bij drievoudig geïoniseerde loodatomen horen – atomen die door de hitte drie van hun elektronen zijn kwijtgeraakt. Volgens de astronomen vormen de heliumrijke subdwergen een cruciale schakel tussen zogeheten rode reuzen – zonachtige sterren die aan het einde van hun bestaan sterk zijn opgezwollen – en zwakke blauwe subdwergen – kleine hete sterren. Het idee is dat sommige rode reuzen een groot deel van hun waterstofatmosfeer afstoten, waardoor een 'naakte' heliumrijke kern achterblijft die vervolgens samentrekt tot een blauwe subdwerg. Tijdens die krimpfase zou de stralingsdruk van de subdwerg ervoor zorgen dat de atomen in zijn atmosfeer in verschillende lagen worden ‘gesorteerd’. En daarbij kunnen, net als in de aardatmosfeer, wolken ontstaan. Wolken die in dit geval niet uit waterdamp bestaan, maar uit zware metalen. (EE)
→ Under Leaden Skies - Where Heavy Metal Clouds the Stars
31 juli 2013
Astronomen hebben, met behulp van de Amerikaanse infraroodsatelliet Spitzer, een jong stersysteem ontdekt dat eens in de 93 dagen 'opvlamt'. Waarschijnlijk bestaat het systeem, YLW 16A geheten, uit drie sterren-in-wording waarvan twee omgeven zijn door een schijf van materiaal dat is overgebleven bij het stervormingsproces. Normaal gesproken zijn de beide om elkaar wentelende sterren niet te zien. Maar door de stand van hun omloopbaan komen ze regelmatig boven de puinschijf uit en is hun licht eventjes te zien. De vreemde stand van de schijf ten opzichte van de dubbelster is waarschijnlijk het gevolg van de zwaartekrachtsinvloed van de derde ster, die zich even verderop bevindt. YLW 16A is geen uniek object: er zijn nog drie van zulke 'kiekeboe' spelende stersystemen bekend, waarvan er één deel uitmaakt van hetzelfde stervormingsgebied. Het lijkt er dus op dat het vrij normale systemen betreft. (EE)
→ Spitzer Discovers Young Stars with a 'Hula Hoop'
18 juli 2013
In de loop van acht jaar hebben astronomen met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop de baanbewegingen van 33.000 sterren in de bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae in kaart gebracht. Daarbij is ontdekt dat de stellaire bevolking van 47 Tucanae uit twee generaties bestaat. Bovendien laat een nauwgezette analyse zien dat er een verband bestaat tussen de baanbewegingen en de leeftijden van de sterren. De twee populaties van sterren in 47 Tucanae verschillen ongeveer 100 miljoen jaar in leeftijd. De eerste populatie bestaat uit roder getinte sterren, die ouder zijn, minder verrijkt zijn met zware chemische elementen en willekeurige cirkelbanen volgen. De tweede populatie van sterren is blauwer, jonger, chemisch veelzijdiger en volgt ellipsbanen. Vermoed wordt dat de eerste generatie van sterren de aanzet tot het ontstaan van de tweede generatie heeft gegeven. Het gas dat de eerste zware sterren aan het eind van hun leven hebben uitgestoten zou in botsing zijn gekomen met maagdelijke gaswolken in de omgeving en deze zodanig hebben verstoord dat ze samentrokken tot nieuwe sterren. Het is niet voor het eerst dat is vastgesteld dat bolvormige sterrenhopen uit verschillende generaties van sterren bestaan. In 2007 lieten Hubble-waarnemingen al zien dat de bolhoop NGC 2808 drie afzonderlijke generaties kent. Wel is nu voor het eerst gebleken dat de verschillende generaties sterren ook verschillende baaneigenschappen vertonen. Bolvormige sterrenhopen zijn verzamelingen van honderdduizenden sterren die op uiteenlopende afstanden om het centrum van ons Melkwegstelsel zwermen. Met een leeftijd van 10,5 miljard lichtjaar behoort 47 Tucanae tot de oudste en helderste van de meer dan 150 bolvormige sterrenhopen die tot nu toe zijn ontdekt. (EE)
→ Stars' orbital dance reveals a generation gap;
17 juli 2013
Nieuwe waarnemingen met de Europese Very Large Telescope laten zien hoe een gaswolk aan flarden wordt gescheurd door het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. De wolk is inmiddels zo uitgerekt, dat zijn voorkant het punt van dichtste nadering is gepasseerd en zich met grote snelheid van het zwarte gat verwijdert, terwijl zijn staart er nog naartoe valt. De relatief kleine gaswolk, die alles bij elkaar een paar keer zo zwaar is als de aarde, werd in 2011 ontdekt en later ook op oudere beelden teruggevonden. Het gas aan kop van de wolk inmiddels uitgetrokken tot een lange sliert met een lengte van 160 miljard kilometer. Op het punt van dichtste nadering scheert het gas op een afstand van ongeveer 25 miljard kilometer langs het zwarte gat in het Melkwegcentrum. Daarbij wordt een snelheid van meer dan 10 miljoen km/uur bereikt – ongeveer één procent van de lichtsnelheid. De oorsprong van de gaswolk blijft een mysterie, al ontbreekt het niet aan ideeën. Voorlopig houden de astronomen het erop dat het gas op de een of andere manier afkomstig is van de sterren op kleine afstanden rond het zwarte gat draaien. (EE)
→ Verscheurd door een zwart gat
10 juli 2013
Nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter array (ALMA) hebben een ongekend beeld opgeleverd van het inwendige van een donkere wolk van gas en stof. Daarin is een stellaire ‘baarmoeder’ ontdekt die meer dan vijfhonderd keer zoveel massa bevat als de zon – de grootste die ooit in de Melkweg is waargenomen. In deze baarmoeder is een embryonale ster bezig om zich te voeden met materiaal uit de omgeving. De ster kan uiteindelijk honderd keer zo zwaar worden als onze zon. De stellaire embryo is ontdekt in SDC335.579-0.292, een donkere wolk op ongeveer 11.000 lichtjaar van de aarde. Met gewone telescopen is niet te zien wat zich binnen deze wolk afspeelt: koel, donker stof ontneemt het zicht. ALMA doet echter waarnemingen in een golflengtegebied waarin dwars door het stof heen kan worden gekeken. Voor de vorming van sterren die zo zwaar zijn als het exemplaar dat nu door ALMA is opgespoord bestaan twee theorieën. Volgens de ene valt een donkere moederwolk in stukken uiteen, waarna verscheidene kleinere kernen ontstaan die elk voor zich samentrekken en uiteindelijk sterren vormen. De andere is dramatischer van aard: de wolk begint als geheel samen te trekken, en uit de materie die in hoog tempo naar het centrum stroomt ontstaan een of meer stellaire kolossen. De ALMA-waarnemingen laten zien dat er enorme hoeveelheden gas naar het compacte centrum van SDC335.579-0.292 stromen. Het lijkt er dus op dat zware sterren ontstaan uit donkere wolken die als geheel samentrekken, zonder te fragmenteren. (EE)
→ ALMA ontdekt embryo van monsterster
4 juli 2013
De eerste waarnemingen van de complete magnetische cyclus van een andere ster dan de zon stellen astronomen voor een raadsel. Sinds 2007 is de polariteit van het magnetische veld van de ster Tau Boötis vier keer omgekeerd. Dat is ongekend snel: bij de zon gebeurt dat eens in de ongeveer elf jaar. Het bijzondere gedrag is ontdekt bij een kleine verkenning van tien sterren waar een 'hete Jupiter' omheen cirkelt – een zware planeet die op zo'n geringe afstand om zijn moederster draait dat zijn oppervlak ziedend heet is. Het onderzoek had onder meer tot doel om vast stellen of zulke planeten van invloed zijn op de magnetische eigenschappen van hun ster. Bij drie van de tien onderzochte sterren was het magnetische veld te zwak om meetbaar te zijn. Maar zes van de sterren vertoonden dezelfde magnetische eigenschappen als sterren zonder planeten. Anders gezegd: doorgaans lijken hete Jupiters het magnetische gedrag van hun moederster niet te veranderen. De uitzondering was Tau Boötis, een geelachtige ster op een afstand van 51 lichtjaar die een beetje feller straalt dan de zon. Om deze ster draait, met een omlooptijd van slechts 3,3 dag, een forse exoplaneet die ongeveer zes keer zo zwaar is als Jupiter. Het is onduidelijk waarom het magnetische veld van Tau Boötis zo vaak omklapt. Het is denkbaar dat de ster van zichzelf al onstandvastig magnetisch gedrag vertoont of dat de combinatie van afstand en massa van zijn planeet toevallig zodanig is dat zijn magnetische veld wél wordt beïnvloed. Maar eigenlijk weten de ontdekkers, die de resultaten van hun onderzoek vandaag presenteren op de op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in St Andrews (Schotland), zich er gewoon nog geen raad mee. (EE)
→ Star Tau Boo’s baffling magnetic flips
30 juni 2013
Laboratoriumexperimenten, uitgevoerd aan de Universiteit van Leeds, hebben uitgewezen dat de productie van bepaalde alcoholen in de koude interstellaire ruimte enorm opgevoerd kan worden door quantumtunneling - een quantummechanisch proces waarbij bepaalde reacties die normaal gesproken onmogelijk lijken toch plaatsvinden. In donkere moleculaire wolken zoals de Paardekopnevel zijn verscheidene alcoholverbindingen aangetroffen, waaronder het methoxy-radicaal (CH3O). Dergelijke complexe organische moleculen ontstaan doorgaans in extreem dunne ijslaagjes op interstellaire stofdeeltjes, onder invloed van ultraviolette straling. De vorming van het methoxy-radicaal kon in het laboratorium op deze wijze echter niet gereproduceerd worden. Dat het molecuul in de gasfase ontstaat, met methanol (CH3OH) als basis, leek onwaarschijnlijk, omdat de daarvoor benodigde reacties te traag verlopen en er te weinig energie voor beschikbaar is bij de extreem lage temperaturen in moleculaire wolken (ca. 210 graden onder nul). Uit de nieuwe laboratoriumexperimenten blijkt nu echter dat de reacties waarbij het methoxy-radicaal ontstaat bij die lage temperaturen vijftig keer zo snel verlopen als bij kamertemperatuur, als gevolg van het optreden van quantumtunneling. Zo kan de vorming van het radicaal dus toch verklaard worden. Als ook andere complexe moleculen als gevolg van quantumtunneling veel gemakkelijker en sneller ontstaan dan altijd is aangenomen, zou de hoeveelheid organische materie in de interstellaire ruimte wel eens flink kunnen zijn onderschat, aldus de onderzoekers, die hun resultaten vandaag publiceren in Nature Chemistry. (GS)
→ Quantum Secret to Alcohol Reactions in Space (origineel persbericht)
27 juni 2013
Astronomen uit Duitsland, Engeland en Spanje hebben de overlevende van een stellaire botsing waargenomen en ontdekt dat deze kleine pulsaties vertoont. Door het pulspatroon te analyseren, hopen de astronomen erachter te komen wat er verder met de ster zal gebeuren (Nature, 27 juni). Zodra het waterstofgas in de kern van een ster als onze zon opraakt, zwelt deze op tot een zogeheten rode reus. Als die ster in zijn eentje is, heeft dat hooguit gevolgen voor eventueel aanwezige planeten. Veel sterren maken echter deel uit van een dubbelstersysteem en kunnen tijdens het opzwellen dus in aanraking komen met een soortgenoot. Bij die botsing kan de rode reus tot wel negentig procent van zijn massa kwijtraken, maar wat er precies gebeurt is nog onduidelijk. Zeker is alleen dat het eindresultaat, een ‘witte dwerg’, veel lichter is dan het soortgelijke overblijfsel van een solitaire rode reus. De nu ontdekte dubbelster, die de aanduiding J0247-25 heeft gekregen, werd bij toeval opgespoord bij een zoektocht naar exoplaneten. Toen de astronomen deze dubbelster met een hogesnelheidscamera bekeken, ontdekten ze dat de kleinste van de twee sterren, die de kenmerken van een ontmantelde rode reus vertoont, pulseert. Dat is een enorme meevaller. Veel sterren, waaronder ook onze eigen zon, galmen als een reusachtige kerkklok. Door dat gegalm vertonen de sterren kleine pulsaties die kunnen worden gebruikt om de inwendige eigenschappen van de ster te onderzoeken, ongeveer net zoals seismologen het inwendige van onze planeet kunnen onderzoeken aan de hand van aardbevingen. Computermodellen laten zien dat de golven die door de recent ontdekte pulserende ster gaan helemaal tot in de kern doordringen. Verdere waarnemingen van de ster zullen moeten uitwijzen hoe lang het nog duurt voordat deze in een abnormaal lichte witte dwerg verandert. (EE)
→ Survivor of stellar collision is new type of pulsating star
26 juni 2013
Iets meer dan een eeuw geleden vond in onze Melkweg een supernova-explosie plaats die onopgemerkt bleef, omdat hij door dichte wolken van gas en stof aan het zicht werd onttrokken. Amerikaanse astronomen hebben het restant ervan onder de loep genomen en aanwijzingen gevonden dat deze bijzondere eigenschappen heeft. Supernovarest G1.9+0.3 bevindt zich op een afstand van ongeveer 28.000 lichtjaar in de richting van het centrum van de Melkweg. Het is het overblijfsel van de – voor zover bekend – meest recente supernova-explosie die zich in ons sterrenstelsel heeft afgespeeld. Nieuwe waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra laten zien dat de zware elementen die tijdens de supernova-explosie zijn gevormd niet gelijkmatig over de supernovarest zijn verdeeld. Het noordelijke deel van de nog steeds uitdijende explosiewolk bevat veel meer silicium, zwavel en ijzer dan de rest. Dat betekent dat G1.9+0.3 veel minder symmetrisch van vorm is dan soortgelijke supernovaresten. Een ander bijzonder kenmerk van G1.9+0.3 is dat het ijzer, dat naar verwachting diep in het inwendige van de ontplofte ster is gevormd en relatief traag zou moeten bewegen, juist ver van het centrum wordt aangetroffen en met extreem hoge snelheden beweegt. Het bevindt zich temidden van lichtere elementen die meer aan de buitenkant van de ontplofte ster zijn ontstaan. Door deze eigenschappen te vergelijken met de resultaten van verschillende theoretische modellen, komen de astronomen tot de conclusie dat G1.9+0.3 waarschijnlijk het product is van een ‘uitgestelde’ supernova-explosie. Daarbij is de explosie in twee stappen verdeeld. Eerst ontstaat een vrij traag schokfront, waarbij ijzer en soortgelijke elementen ontstaan. De energie die bij deze reacties vrijkomt zorgt er vervolgens voor dat de ster opzwelt, waardoor zijn dichtheid afneemt en een veel sneller bewegend explosiefront tot ontwikkeling komt. (EE)
→ G1.9+0.3: The Remarkable Remains of a Recent Supernova
19 juni 2013
Amerikaanse en Braziliaanse astronomen hebben, met de 2,1-meter Otto Struve Telescope van de McDonald-sterrenwacht, pulsaties waargenomen bij een witte dwerg – de langzaam afkoelende kern van een uitgedoofde ster. De ontdekking stelt astronomen in staat om in het inwendige van de ster te 'kijken', ongeveer zoals aardbevingen seismologen in staat stellen om het inwendige van de aarde te onderzoeken. De witte dwerg, die GD 518 wordt genoemd, staat op een afstand van ongeveer 170 lichtjaar in het sterrenbeeld Draak. Hij is ongeveer 1,2 keer zo zwaar als de zon, maar kleiner dan de aarde. Deze eigenschappen wijzen erop dat de oorspronkelijk ster meer dan zeven keer zo zwaar was als de zon. GD 518 is verreweg de zwaarste witte dwerg waarbij pulsaties zijn waargenomen. De pulsaties van GD 518 komen tot uiting in quasi-regelmatige helderheidsveranderingen met een periode van 400 tot 600 seconden. De astronomen staan nu voor de moeilijke taak om de waargenomen pulsperioden in overeenstemming te brengen met de voorspellingen van de verschillende modellen die voor de inwendige structuur van deze objecten bestaan. Het inwendige van een witte dwerg lijkt meer op een gekristalliseerde vaste stof dan op een vloeistof of gas. De eerste waarnemingen laten zien dat de oscillaties van GD 518 sterk wisselend zijn: tijdens sommige nachten houdt de witte dwerg zich zelfs muisstil. Volgens de astronomen kan dat betekenen dat de materie in zijn inwendige dermate sterk is samengeperst dat de 'bevingen' niet erg ver de diepte in kunnen, waardoor ze gevoeliger zijn voor fluctuaties dan de pulsaties van andere witte dwergen. (EE)
→ Texas Astronomers Discover Pulsations in Crystalized, Dying Star
14 juni 2013
Armeense astronomen zijn er getuige van geweest dat een zwakke ster in nog geen drie minuten vele malen helderder werd. De ster in kwestie heet WX Ursae Majoris of kortweg WX UMa. WX Uma staat op een afstand van iets minder dan zestien lichtjaar in het sterrenbeeld Grote Beer. Samen met een andere ster, die doorgaans bijna honderd keer zo helder is, vormt hij een dubbelster. Enkele malen per jaar vertoont WX UMa een plotselinge opleving. Maar deze is gewoonlijk niet zo sterk als de uitbarsting die in het voorjaar van 2012 werd waargenomen. Tijdens deze uitbarsting zagen de astronomen de temperatuur van de ster toenemen van ongeveer 2500 graden tot meer dan 16.000 graden. Ter vergelijking: de oppervlaktetemperatuur van onze zon bedraagt ongeveer 5500 graden. Normaal gesproken is WX UMa dus aanzienlijk koeler en roder dan de zon. WX Uma behoort tot de zogeheten vlamsterren. Dat zijn rode dwergsterren die zich heel wispelturig gedragen. Waarschijnlijk zijn hun uitbarstingen vergelijkbaar met (de veel minder hevige) zonnevlammen, en worden ze veroorzaakt door magnetische 'kortsluitingen' in de atmosfeer van de ster. Maar hoe de 'vlammen' precies ontstaan is nog onduidelijk. (EE)
→ The flare star WX UMa becomes 15 times brighter in less than 3 minutes
13 juni 2013
Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van ASTRON-sterrenkundige Adam Deller, heeft een nieuw record gevestigd door heel nauwkeurig de afstand van de pulsar PSR J2222-0137 te meten. Met de Very Long Baseline Array (VLBA), een netwerk van radiotelescopen in de VS, heeft het team verspreid over twee jaar waarnemingen gedaan van de pulsar om de zogeheten ‘parallax’ ervan te bepalen – de zeer kleine beweging die het object lijkt te vertonen ten opzichte van de verre hemelachtergrond door de beweging van de aarde om de zon. Met een marge van minder dan vier lichtjaar is deze meting dertig procent nauwkeuriger dan het vorige record. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Astrophysical Journal. Het onderzoek laat zien dat PSR J2222-0137 vijftien procent dichterbij staat dan wetenschappers tot nu toe dachten, namelijk op 871,4 lichtjaar van de aarde. Dit heeft belangrijke gevolgen voor ons begrip van dit pulsarsysteem. PSR J2222-0137 beweegt in een baan om een tot nu toe onzichtbare begeleider. Met de nu gemeten afstand kunnen sterrenkundigen met optische telescopen aantonen wat voor soort begeleider dat is. Als deze onzichtbaar blijft, moet hij, net als de pulsar, een neutronenster zijn. Maar als de begeleider een witte dwerg is, wat waarschijnlijker is, zal deze met optische telescopen zeker waarneembaar zijn. Deze nauwkeurige metingen kunnen astronomen helpen bij de zoektocht naar de ongrijpbare zwaartekrachtsgolven die door de algemene relativiteitstheorie van Einstein worden voorspeld. Door een reeks pulsars verspreid over de Melkweg te observeren, hopen sterrenkundigen de vervormingen van tijd en ruimte, veroorzaakt door langskomende zwaartekrachtsgolven, te kunnen meten. Zeer nauwkeurige afstandsmetingen van pulsars kunnen de gevoeligheid van technieken die individuele bronnen van zwaartekrachtsgolven moeten detecteren flink verbeteren. (EE)
→ Astronomen vooruit in zoektocht naar zwaartekrachtsgolven
12 juni 2013
Astronomen hebben een nieuw soort veranderlijke sterren ontdekt. De ontdekking is gebaseerd zeer kleine regelmatige variaties in de helderheden van sterren in de sterrenhoop NGC 3766. De oorzaak van de helderheidsveranderingen is nog onduidelijk. Veel sterren worden veranderlijke sterren genoemd, omdat hun schijnbare helderheid in de loop van de tijd varieert. Hoe deze helderheid verandert hangt op allerlei ingewikkelde manieren af van de inwendige eigenschappen van deze sterren. Hoewel er al veel soorten veranderlijke sterren zijn ontdekt, komen er nog steeds nieuwe typen bij. De jongste ontdekking is het resultaat van regelmatige metingen, verspreid over een periode van zeven jaar, van de helderheid van meer dan drieduizend sterren in NGC 3766. Deze metingen laten zien dat 36 sterren in deze sterrenhoop een onverwacht patroon vertonen: uiterst kleine helderheidsveranderingen van ongeveer 0,1% van hun normale helderheid met een periode van twee tot twintig uur. De sterren zijn iets heter en helderder dan de zon, maar lijken verder niet ongewoon te zijn. Het bestaan van de nieuwe klasse van veranderlijke sterren, waarvoor nog geen naam is gekozen, wordt door de ontdekkers omschreven als ‘een uitdaging voor de astrofysica’. Volgens de bestaande theoretische modellen zou het licht van deze sterren helemaal geen periodieke veranderingen mogen vertonen. Hoewel de oorzaak van de variabiliteit nog onduidelijk is, is er wel iets intrigerends ontdekt: sommige van de sterren lijken heel snel om hun as te draaien. Ze roteren met een snelheid die meer dan de helft van de kritieke waarde heeft – de drempel waarbij sterren instabiel worden en materie de ruimte in slingeren. Of er een verband bestaat tussen de snelle rotatie en de helderheidsveranderingen moet nog blijken. (EE)
→ Nieuw soort veranderlijke ster ontdekt
11 juni 2013
In het Melkwegstelsel komt veel meer koel gas voor dan tot nu toe altijd is aangenomen. Dat blijkt uit metingen van de Europese infraroodruimtetelescoop Herschel, die gepubliceerd zijn in Astronomy & Astrophysics. Concreet betekent dit dat er veel meer 'bouwmateriaal' voor toekomstige generaties van sterren in het Melkwegstelsel voorkomt dan altijd werd gedacht. Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas, voornamelijk koel moleculair waterstofgas. Dat gas is echter vrijwel niet waarneembaar. De hoeveelheid en verdeling van het moleculaire waterstofgas (H2) wordt daarom afgeleid uit waarnemingen van een ander molecuul, dat gemakkelijker detecteerbaar is maar in geringere hoeveelheden voorkomt. Meestal wordt daarvoor koolmonoxide (CO) gebruikt. Koolmonoxide wordt echter afgebroken door ultraviolette straling, waardoor niet altijd goed bekend is in welke relatieve hoeveelheid het op verschillende locaties in het Melkwegstelsel voorkomt. Herschel heeft nu op ver-infrarode golflengten de verdeling van geïoniseerde koolstofatomen (C+) in kaart gebracht. C+ vormt een betrouwbaardere 'tracer' van moleculair waterstof. Uit de Herschel-metingen blijkt dat er bijna anderhalf keer zo veel interstellair gas in het Melkwegstelsel voorkomt dan tot nu toe werd aangenomen, en dat het gas zich bovendien tot op grotere afstanden van het Melkwegcentrum uitstrekt. (GS)
→ Shining a Light on Cool Pools of Gas in the Galaxy (origineel persbericht)
5 juni 2013
NGC 6334, een bekend stervormingsgebied in het sterrenbeeld Schorpioen dat ook wel de Kattenpootnevel wordt genoemd, produceert in een ongekend tempo nieuwe sterren. Dat blijkt uit onderzoek waarvan de resultaten vandaag op de 222ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Indianapolis zijn gepresenteerd. NGC 6334 bevindt zich op een afstand van ongeveer 5500 lichtjaar. Het stervormingsgebied ligt vrijwel precies in het vlak van de Melkweg en staat vanaf de aarde gezien zo ongeveer in de richting van het Melkwegcentrum. Bekend was al dat NGC 6334 veel jonge hete sterren bevat die tientallen keren zoveel massa bevatten als onze zon en extreem helder zijn. En nu heeft Sarah Willis van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ook een inventarisatie gemaakt van veel minder zware sterren in dit stervormingsgebied, waaronder ook sterren die ongeveer dezelfde helderheid hebben als onze zon. Daarnaast heeft zij, door middel van statistische extrapolatie, een schatting gemaakt van het aantal nog lichtere sterren dat zich in dit gebied moet bevinden. Uit het onderzoek blijkt dat NGC 6334 een echte sterrenfabriek is. In de gaswolk wordt per miljoen jaar het equivalent van 3600 zonsmassa's aan gas in sterren omgezet. De oorzaak van de 'babyboom' in deze gaswolk is nog onduidelijk. Doorgaans worden zulke stellaire geboortegolven toegeschreven aan de schokgolf van een nabije supernova-explosie of een botsing met een andere gaswolk. Maar daar lijkt hier geen sprake van te zijn. (EE)
→ Cat's Paw Nebula 'littered' with baby stars
5 juni 2013
Nieuw onderzoek van de ster TW Hydrae wijst erop dat sterren als onze zon een onstuimige jeugd hebben gehad, die gepaard ging met groeistuipen en röntgenuitbarstingen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van Nancy Brickhouse van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). TW Hydrae is een jonge ster die op een afstand van ongeveer 190 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Waterslang staat. Het gaat om een vrij koele, oranje ster die ruwweg twintig procent lichter is dan onze zon. Hij is nog maar ongeveer tien miljoen jaar oud en nog druk doende om gas vanuit een omringende materieschijf naar zich toe te trekken. De schijf rond TW Hydrae reikt niet helemaal tot het steroppervlak. De ster kan het gas dus niet rechtstreeks aan de schijf onttrekken. In plaats daarvan wordt het gas via magnetische veldlijnen naar de polen van de ster geleid. Omdat we vanaf de aarde vrijwel precies op een van die polen neerkijken, kunnen astronomen dit proces goed volgen. De materie die op de ster valt, veroorzaakt schokgolven waarbij het gas tot temperaturen van bijna drie miljoen graden wordt verhit. Door deze hoge temperatuur is het gas een bron van hoogenergetische röntgenstraling. Terwijl het verder naar binnen beweegt, koelt het gas af en verschuift de straling die het uitzendt naar zichtbare golflengten. Met behulp van de röntgensatelliet Chandra en telescopen op aarde hebben Brickhouse en haar collega's dit proces voor het eerst van begin tot einde gevolgd. Daarbij hebben zij vastgesteld dat de aanvoer van het gas nogal onregelmatig is: in de loop van een paar dagen kan de hoeveelheid materie die de ster ontvangt met een factor vijf veranderen. De resultaten van dit onderzoek zijn vandaag gepresenteerd op de 222ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Indianapolis. (EE)
→ Young star suggests our sun was a feisty toddler
4 juni 2013
Na 45 jaar van vredige rust vertoonde nova T Pyxidis in 2011 weer eens een uitbarsting. Astronomen hebben gebruik gemaakt van de lichtflits door de verdeling van eerder uitgestoten materie rond de dubbelster in kaart te brengen. Tot hun verrassing hebben ze daarbij ontdekt dat de materie in de buurt van de ster is gebleven en een 'puinschijf' heeft gevormd. Deze ontdekking wijst erop dat de materie langs het baanvlak van de dubbelster blijft uitdijen, maar het stelsel niet verlaat. Een nova-uitbarsting ontstaat wanneer een witte dwerg – de uitgeputte kern van een zonachtige ster – genoeg waterstof van een begeleidende ster heeft overgeheveld om een thermonucleaire explosie op gang te brengen. De uitbarstingen van T Pyxidis vinden plaats met tussenpozen van twaalf tot vijftig jaar. Het nieuwe onderzoek laat zien dat de begeleidende ster een belangrijke rol speelt bij de manier waarop het bij de explosie uitgestoten materiaal zich verdeelt. Bij T Pyxidis heeft zich een schijf met een middellijn van ongeveer een lichtjaar gevormd. Door deze kolossale omvang kon het licht van de meest recente nova-uitbarsting niet de hele schijf in één keer doen oplichten. In plaats daarvan hebben de astronomen kunnen constateren hoe deze 'lichtecho' zich in de loop van de maanden door de schijf voortplantte. Aan de hand van de verzamelde gegevens is nu een driedimensionaal model van de puinschijf gemaakt. (EE)
→ Hubble Maps 3-D Structure of Ejected Material Around Erupting Star
3 juni 2013
Een extreem koele dwergster op een afstand van slechts 53 lichtjaar vertoont ongeveer eens per week een plotselinge uitbarsting. In een paar minuten neemt de temperatuur van de ster toe van ca. 2000 tot ca. 7700 graden. De ster, W1906+40, is een zogeheten L-dwerg. Hij werd twee jaar geleden ontdekt door John Gizis van de Universiteit van Delaware in Newark. De ster bevindt zich - toevallig - in het beeldveld van de ruimtetelescoop Kepler, die de afgelopen jaren van ca. 160.000 sterren in de sterrenbeelden Zwaan en Lier elke 30 seconden heel nauwkeurig de helderheid heeft gemeten, op zoek naar exoplaneten.Veel koele rode dwergsterren vertonen vergelijkbare vlammen. Dat doet vermoeden dat de omstandigheden op planeten bij zulke sterren niet al te gunstig zijn voor leven. De oorzaak van de min of meer pierodieke uitbarstingen van W1906+40 is niet bekend. Gizis, die zijn resultaten vandaag presenteerde op de 222ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Indianapolis, gaat de ster de komende jaren met aardse telescopen in de gaten houden. (GS)
→ Kepler provides insights into unusual dwarf star
3 juni 2013
De spiraalarm van het Melkwegstelsel waarin de zon zich bevindt blijkt veel groter en belangrijker dan tot nu toe werd gedacht. De zon bevindt zich in de Local Spur ('lokale spoor'), tussen de Sagittarius-arm en de Perseus-arm, twee grote spiraalarmen van het Melkwegstelsel. Van die Local Spur is altijd aangenomen dat het een klein, vrij onbetekenend zij-armpje was. Uit nieuwe precisiemetingen, verricht met de Amerikaanse Very Long Baseline Array (VLBA), blijkt echter dat er sprake is van een veel grotere 'lokale arm', die mogelijk een vertakking van de Perseus-arm is. Dankzij de nieuwe metingen, die vandaag gepresenteerd zijn op de 222ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Indianapolis, konden nauwkeurige afstanden tot verre stervormingsgebieden in de spiraalarmen van het Melkwegstelsel worden bepaald. Daartoe werden met de VLBA parallaxmetingen verricht aan methanol-masers in die stervormingsgebieden. Op die manier werd een nauwkeuriger 'plattegrond' van het Melkwegstelsel verkregen. (GS)
→ Earth's Milky Way Neighborhood Gets More Respect (origineel persbericht)
30 mei 2013
Sterrenkundigen denken een oplossing gevonden te hebben voor het bestaan van jonge, zware sterren in de kern van het Melkwegstelsel. Die zogeheten S-sterren (het zijn er een stuk of twintig) zijn hooguit honderd miljoen jaar oud, maar bewegen in 'rustige' ellipsbanen rond het superzware zwarte gat dat zich in het Melkwegcentrum bevindt. Hun aanwezigheid wordt slecht begrepen: ze kunnen niet zo dicht bij het zwarte gat zijn ontstaan - getijdenkrachten zouden hier de vorming van zware sterren verhinderen -, maar als ze vanaf grotere afstand afkomstig zijn, zou die migratie in hooguit enkele tientallen miljoenen jaren plaatsgevonden moeten hebben, en dan zouden de resulterende omloopbanen een andere excentriciteitsverdeling hebben.Fabio Antonini en David Merritt hebben nu een nieuw model opgesteld, waarin de sterren inderdaad vanaf grotere afstand afkomstig zijn, maar waarbij hun omloopbanen minder extreem zijn geworden als gevolg van relativistische effecten van het roterende superzware zwarte gat en zwaartekrachtswisselwerking met grote aantallen kleinere, lichtere sterren in de directe omgeving - die sterren zijn te zwak om vanaf de aarde waargenomen te kunnen worden. De astronomen presenteren hun theorie vandaag op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Vancouver. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
29 mei 2013
Astronomen verwachten dat een ster zoals onze zon aan het eind van zijn leven een groot deel van zijn atmosfeer de ruimte in blaast. Maar nieuwe waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) laten – tegen alle verwachtingen in – zien dat veel zonachtige sterren dat simpelweg niet doen (Nature, 30 mei). Dat is verrassend omdat gedetailleerde computermodellen voorspelden dat sterren van een vergelijkbare massa als de zon aan het eind van hun leven een fase doorlopen – de zogeheten AGB-fase – waarin ze een laatste uitbarsting van nucleaire verbranding ondergaan. En dat zou gepaard gaan met het afstoten van veel gas en stof dat vervolgens een zogeheten planetaire nevel rond de ster vormt. Een team van voornamelijk Australische astronomen heeft nu echter ontdekt dat veel sterren die AGB-fase simpelweg overslaan. De astronomen hebben met behulp van de VLT heel nauwkeurige waarnemingen gedaan van sterren in de bolvormige sterrenhoop NGC 6752 in het zuidelijke sterrenbeeld Pauw. Deze grote samenballing van oude sterren bevat zowel een eerste generatie van sterren als een generatie die iets later is ontstaan. De beide generaties onderscheiden zich door de hoeveelheid natrium die zij bevatten. De resultaten waren verrassend: alle AGB-sterren in het onderzoek waren sterren van de eerste generatie, die een laag natriumgehalte hebben. Geen van de natriumrijkere sterren van de tweede generatie had het AGB-stadium bereikt. Dat betekent dat maar liefst zeventig procent van de onderzochte sterren nooit is toegekomen aan de fase van een laatste nucleaire opleving en de vorming van een planetaire nevel. Het lijkt er dus op dat sterren een natriumarm ‘dieet’ moeten volgen om op hoge leeftijd de AGB-fase te kunnen bereiken. Maar hoe de vork precies in de steel zit, is nog onduidelijk. Het is niet zo dat het natrium zélf verantwoordelijk wordt gehouden voor het afwijkende gedrag. Wel moet er een duidelijk verband bestaan tussen het natriumgehalte en de werkelijke onderliggende oorzaak, die nog onbekend is. (EE)
→ Natriumarm dieet bepaalt ‘oude dag’ van sterren
29 mei 2013
Neutronensterren kunnen niet alleen plotseling sneller gaan rondtollen, maar ook plotseling vertragen. Die verrassende ontdekking is gedaan bij een magnetar – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld – die op een afstand van 10.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Cassiopeia staat (Nature, 30 mei). Neutronensterren zijn de compacte overblijfselen van zware sterren die aan het eind van hun leven als supernova zijn geëxplodeerd. Ze zijn doorgaans niet veel groter dan een kilometer of twintig en zijn 500.000 keer zo zwaar als de aarde. Deze bijzondere objecten tollen soms wel honderden keren per seconde om hun as. Bij een aantal neutronensterren is waargenomen dat deze rotatie soms abrupt versnelt, een verschijnsel dat wordt toegeschreven aan het feit dat hun inwendige voor een deel 'supervloeibaar' zou zijn. Maar nu heeft een internationaal team van astronomen ook een neutronenster ontdekt die plotseling langzamer is gaan tollen. En die afremming ging gepaard met een sterke toename van de hoeveelheid röntgenstraling die de ster uitzond. Wat zich precies in deze sterk magnetische neutronenster heeft afgespeeld is nog onduidelijk. Volgens de beschikbare theoretische inzichten zouden deze objecten zich niet zo mogen gedragen. Blijkbaar ontbreekt er nog een belangrijk stukje van de puzzel. (EE)
→ A New Kind Of Cosmic Glitch
29 mei 2013
Onderzoek aan witte-dwergsterren in de bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae heeft uitgewezen dat deze objecten kort na hun 'geboorte' minder snel afkoelen dan altijd is aangenomen. Sterren zoals de zon blazen aan het eind van hun leven hun buitenste gaslagen de ruimte in, waarna ze inkrimpen tot een compacte, hete witte dwerg met een oppervlaktetemperatuur van meer dan 100.000 graden. Omdat er in die witte dwerg geen kernfusiereacties meer voorkomen, koelt hij in de loop van de miljarden jaren langzaam maar zeker af. Door gebruik te maken van theoretische modellen die dat afkoelingsproces beschrijven, kunnen sterrenkundigen aan de hand van de gemeten temperatuur van een witte dwerg dus zijn leeftijd bepalen. Metingen aan witte dwergen in de bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae, verricht door de Canadese astronomen Ryan Goldsbury, Jeremy Heyl en Harvey Richer, laten nu echter zien dat die modellen niet juist zijn: kort na hun vorming blijken witte dwergen minder snel af te koelen dan wordt voorspeld. De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Vancouver. De reden van de tragere afkoeling is nog niet bekend. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
23 mei 2013
Een internationaal team van astronomen, onder wie Elmar Kording van de Radboud Universiteit, heeft een oud vraagstuk opgelost: dat van SS Cygni. Deze zogeheten 'dwergnova' zou volgens de bestaande inzichten eigenlijk geen uitbarstingen mogen vertonen, maar doet dat tóch. Een betere afstandsbepaling heeft dit probleem uit de wereld geholpen (Science, 24 mei). SS Cygni, die in het sterrenbeeld Zwaan staat, bestaat uit twee kleine sterren die in minder dan zeven uur om elkaar heen draaien: een compacte witte dwerg en een minder zware rode dwerg. Met zijn sterke zwaartekracht onttrekt deze witte dwerg materiaal aan zijn begeleider. Dat materiaal hoopt zich op in een rond de witte dwerg draaiende schijf en valt van daaruit uiteindelijk naar het oppervlak van de compacte ster. Dubbelsterren als deze vertonen met enige regelmaat flinke uitbarstingen – in het geval van SS Cygni met tussenpozen van 49 dagen. Volgens de bestaande inzichten zouden deze uitbarstingen het gevolg zijn van variaties in het tempo waarmee materie via de schijf op de witte dwerg belandt. Als de materie-overdacht snel verloopt, blijft de schijf stabiel, maar zodra het tempo afneemt, kan de schijf instabiel worden en volgt er een uitbarsting. Dit mechanisme leek voor alle bekende dwergnova's op te gaan, behalve voor SS Cygni. Als deze, zoals metingen van de Hubble-ruimtetelescoop lieten zien, zich inderdaad op een afstand van 520 lichtjaar bevond, zou hij de helderste dwergnova aan de hemel zijn. En dat zou betekenen dat er zoveel materie naar de witte dwerg toe stroomde, dat het nooit tot uitbarsting zou kunnen komen. Maar een nieuwe, veel nauwkeurigere afstandsbepaling met twee grote netwerken van radiotelescopen – het ene in Europa, het andere in de VS – heeft nu laten zien dat de afstand van SS Cygni slechts 370 lichtjaar bedraagt. Intrinsiek is hij dus veel minder helder dan tot nu toe werd gedacht. En daarmee past ook hij binnen de gebruikelijke dwergnovamodellen. (EE)
→ Accurate Distance Measurement Resolves Major Astronomical Mystery
23 mei 2013
Op 25 mei, komende zaterdag dus, is het precies vijftien jaar geleden dat de eerste van de vier grote telescopen die samen de Very Large Telescope (VLT) vormen zijn eerste licht opving. Ter gelegenheid van het bereiken van deze mijlpaal is een nieuwe, haarscherpe opname gepresenteerd van een spectaculair stervormingsgebied in het sterrenbeeld Centaurus. De VLT is het paradepaardje van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in het noorden van Chili. Hij bestaat uit vier 8,2-meter spiegeltelescopen, waarvan de laatste in 2000 gereedkwam. Later kreeg dit viertal gezelschap van vier kleinere hulptelescopen, die voornamelijk voor interferometrie worden gebruikt. Tezamen vormen zij een van de meest productieve astronomische faciliteiten op aarde. Vorig jaar werden op basis van VLT-waarnemingen meer dan zeshonderd wetenschappelijke artikelen gepubliceerd. De 'verjaardagsfoto' die vandaag is vrijgegeven toont IC 2944, een bekend stervormingsgebied op een afstand van ongeveer 6500 lichtjaar. De roze achtergrond van de foto wordt gevormd door wolken van gloeiend waterstofgas. Tegen deze heldere achtergrond zijn vreemde donkere klonten van ondoorzichtig koud stof te zien: zogeheten Bok-globules. In een rustige omgeving kunnen zulke globules door samentrekking in nieuwe sterren veranderen, maar in dit geval wordt dit stervormingsproces gehinderd door de intense ultraviolette straling van hete jonge sterren die eerder in dit gebied zijn ontstaan. Hoogstwaarschijnlijk zullen de hier afgebeelde globules weg eroderen voordat ze tot sterren kunnen samentrekken. (EE)
→ ESO’s Very Large Telescope viert 15 jaar succes
23 mei 2013
Magnetars – de compacte overblijfselen van zware sterren die af en toe hevige uitbarstingen vertonen – vertonen een grotere verscheidenheid en zijn mogelijk talrijker dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit een waarneemcampagne met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra en verschillende andere satellieten. Wanneer een zware ster zonder brandstof komt te zitten, stort zijn kern ineen tot een neutronenster – een supercompact object met een middellijn van slechts enkele tientallen kilometers. De rest van de ster verdwijnt met een grote klap (supernova) de ruimte in. De meeste neutronensterren tollen heel snel – enkele keren per seconde – om hun as. Maar sommige hebben een rotatietijd van een paar seconden en produceren af en toe grote uitbarstingen van röntgenstraling. Omdat de enige plausibele bron voor de energie van deze uitbarstingen de in de ster opgeslagen magnetische energie is, worden zulke neutronensterren 'magnetars' genoemd. De meeste magnetars hebben extreem sterke magnetische velden aan hun oppervlak, die vele malen sterker zijn dan die van de gemiddelde neutronenster. Nieuwe waarnemingen laten echter zien dat dit niet geldt voor magnetar SGR 0418: zijn magnetische veld is niet veel sterker dan gemiddeld en veel zwakker dan dat van andere magnetars. Hij is als het ware een buitenbeentje onder de buitenbeentjes. Modelberekeningen laten zien dat SGR 0418 ongeveer een half miljoen jaar oud is. Dat betekent dat hij ouder is dan de meeste andere magnetars. Vermoedelijk is dat ook de reden dat zijn magnetische veld relatief zwak is. Dat hij nog steeds uitbarstingen vertoont heeft er waarschijnlijk mee te maken dat zijn korst door een lange reeks uitbarstingen verzwakt is geraakt. Het bestaan van SGR 0418 kan erop wijzen dat er een nog verborgen populatie van oude magnetars bestaat. En dat zou impliceren dat het tempo waarin deze magnetische neutronensterren ontstaan aanzienlijk hoger ligt dan tot nu toe werd verondersteld. (EE)
→ A Hidden Population of Exotic Neutron Stars
23 mei 2013
De werkelijke vorm van de Ringnevel, de overbekende planetaire nevel in het sterrenbeeld Lier, is ingewikkelder dan tot nu toe werd gedacht. En het donkere hart van de nevel is allesbehalve leeg. In de woorden van astronoom C. Robert O'Dell: de Ringnevel is geen 'bagel', maar meer een 'jelly doughnut'. Net als andere planetaire nevels bestaat de Ringnevel uit gas dat door een oude, stervende zonachtige ster is uitgestoten. Hij is ongeveer een lichtjaar groot en 2000 lichtjaar van ons verwijderd. Bij eerdere waarnemingen was al aan het licht gekomen dat zich in het centrale, blauwe deel van de ring gasachtig materiaal bevindt. Nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten de ruimtelijke verdeling van dat gas zien. De ring, waar we vrijwel recht tegenaan kijken, omsluit een rugbybal-achtige structuur, en de beide uiteinden van deze 'rugbybal' steken aan weerszijden uit de ring. Al dit gas is ongeveer 4000 jaar geleden door de centrale ster uitgestoten. Het ringmateriaal dijt nog steeds uit met een snelheid van meer dan 70.000 kilometer per uur. Dit zorgt ervoor dat de nevel steeds verder vervaagt en over ongeveer 10.000 jaar niet meer te zien is. (EE)
→ NASA's Hubble Space Telescope Reveals The Ring Nebula's True Shape
17 mei 2013
Onderzoek met de Franse CoRoT-satelliet en de Japanse Subaru-telescoop heeft een 'tweelingbroer' van de zon aan het licht gebracht. Onderzoek aan deze ster, die ongeveer twee miljard jaar ouder is dan de zon, biedt informatie over de toekomstige ontwikkeling van onze eigen zon. Met CoRoT - een inmiddels niet meer operationele Franse satelliet voor onderzoek aan sterbevingen en exoplaneten - is gezocht naar sterren met een rotatieperiode die vergelijkbaar is met die van de zon. De rotatiesnelheid van een ster wordt in belangrijke mate bepaald door massa, scheikundige samenstelling en leeftijd. Vervolgens is met de Japanse 8,3-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, vervolgonderzoek aan de kandidaatsterren verricht om de chemische samenstelling te bepalen. De ster CoRoT SOL 1, met een rotatieperiode van 29,5 dagen, blijkt vrijwel dezelfde massa en samenstelling te hebben als onze zon. Wel bevat de ster minder lithium, vermoedelijk vanwege de hogere leeftijd (6,7 miljard jaar; het lithiumgehalte van sterren neemt in de loop van de tijd langzaam af). De ster, die zich bevindt in het sterrenbeeld Eenhoorn, is dus ca. twee miljard jaar ouder dan de zon (de term 'tweelingbroer' is wat dat betreft natuurlijk niet van echt van toepassing). Onderzoek aan dit soort 'tweeling-zonnen' kan informatie opleveren over de toekomstige evolutie van onze eigen zon, die in de komende twee miljard jaar langzaam maar zeker een steeds grotere helderheid zal krijgen. (GS)
→ Subaru Telescope Observations and the CoRoT Mission Unveil the Future of the Sun (origineel persbericht)
16 mei 2013
De nieuwe Karoo Array Telescope (KAT-7), een radiotelescoop in Zuid-Afrika, heeft zijn eerste wetenschappelijke resultaten afgeleverd. Met het instrument, een voorloper van de toekomstige Square Kilometre Array (SKA), zijn twee kolossale uitbarstingen van de dubbelster Circinus X-1 waargenomen. Circinus X-1 bestaat uit een normale ster en een neutronenster – het uiterst compacte restant van een ontplofte zware ster (supernova). De beide sterren draaien met een periode van ongeveer zeventien dagen in een elliptische baan om elkaar. En steeds als ze elkaar het dichtst zijn genaderd, sleurt de zwaartekracht van de neutronenster materie van de andere ster naar zich toe. Een deel van deze materie wordt door de neutronenster via twee zogeheten 'jets' de ruimte in geblazen. In de periode dat astronomen uit Zuid-Afrika, Engeland en Spanje deze dubbelster waarnamen (van 13 december 2011 tot 16 januari 2012), vertoonde het systeem twee grote uitbarstingen van radiostraling – de hevigste in jaren. Met KAT-7 is het verloop van deze 'sterrevlammen' gevolgd. Het is voor het eerst dat uitbarstingen van Circinus X-1 zo gedetailleerd zijn waargenomen. Astronomen vermoeden dat de uitbarstingen ontstaan op het moment dat de materie die Circinus X-1 de ruimte in blaast met enorme snelheid op materie in de omgeving van de dubbelster botst. Daarbij wordt niet alleen radiostraling uitgezonden, maar bijvoorbeeld ook röntgenstraling. (EE)
→ South Africa's new radio telescope reveals giant outbursts from binary star system
14 mei 2013
Onderzoekers van het Laboratorium voor Astrofysica van de Sterrewacht Leiden zijn erin geslaagd om water te maken onder omstandigheden zoals die in de ruimte heersen. In speciale apparatuur werd vastgevroren zuurstof gebombardeerd met waterstofatomen. Daarbij werd niet alleen water gevormd, maar ook een aantal andere moleculen die inmiddels in de interstellaire ruimte zijn ontdekt door de Amerikaanse Spitzer Space Telescope. Volgens de onderzoekers, onder leiding van Harold Linnartz, is er nu een consistent beeld van de manier waarop water in de ruimte ontstaat, namelijk door zogenoemde waterstofadditiereacties van ijs op kleine stofdeeltjes. Dit proces treedt overal in ons Melkwegstelsel op, en ook daarbuiten, in andere sterrenstelsels. (GS)
→ Origineel persbericht
7 mei 2013
Met de Europese infraroodruimtetelescoop Herschel is ontdekt dat een deel van het moleculaire gas in het centrum van ons Melkwegstelsel een verrassend hoge temperatuur heeft van ca. 1000 graden Celsius. Het gas is verdeeld in een brede, platte ring rond het superzware zwarte gat dat zich in het Melkwegcentrum bevindt. Met Herschel kon de samenstelling van het gas bestudeerd worden tot op een afstand van slechts één lichtjaar van het zwarte gat. Uit de metingen, op ver-infrarode golflengten, kon de aanwezigheid van eenvoudige moleculen worden afgeleid, zoals koolmonoxide, waterdamp en waterstofcyanide. De grote verrassing was echter de hoge temperatuur van het gas in het binnenste deel van de ring.De oorzaak van die hoge temperatuur is niet met zekerheid bekend. Verhitting door ultraviolette straling van nabijgelegen jonge sterrenhopen speelt vermoedelijk een rol, maar de onderzoekers, die hun resultaten publiceerden in Astrophysical Journal Letters, denken dat een deel van de verhitting veroorzaakt wordt door schokgolven in sterk gemagnetiseerd gas. Mogelijk is er sprake van gasstromen in de richting van het zwarte gat, die binnen afzienbare tijd opgeslokt zullen worden. (GS)
→ Herschel finds hot gas on the menu for Milky Way’s black hole (origineel persbericht)
25 april 2013
Astronomen, onder wie Joeri van Leeuwen en Jason Hessels van de Universiteit van Amsterdam en Vlad Kondratiev van ASTRON, hebben een dubbelster opgespoord die bestaat uit een ongewoon zware neutronenster en een witte dwergster. Met dit bizarre tweetal kon Einsteins zwaartekrachtstheorie – de algemene relativiteitstheorie – sterker op de proef worden gesteld dan voorheen. Maar tot nu toe komen de waarnemingen exact overeen met Einsteins voorspellingen (Science, 26 april 2013). De neutronenster, die 25 keer per seconde om zijn as tolt, is een pulsar die radiogolven uitzendt die met radiotelescopen op aarde kunnen worden ontvangen. De witte dwerg, die met een omlooptijd van tweeënhalf uur om de pulsar cirkelt, is waarneembaar met gewone, optische telescopen, zoals de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. De pulsar is het overblijfsel van een supernova-explosie. Hij is tweemaal zo zwaar als de zon, maar slechts twintig kilometer groot. De begeleidende witte dwerg is het gloeiende overblijfsel van een zonachtige ster die zijn atmosfeer heeft afgestoten en langzaam afkoelt. De algemene relativiteitstheorie, die de zwaartekracht verklaart als een gevolg van de kromming van de ruimtetijd door de aanwezigheid van massa en energie, heeft sinds haar publicatie, bijna een eeuw geleden, alle tests doorstaan. Maar naar verwachting is dit toch niet de definitieve zwaartekrachtstheorie: onder extreme omstandigheden, zoals die in een zwart gat, schiet Einsteins theorie tekort. Natuurkundigen hebben al diverse alternatieve zwaartekrachtstheorieën ontwikkeld die andere voorspellingen doen dan de algemene relativiteitstheorie. Om dergelijke theorieën te kunnen toetsen, moet onderzoek worden gedaan van extreem sterke zwaartekrachtsvelden. De nu ontdekte dubbelster biedt die mogelijkheid. Een compacte dubbelster als deze zendt zwaartekrachtsgolven uit en verliest daardoor energie. Dit leidt ertoe dat de afstand tussen de beide objecten heel langzaam kleiner wordt en hun omlooptijd afneemt. De algemene relativiteitstheorie en de alternatieve theorieën doen verschillende voorspellingen voor die afneming. De astronomen hebben nu waarnemingen van de witte dwerg gecombineerd met een zeer nauwkeurige timing van de pulsen die de zware neutronenster uitzendt. De waarnemingen zijn zo nauwkeurig, dat een verandering in de omlooptijd van 8 miljoenste van een seconde per jaar kon worden gemeten. En dat is precies wat Einsteins theorie voorspelt. (EE)
→ Einstein had gelijk – tot nu toe
25 april 2013
Astronomen hebben een nieuwe opname gemaakt van de buitenste atmosfeer van de bekende ster Betelgeuze, een rode superreus in het sterrenbeeld Orion. Op de nieuwe opname, gemaakt met behulp van een netwerk van radiotelescopen in Engeland, zijn onder meer verrassend hete gebieden te zien.In vergelijking met onze zon is Betelgeuze een kolos: hij is maar liefst duizend keer zo groot. Maar ondanks zijn relatief kleine afstand van 650 lichtjaar is hij vanaf de aarde gezien slechts een piepklein lichtpuntje. Alleen door de beeldinformatie van meerdere telescopen – in dit geval radiotelescopen – te combineren kunnen details van de ster en zijn omgeving worden vastgelegd. Aan weerszijden van Betelgeuze zijn nu twee plekken in de sterk opgezwollen steratmosfeer ontdekt die een temperatuur van 4000 tot 5000 graden hebben. Dat is beduidend heter dan het zichtbare 'oppervlak' van de ster, dat een temperatuur van iets meer dan 3000 graden heeft. De aard van de hete plekken is nog onduidelijk. Het zouden gebieden kunnen zijn waar gas hoog in de steratmosfeer is verhit door het optreden van schokgolven. Maar het is ook denkbaar dat de atmosfeer ter plaatse simpelweg transparanter is dan elders, waardoor we een dieper, heter deel van de ster te zien krijgen.Op ruime afstand van Betelgeuze (7,4 miljard kilometer) is een boog van gas waargenomen die met een temperatuur van meer dan honderd graden onder nul juist heel koud is. Waarschijnlijk betreft het gas dat in een recent verleden door de pulserende ster is uitgestoten. Aangenomen wordt dat Betelgeuze binnen een miljoen jaar als supernova zal ontploffen. (EE)
→ Mysterious hot spots observed in a cool red supergiant
19 april 2013
Ter gelegenheid van de 23ste verjaardag van de Amerikaans/Europese Hubble Space Telescope is een nieuwe (infrarood-)opname van de beroemde Paardenkopnevel in het sterrenbeeld Orion vrijgegeven. Het gaat om een donkere stofwolk die normaal gesproken donker afsteekt tegen de heldere achtergrond van gloeiend gas. Op de infraroodfoto, gemaakt door de Wide Field Camera 3, is de stofwolk gedeeltelijk transparant, zodat de inwendige structuur beter zichtbaar is.De Europese infraroodruimtetelescoop Herschel maakte overigens op nog veel langere infraroodgolflengten een foto van de wijde omgeving van de Paardenkopnevel, waarop de ligging in de Orion Molecular Cloud goed zichtbaar is. (GS)
→ A fresh take on the Horsehead Nebula (origineel persbericht)
18 april 2013
Sterrenkundigen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hebben een nieuw röntgenbeeld gepubliceerd van het overblijfsel van een sterexplosie in het jaar 1006. Supernova SN1006 vond plaats op een afstand van ca. 7000 lichtjaar. Het ging om een zogheten type Ia-supernova - de catastrofale explosie van een witte dwergster. Voor het nieuwe röntgenportret zijn in totaal tien opnamen van het Amerikaanse Chandsra X-ray Observatory gecombineerd. Op deze manier ontstond het meest gedetailleerde röntgenbeeld van de supernovarest ooit. Onderzoek aan dit soort gedetailleerde röntgenfoto's kan hopelijk meer informatie opleveren over het precieze verloop van de explosie. (GS)
→ SN 1006: X-Ray View of A Thousand-Year-Old Cosmic Tapestry (origineel persbericht)
16 april 2013
De geboorte van zware sterren verloopt verrassend kalm. Dat concluderen sterrenkundigen in een artikel in The Astrophysical Journal op basis van waarnemingen van de zware protoster G35, verricht met de vliegende infraroodsterrenwacht SOFIA.Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Bij kleine sterren verloopt dat proces vrij ordelijk. In het geval van veel zwaardere protosterren namen astronomen altijd aan dat de structuur van de samentrekkende wolk veel chaotischer zou zijn, door turbulentie-effecten. Dat blijkt nu echter mee te vallen. Met SOFIA (Stratospheric Observatoria For Infrared Astronomy) - een tot vliegende infraroodsterrenwacht omgebouwde Boeing - zijn waarnemingen verricht aan G35.20-0.74 (kortweg G35 genoemd), een protoster met een massa van minstens 20 zonsmassa's op een afstand van ca. 8000 lichtjaar. Uit de infraroodmetingen blijkt dat de inwendige structuur van de samentrekkende gas- en stofwolk zeer ordelijk is. (GS)
→ SOFIA Observations Reveal a Surprise in Massive Star Formation(origineel persbericht)
5 april 2013
Met de relatief nieuwe ALMA-radiotelescoop in Chili hebben wetenschappers signalen gezien van wat lijkt op de vorming van nieuwe sterren. Het bijzondere is dat dit vlakbij het zwarte gat in het hart van de Melkweg lijkt te gebeuren. Tot nu toe werd gedacht dat er in de buurt van een zwart gat geen nieuwe sterren konden ontstaan omdat sterke getijkrachten zouden voorkomen dat grote gas- en stofwolken kunnen instorten tot nieuwe sterren. Toch ziet ALMA, die gevoelig is voor radiostraling, nu dichte wolken waaruit zogenoemde jets lijken te komen. Deze duiden op de vorming van een ster in zo’n wolk. In het centrum van de Melkweg, op een afstand van ongeveer 27.000 lichtjaar, bevindt zich vrijwel zeker een zwart gat, Sagittarius A*. Het heeft een massa van ongeveer 4 miljoen keer onze zon. Astronomen hebben zich lang tijd afgevraagd hoe het kan dat er relatief zeer jonge sterren met hoge snelheden rond het zwarte gat draaien. De ontdekking van ALMA kan hier wellicht een verklaring voor geven, omdat het laat zien dat sterren veel dichterbij zwarte gaten kunnen ontstaan dan werd gedacht. (Roel van der Heijden)
→ ALMA Detects Signs of Star Formation Surprisingly Close to Galaxy's Supermassive Black Hole
5 april 2013
Voor het eerst heeft de Kepler ruimtetelescoop een ster waargenomen die het licht van zijn begeleidende ster afbuigt. Dit effect werd tot nu toe slechts waargenomen bij veel grotere clusters van sterrenstelsels en onze eigen zon. Dubbelster KOI-256 bestaat uit een kleine en zware witte dwergster en een grotere maar lichtere rode dwergster. Wetenschappers zagen dat de witte dwerg het licht van de rode dwerg afbuigt op het moment dat hij voor zijn partner langs beweegt. De helderheid van het dubbelsysteem wordt daardoor iets groter. Een kleine en tijdelijk effect dat wordt veroorzaakt door de zwaartekracht en dat al werd voorspeld door Albert Einstein, bijna honderd jaar geleden.Kepler wordt normaal gesproken ingezet voor het vinden van exoplaneten, ofwel planeten bij andere sterren. Toen Kepler KOI-256 in het vizier kreeg dachten de betrokken wetenschappers dan ook dat ze een ster zagen met een enorme planeet ernaast. Bij nadere analyse klopte dat niet met de bewegingen die de ster maakte. Het bleek om een dubbelster te gaan waarbinnen de wetten van Einstein nogmaals getest konden worden. (Roel van der Heijden)
→ Gravity-Bending Find Leads to Kepler Meeting Einstein
2 april 2013
Gedetailleerde computersimulaties, uitgevoerd door astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en de University of Wisconsin-Madison, hebben nieuwe informatie opgeleverd over het ontstaan van spiraalarmen - de karakteristieke, statige spiraalvormige patronen in de buitendelen van grote sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel.Met grote supercomputers, die de onderlinge zwaartekrachtswisselwerking van niet minder dan 100 miljoen 'testdeeltjes' simuleren, is ontdekt dat spiraalarmen, als ze eenmaal zijn ontstaan, zichzelf in stand houden, zodat het in feite permanente structuren zijn. Eerder was wel gesuggereerd dat spiraalarmen tijdelijke structuren zouden zijn, die na verloop van tijd vanzelf weer zouden 'uitdoven'.De aard van spiraalarmen wordt al geruime tijd goed begrepen: ze bevatten niet altijd dezelfde sterren, nevels en sterrenhopen, maar ze markeren de plaatsen waar die objecten zich dichter op elkaar bevinden - enigszins vergelijkbaar met files op de snelweg, die lange tijd kunnen aanhouden maar niet altijd uit dezelfde auto's bestaan.De nieuwe computersimulaties, op 20 maart gepubliceerd in The Astrophysical Journal, tonen nu aan dat spiraalarmen (in tegenstelling tot files) zichzelf in stand houden. De oorsprong van de spiraalarmen moet volgens de onderzoekers gezocht worden in de zwaartekrachtsverstoringen die veroorzaakt worden door grote moleculaire wolken, waarin actieve stervorming voorkomt. (GS)
→ New Insights on How Spiral Galaxies Get Their Arms (origineel persbericht)
1 april 2013
Onderzoek met de 90-centimeter telescoop van het Kitt Peak National Observatory in Arizona kan mogelijk uitwijzen dat er in het stervormingsgebied Cep OB3b (in het sterrenbeeld Cepheus) ook oudere sterren voorkomen. Die zijn dan vermoedelijk ontstaan in een sterrenhoop die inmiddels uiteen is gevallen. Cep OB3b heeft een leeftijd van ca. drie miljoen jaar. Het stervormingsgebied lijkt veel op de Orionnevel, maar bevat minder absorberend gas en stof. Thomas Allen van de Universiteit van Toledo concludeert mede op basis van metingen met de Spitzer Space Telescope dat het stervormingsgebied ca. 3000 jonge sterren telt, waarvan er ongeveer 1000 omgeven worden door protoplanetaire schijven, waaruit in de toekomst planeten kunnen ontstaan.Het feit dat veel sterren in Cep OB3b niet door zo'n protoplanetaire schijf worden omgeven, doet vermoeden dat op z'n minst een aanzienlijk deel van deze sterren ouder is dan drie miljoen jaar. Ze zouden eerder kunnen zijn ontstaan, in oudere sterrenhopen. De nieuwe Kitt Peak-foto's, gemaakt met de Mosaic-camera, moeten hierover uitsluitsel geven. (GS)
→ Star Birth in Cepheus (origineel persbericht)
27 maart 2013
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat de stofnevel rond de ster VY Canis Majoris (VY CMa) twee soorten titaniumoxide bevat. VY CMa is een koele, rode ster - zeker duizend keer zo groot als onze zon – die het explosieve einde van zijn leven nadert. VY CMa is bezig om grote hoeveelheden materie uit te stoten. Vermoed wordt dat deze uitstoot voor rekening komt van een hevige sterrenwind, zoals ook onze zon die in veel zwakkere vorm produceert. Onduidelijk is echter nog welk fysisch proces hierachter zit en waarom de resulterende stofnevel zo onregelmatig van vorm is. Met een submillimetertelescoop – een soort radiotelescoop – op Hawaï is vastgesteld dat de stofnevel rond VY CMa rijk is aan titaniumoxide en titaniumdioxide. Moleculen zenden vooral op submillimetergolflengten karakteristieke straling uit die kan worden gebruikt om de verschillende molecuulsoorten te identificeren. Titaniumdioxide is een witte stof die op aarde verschillende toepassingen kent: het is onder meer een bestanddeel van zonnebrandcrèmes. Op theoretische gronden werd al vermoed dat sterren met een lage oppervlaktetemperatuur, zoals VY CMa, grote hoeveelheden titaniumoxide produceren. Tot nu toe was het echter niet gelukt om ook titaniumdioxide bij zo'n ster aan te tonen. Omdat titaniumoxiden waarschijnlijk een belangrijke rol spelen bij de vorming van stofdeeltjes, kunnen waarnemingen als deze het onderzoek van stofnevels rond sterren als VY CMa verder vooruithelpen. (EE)
→ Sun Block for the Big Dog
27 maart 2013
Franse en Canadese astronomen hebben een verklaring gevonden voor het ontstaan van sterren die meer dan tien keer zo zwaar zijn als onze zon. Gebleken is dat babysterren een enorme massa kunnen bereiken als oudere soortgenoten in de omgeving een handje meehelpen. De geboorte van een ster begint met het ontstaan van een kleine verdichting in een grote wolk van gas en stof. Door de zwaartekracht stroomt er vanzelf meer gas naar zo'n verdichting, wat uitmondt in de vorming van een bal van heet gas: de ster. Eigenlijk zouden sterren op deze manier niet meer dan tien zonsmassa's aan materie kunnen verzamelen. Tijdens hun vorming oefenen ze namelijk een steeds sterker wordende tegendruk uit die de verdere toestroom van gas blokkeert. Toch bestaan er sterren die aanzienlijk zwaarder zijn dan tien zonsmassa's. Onderzoek aan de grote interstellaire gaswolk Westerhout 3 (W3) biedt een mogelijke verklaring. De astronomen merkten op dat de dichtste delen van W3, waar de zwaarste sterren zullen ontstaan, zijn omringd door een collectie oude, zware sterren. Dat wijst erop dat voorgaande generaties van zware sterren de groei van hun opvolgers stimuleren. Net als jonge zware sterren duwen oude zware sterren gas uit hun omgeving weg. Als deze oude sterren gunstig gepositioneerd zijn ten opzichte van een grote gasvoorraad, kunnen zij gezamenlijk zoveel gas in de richting van de sterren-in-wording blazen, dat deze ondanks hun tegenwerking in omvang blijven toenemen. Stellaire dwangvoeding dus. (EE)
→ Hunting high-mass stars with Herschel
19 maart 2013
Met de Europese infrarood-ruimtetelescoop Herschel zijn extreem jonge protosterren ontdekt in een groot stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. Eerder waren in dit Orion Molecular Cloud Complex al een paar honderd sterren-in-wording gevonden, onder andere met de Amerikaanse infrarood-ruimtetelesccoop Spitzer. Amelia Stutz van het Max-Planck-Institut für Astronomie en haar collega's hebben met Herschel nu vijftien protosterren ontdekt die door Spitzer niet zijn waargenomen. Herschel zag de uiterst koele objecten wel, omdat hij gevoelig is voor infraroodstraling met een langere golflengte. De ontdekking is inmiddels bevestigd door de APEX-telescoop in Noord-Chili, die op nóg langere golflengten waarneemt. Het gaat om objecten van vermoedelijk slechts zo'n 25.000 jaar oud, die net zijn samengetrokken uit koele interstellaire gaswolken. Dat hele proces van koude moleculaire wolk naar hete ster neemt naar schatting hooguit een paar honderdduizend jaar in beslag. (GS)
→ Herschel Discovers Some of the Youngest Stars Ever Seen (origineel persbericht)
19 maart 2013
Met de Europese ruimtetelescoop XMM-Newton is een röntgendubbelster ontdekt met een extreem korte baanperiode: slechts 2,4 uur. De röntgendubbelster bestaat uit een stellair zwart gat dat minstens drie keer zo zwaar is als de zon en een kleine, lichte rode dwergster. Materie van de rode dwerg wordt opgezogen door de sterke zwaartekrtacht van het zwarte gat en hoopt zich op in een afgeplatte accretieschijf voordat het definitief in het zwarte gat verdwijnt. Die extreem hete accretieschijf zendt de waargenomen röntgenstraling uit.
Met XMM-Newton is de röntgenbron (MAXI J1659-152 geheten) ruim een half etmaal continu bestudeerd. Daarbij bleek dat de röntgenstraling periodieke helderheidsdipjes vertoonde, veroorzaakt doordat de onregelmatige buitenrand van de accretieschijf elke omloop een deel van de röntgenstraling afdekt. Uit de metingen werd een omlooptijd van 2,4 uur afgeleid - bijna een uur korter dan het vorige record voor de omlooptijd van een röntgendubbelster (3,2 uur, voor de bron Swift J1753.5-0127). De resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics; eerste auteur is de Nederlandse astronoom Erik Kuulkers, verbonden aan ESA's European Space Astronomy Centre in Spanje.
Het zwarte gat en de rode dwergster draaien rond een gemeenschappelijk zwaartepunt. Vanwege zijn lichtere massa beschrijft de rode dwerg een grotere baan, waardoor hij een hogere baansnelheid heeft: ongeveer twee miljoen kilometer per uur, ofwel zo'n twintig keer de baansnelheid van de aarde. Het zwarte gat, dat een kleinere baan rond het gemeenschappelijk zwaartepunt beschrijft, heeft een baansnelheid van 'slechts' 150.000 kilometer per uur - dertig procent meer dan de baansnelheid van de aarde. (GS)
→ Black hole-star pair orbiting at dizzying speed (origineel persbericht)
18 maart 2013
Nieuwe röntgenfoto's van Keplers supernovarest, gemaakt door de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra, doen vermoeden dat de supernova, door Johannes Kepler waargenomen in 1604, veroorzaakt werd door de wisselwerking tussen een witte dwergster en een rode superreus.
Keplers supernova was een exploderende ster van Type Ia. Dat soort supernova's ontstaan wanneer een witte dwerg op de een of andere manier zwaarder wordt dan 1,4 keer de massa van de zon. Hóe dat gebeurt is echter niet duidelijk: er kan sprake zijn van twee witte dwergen die in een baan om elkaar heen draaien en met elkaar versmelten, of de witte dwerg kan een rode reuzenster als begeleider hebben, die materie overdraagt aan de dwergster.
De nieuwe Chandra-waarnemingen van de uitdijende gasschil die bij de supernova werd gevormd, wijzen op die laatste mogelijkheid. Op de röntgenfoto's is een schijfvormige structuur te zien die vermoedelijk het resultaat is van massaverlies van de rode reuzenster, en die nu verhit wordt (en daardoor röntgenstraling uitzendt) door de interactie met de materie die bij de supernova-explosie met hoge snelheid in alle richtingen is weggeblazen. Ook blijkt uit de röntgenwaarnemingen dat de supernovarest relatief veel magnesium bevat - een element dat in witte dwergen nauwelijks voorkomt, maar wel in rode reuzensterren. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Sterrenkundigen willen graag precies begrijpen hoe Type Ia-supernova's ontstaan, omdat ze gebruikt worden voor het bepalen van de afstandsschaal en de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. Overigens is het best mogelijk dat andere Type Ia-supernova's wél het resultaat zijn van de versmelting van twee witte dwergen. (GS)
→ Kepler's Supernova Remnant: Famous Supernova Reveals Clues About Crucial Cosmic Distance Markers (origineel persbericht)
15 maart 2013
Een onlangs met de Swift-satelliet opgespoorde supernovarest behoort tot de jongste in onze Melkweg. Dat blijkt uit vervolgwaarnemingen met onder meer de röntgensatelliet Chandra. De supernovarest, die de aanduiding G306.3-0.9 heeft gekregen, bevindt zich op een afstand van 26.000 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus. Astronomen hebben in de Melkweg tot nu toe een stuk of driehonderd overblijfselen van supernova-explosies ontdekt. Zo'n explosie vindt gemiddeld ongeveer één à twee keer per eeuw plaats. Het 'puin' van de ontplofte ster vormt een uitdijende wolk die in de loop van ongeveer honderdduizend jaar steeds verder uitdijt en ten slotte geheel vervaagt. Jonge supernovaresten zenden allerlei soorten straling uit, van radiostraling tot gammastraling. De meest energierijke vormen van straling verdwijnen het eerst: na ongeveer tienduizend jaar zendt zo'n object al geen röntgenstraling meer uit. Hierdoor is maar ongeveer de helft van alle supernovaresten in de Melkweg een bron van röntgenstraling. Het bestaan van supernovarest G306.3-0.9 kwam aan het licht bij een röntgensurvey van het vlak van de Melkweg, waar de Swift-satelliet momenteel mee bezig is. Alleen al het feit dat het object en bron van röntgenstraling is, wijst erop dat het niet oud kan zijn. Een verdere analyse laat zien dat G306.3-0.9 waarschijnlijk minder dan 2500 jaar geleden is ontstaan. (EE)
→ NASA's Swift, Chandra Explore a Youthful 'Star Wreck'
12 maart 2013
De Europese infraroodruimtetelescoop Herschel, die bijna aan het eind van zijn operationele levensduur is, heeft ver-infrarode straling waargenomen die afkomstig is van de basis van de straalstromen bij een stellair zwart gat. Nooit eerder zijn sterrenkundigen in staat geweest om door te dringen tot dit allerbinnenste deel van de straalstromen ('jets'). De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
De waarnemingen zijn verricht aan GX 339-4, een zwart gat dat materie opzuigt van een begeleider en daarbij twee bundels van energierijke deeltjes en straling de ruimte in blaast. Eens in de paar jaar ondergaat het stelsel een uitbarsting die enkele maanden kan duren en waarbij de jets afmetingen bereiken van honderden miljarden kilometers.
De meest recente uitbarsting is intensief bestudeerd door onder andere radio- en röntgentelescopen. Toen er veranderingen werden gezien die erop wijzen dat de uitbarsting snel ten einde zou komen, werd de Herschel-ruimtetelescoop ingeschakeld om de ver-infrarode straling van de basis van de straalstromen waar te nemen.
De nieuwe waarnemingen bevestigen het idee dat de radiostraling en de ver-infrarode straling van de jets zogeheten synchrotronstraling is, uitgezonden door energierijke elektronen in een sterk magnetisch veld. Minder duidelijk is de precieze herkomst van de energierijkere optische en de nabij-infrarode straling. (GS)
→ Herschel gets to the bottom of black-hole jets (origineel persbericht)
11 maart 2013
Astronomen hebben, op een afstand van slechts 6,5 lichtjaar, een tot nu toe onopgemerkt gebleven dubbelster ontdekt. Het sterrenpaar, dat uit twee zwakke bruine dwergsterren bestaat, vormt de op twee na naaste buur van onze zon. Alleen de drie sterren van het Alfa-Centauri-stelsel en de Ster van Barnard zijn dichterbij. Het is voor het eerst sinds 1916 dat op zo'n kleine afstand nieuwe sterren zijn ontdekt. Dat heeft er alles mee te maken dat bruine dwergen maar heel weinig zichtbaar licht uitzenden. Het zijn in feite mislukte sterren, die veel overeenkomsten vertonen met grote gasplaneten zoals Jupiter. De dubbelster is ontdekt op beelden van de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), een satelliet die in 2010 en 2011 de hele hemel op infraroodgolflengten in kaart heeft gebracht. Astronomen zijn nog druk doende om de enorme berg gegevens die dat heeft opgeleverd uit te pluizen. Onze nieuwe buur heeft de aanduiding WISE J104915.57-531906 gekregen. (EE)
→ Researchers find closest star system in a century
7 maart 2013
Astronomen zijn, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, het geboortebewijs van een als zeer oud bekendstaande ster op het spoor gekomen. De gegevens laten zien dat de ster, die de aanduiding HD 140283 draagt, 13,7 tot 15,3 miljard jaar oud is. Op het eerste gezicht is dat een bespottelijke uitkomst, omdat het heelal – volgens de huidige inzichten – ongeveer 13,8 miljard jaar oud is. Maar eerdere schattingen van de leeftijd van de ster kwamen nóg hoger uit. Er zijn twee factoren die de leeftijdsbepaling van een ster beïnvloeden: de theorie van de sterevolutie en zijn lichtkracht. Deze laatste volgt uit de schijnbare helderheid van de ster en zijn afstand. HD 140283 viel astronomen al meer dan een eeuw geleden op doordat hij zich met hoge snelheid langs de hemel verplaatst. Dat betekent dat zijn afstand tot de aarde niet groot kan zijn. Maar normale sterren in onze omgeving bewegen niet zo snel. Hieruit leidden astronomen af dat de ster een bezoeker is uit de verre, oude buitenwijk van de Melkweg, de zogeheten halo. Die indruk werd bevestigd toen bleek dat HD 140283 extreem weinig elementen zwaarder dan helium bevat. Dat betekent dat de ster, net als de galactische halo, is ontstaan toen de materie in het heelal nog nauwelijks met zwaardere elementen was verrijkt. Deze laatste zijn voortgekomen uit fusieprocessen in de kernen van sterren. Uit nieuwe Hubble-waarnemingen blijkt dat HD 140283 iets meer dan 190 lichtjaar van ons verwijderd is. Dat levert een nieuwe, betere waarde voor de lichtkracht van de ster op. En aan de hand van dat getal kon zijn leeftijd iets naar beneden worden bijgesteld. De astronomen verwachten dat verder onderzoek zal laten zien dat HD 140283 beduidend jonger is dan 15 miljard jaar. Een exactere bepaling van de hoeveelheid zuurstof in de ster moet daar uitsluitsel over geven. (EE)
→ Hubble Finds Birth Certificate of Oldest Known Star
6 maart 2013
Nieuw onderzoek met drie röntgensatellieten heeft een betrouwbare bepaling opgeleverd van de afmetingen van neutronensterren. Een neutronenster is het compacte restant van een zware ster die aan het einde van zijn bestaan is geëxplodeerd. Bij die explosie worden de buitenste lagen van de ster de ruimte in geblazen, terwijl de kern van de ster juist instort. Het resultaat is een dicht opeengepakte bal van materie die voornamelijk uit neutronen bestaat. Met de drie satellieten – Chandra, XMM-Newton en de Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) – zijn acht van die neutronensterren onderzocht. Uit de waarnemingen blijkt dat een neutronenster die 1,4 keer zo zwaar is als de zon 21 tot 26 kilometer groot is. Dat betekent dat de dichtheid van de materie in deze objecten ongeveer acht keer zo groot is als de dichtheid van een atoomkern onder aardse omstandigheden. De druk in het centrum van een neutronenster is meer dan tien biljoen biljoen keer zo groot als de druk die nodig is om diamanten te vormen in het inwendige van de aarde. En de aantrekkingskracht aan het oppervlak is zo kolossaal dat er geen oneffenheden kunnen ontstaan die hoger zijn dan een halve centimeter. (EE)
→ Probing Extreme Matter Through Observations of Neutron Stars
6 maart 2013
Het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg is enkele miljoenen jaren geleden in botsing gekomen met een kleinere soortgenoot. Tot die conclusie komen astronomen na een inventarisatie van de huidige omstandigheden ter plaatse (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 6 maart). Op dit moment is het erg rustig in het Melkwegcentrum, maar volgens astronomen Kelly Holley-Bockelmann en Tamara Bogdanović is dat niet altijd zo geweest. Vooral het bestaan van de zogeheten Fermi-bubbels – enorme lobben van energierijke röntgen- en gammastraling die zich tot een afstand van 30.000 lichtjaar boven en onder het centrum uitstrekken – wijst erop dat zich hier een explosief verschijnsel heeft afgespeeld. Een andere aanwijzing in die richting is het bestaan van een drietal jonge, zware sterrenhopen op luttele lichtjaren van het superzware zwarte gat. Deze bevatten elk honderden jonge, hete sterren die niet veel ouder kunnen zijn dan enkele miljoenen jaren. Dat betekent dat er heel recent dichte wolken van gas en stof in de omgeving van het zwarte gat moeten zijn geweest. Oude sterren ontbreken juist volkomen. Op zoek naar een verklaring kwamen Holley-Bockelmann en Bogdanović uit bij een theoretisch scenario dat al deze kenmerken van het Melkwegcentrum kan verklaren. Volgens hen ligt de sleutel bij de kleine satellietstelsels die om de Melkweg cirkelen. Wanneer zo'n stelsel door de Melkweg wordt opgeslokt, spiraalt het naar het centrum. Onderweg raakt het al zijn sterren kwijt, waarna alleen zijn centrale zwarte gat overblijft. De astronomen denken dat ongeveer tien miljoen jaar geleden zo'n 'kaal' zwart gat in het Melkwegcentrum is aangekomen. Na nog enkele miljoenen jaren om zijn veel zwaardere soortgenoot te hebben gecirkeld, het gas in de omgeving in beroering te hebben gebracht en al bestaande sterren te hebben verjaagd,kwam het uiteindelijk tot een botsing. Als dit scenario klopt zouden binnen een afstand van ongeveer 10.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum een populatie van ongeveer duizend oude sterren te vinden moeten zijn die zich met hoge snelheden van het Melkwegcentrum verplaatsen. (EE)
→ CSI: Milky Way
4 maart 2013
Franse astronomen zijn erin geslaagd om afstanden en leeftijden van enkele zware röntgendubbelsterren in het Melkwegstelsel te bepalen. Op die manier konden ze de ligging van de spiraalarmen van de Melkweg traceren. Bij de analyse is gebruik gemaakt van waarnemingen van de Europese gammasatelliet Integral. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Zware röntgendubbelsterren bestaan uit een kleine, compacte neutronenster (of een stellair zwart gat) en een zware, hete hoofdreeksster. Die 'blauwe reus' blaast gas de ruimte in, dat sterk verhit wordt in de omgeving van de compacte begeleider en daardoor energierijke röntgenstraling uitzendt. Integral heeft inmiddels 35 van deze zware röntgendubbelsterren in het Melkwegstelsel gelokaliseerd.
De sterrenkundigen pasten een statistische methode toe om de afstanden van de röntgensubbelsterren te bepalen. Zo ontdekten ze dat de objecten zich in de buurt van grote stervormingscomplexen bevinden, in de spiraalarmen van het Melkwegstelsel. Dat was niet verrassend: een zware röntgendubbelster is het eindstadium van een 'gewone' dubbelster die uit twee zware reuzensterren bestaat, en zulke sterren hebben maar een korte levensduur.
Vervolgens werd van enkele röntgendubbelsterren onderzocht hoe ver ze zich inmiddels van het betreffende stervormingscomplex af bevinden, als gevolg van de zogeheten 'kick'-snelheid die het systeem ondervindt bij de supernova-explosie die tot de vorming van de neutronenster leidt. Op die manier werd afgeleid dat de röntgendubbelsterren gemiddeld enkele tientallen miljoenen jaren geleden zijn ontstaan, en sinds hun vorming zo'n 300 à 400 lichtjaar hebben afgelegd. (GS)
→ High mass X-ray binaries trace the Milky Way's spiral arms (origineel persbericht)
1 maart 2013
Onderzoekers van het Astrofysisch Instituut van de Canarische Eilanden hebben aanwijzingen gevonden dat de accretieschijf rond een zwart gat in onze Melkweg 'hoogteverschillen' vertoont. Deze kunnen het gevolg zijn van een golfbeweging die van binnen naar buiten door de schijf gaat (Science, 1 maart). Het onderzochte zwarte gat maakt deel uit van de röntgendubbelster Swift J1357.2 en heeft een normale ster als begeleider. Vanuit die ster stroomt materie naar het zwarte gat, die zich in een schijf rond deze laatste verzamelt. De materie in deze zogeheten accretieschijf, die we vrijwel van opzij zien, is zo heet dat zij röntgenstraling uitzendt. Bij het nieuwe onderzoek zijn variaties in de röntgenhelderheid van Swift J1357.2 waargenomen die niet aan de begeleidende ster kunnen worden toegeschreven. Deze heeft namelijk een omlooptijd van iets minder dan drie uur, terwijl de nogal onregelmatige variaties om de paar seconden optreden. Het lijkt er dus op dat 'iets' in de accretieschijf de directe omgeving van het zwarte gat aan het zicht kan onttrekken. De waargenomen röntgenvariaties zouden veroorzaakt kunnen worden doordat de materie in de accretieschijf op en neer gaat. De ontdekking kan mogelijk een oud vraagstuk helpen oplossen. Het aantal stellaire zwarte gaten dat we vanaf de aarde kunnen waarnemen, is namelijk onverklaarbaar klein. Na een halve eeuw van onderzoek zijn er in onze Melkweg pas achttien opgespoord. Vermoed werd al dat veel zwarte gaten niet te zien zijn, omdat ze door hun accretieschijf aan het zicht onttrokken worden. Eventuele golfbewegingen in zo'n schijf kunnen dat effect versterken. (EE)
→ Researchers find 'structure' in black hole accretion disk
28 februari 2013
Bij onderzoek met de Green Bank-radiotelescoop zijn twee nieuwe moleculen ontdekt die een belangrijke rol spelen bij het ontstaan van leven. Deze zogeheten prebiotische moleculen zijn waarschijnlijk gevormd aan de oppervlakken van kleine deeltjes van ijs en stof. Het bestaan van de interstellaire moleculen kwam aan het licht bij waarnemingen van een grote gaswolk in de buurt van het centrum van de Melkweg. Het ene molecuul, cyanomethanimine, is een bouwsteen van adenine, een van de vier nucleobasen die de 'sporten' vormen in de ladderstructuur van ons DNA. Van het andere molecuul, ethanimine, wordt vermoed dat het rol speelt bij de vorming van alanine, een van de twintig natuurlijk voorkomende aminozuren. De nieuwe moleculen zijn herkend aan de specifieke radiostraling die zij uitzenden wanneer ze van de ene rotatietoestand in de andere overgaan. In het laboratorium is vastgesteld welke frequenties de verschillende prebiotische moleculen uitzenden. Vervolgens wordt in de gegevens van radiotelescopen gekeken of deze frequenties terug te vinden zijn in de radiostraling van moleculaire gaswolken. (EE)
→ Discoveries Suggest Icy Cosmic Start for Amino Acids and DNA Ingredients
27 februari 2013
Waarnemingen met de nieuwe 2,3-meter Aristarchos-telescoop in het Griekse Peloponnesosgebergte wijzen erop dat de centrale ster van de planetaire nevel KjPn8 een begeleider heeft. KjPn8 is een onregelmatig gevormd object in het sterrenbeeld Cassiopeia. Sterren zoals onze zon stoten aan het eind van hun bestaan een groot deel van hun atmosfeer af. Het restant van de ster zelf verandert vervolgens in een zogeheten witte dwerg: een compact, heet sterretje. Het afgestoten materiaal vormt een uitdijende gaswolk die soms een beetje op een planeetschijfje lijkt – vandaar de merkwaardige benaming voor deze objecten. De planetaire nevel KjPn8 werd eind jaren vijftig ontdekt met een telescoop van de Palomar-sterrenwacht in Californië. Latere waarnemingen lieten zien dat de nevel een drietal grote lobben vertoont. Door snelheden van deze lobben te meten, hebben astronomen nu de afstand en de ontstaansgeschiedenis van de planetaire nevel kunnen vaststellen. KjPn8 is ongeveer 6000 lichtjaar van ons verwijderd en de lobben zijn respectievelijk 3200, 7200 en 50.000 jaar geleden door de centrale ster uitgestoten. Uit de structuur en snelheid van de binnenste van de drie lobben leiden de astronomen af dat deze is ontstaan bij de overdracht van materie van een zware naar een minder zware ster. Bij dat proces wordt een deel van de materie terug de ruimte in geblazen in de vorm van twee tegengesteld gerichte bundels. Dat betekent dat zich in het hart van KjPn8 een dubbelster moet bevinden. Uniek is dat niet: ook andere planetaire nevels hebben een dubbelster in hun centrum. (EE)
→ New Greek observatory sheds light on old star
21 februari 2013
Diep in de halo – het sterrenarme buitenste omhulsel – van de Melkweg hebben astronomen aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een schil van sterren, die het overblijfsel van een klein sterrenstelsel zou kunnen zijn. De ontdekking is gebaseerd op gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop die voor een heel ander doel zijn verzameld. Het bestaan van de sterrenschil kwam aan het licht toen de astronomen, op maar liefst 80.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg, dertien sterren ontdekten die een duidelijke zijwaartse beweging vertonen. Dat is opvallend, omdat sterren in de halo doorgaans langgerekte banen volgen en vrijwel precies in de richting van het melkwegcentrum bewegen. De afwijkende beweging van de sterren is verklaarbaar als zich ter plaatse een verhoogde concentratie van sterren bevindt. Als we van grote afstand naar onze Melkweg zouden kunnen kijken, zouden we waarschijnlijk een boog van sterren zien, zoals die ook bij andere sterrenstelsels is waargenomen. De dertien sterren zijn opgedoken uit gearchiveerde Hubble-waarnemingen van het naburige Andromedastelsel. Bij deze waarnemingen was het onvermijdelijk dat de ruimtetelescoop door de halo van de Melkweg heen keek. Voor het onderzoek van het Andromedastelsel zijn zulke voorgrondobjecten alleen maar hinderlijk, maar voor astronomen die geïnteresseerd zijn in de bewegingen van halosterren zijn het de krenten in de pap. (EE)
→ Stellar Motions in Outer Halo Shed New Light on Milky Way Evolution
20 februari 2013
De Europese infraroodsatelliet Herschel heeft een koele laag ontdekt in de atmosfeer van de ster Alfa Centauri A. Het is voor het eerst dat zo'n laag bij een andere ster dan onze zon is waargenomen. Alfa Centauri A maakt deel uit van een drievoudig stersysteem op een afstand van iets meer dan vier lichtjaar. De drie sterren zijn de naaste buren van de zon, en qua massa, temperatuur, leeftijd en chemische samenstelling lijkt ster A nog het meest op laatstgenoemde. Een van de bijzonderheden van onze zon is het temperatuurverloop in het onderste deel van haar atmosfeer. Aan het oppervlak (de fotosfeer) wijst de thermometer 6000 graden aan, maar iets daarboven daalt de temperatuur tot 4000 graden, om vervolgens weer tot 10.000 graden te stijgen. Uit de Herschel-waarnemingen blijkt dat ook Alfa Centauri A zo'n koele tussenlaag heeft. Waarom dit deel van de atmosfeer koeler is dan hoger en lager gelegen delen, is nog onduidelijk. (EE)
→ A cool discovery about the Sun’s next-door twin
14 februari 2013
De galactische kosmische straling (bestaande uit energierijke elektrisch geladen deeltjes die met bijna de lichtsnelheid door het Melkwegstelsel vliegen) is afkomstig van supernovaresten - de uitdijende gasschillen die de ruimte in worden geblazen door exploderende sterren. Dat blijkt uit precisiemetingen, verricht met de Europese Very Large Telescope, aan de supernovarest van een sterexplosie die in het jaar 1006 werd waargenomen. Spectroscopische metingen met het VIMOS-instrument laten zien dat zich nabij het schokfront van deze supernovarest, waar de weggeblazen materie in botsing komt met het interstellaire gas, snel bewegende protonen bevinden. Die protonen kunnen in de omgeving van het schokfront gemakkelijk verneld worden tot de snelheden en energieën die representatief zijn voor de kosmische straling. De nieuwe metingen zijn op 14 februari gepubliceerd in SciencExpress. (GS)
→ Clues to the Mysterious Origin of Cosmic Rays — VLT probes remains of medieval supernova
14 februari 2013
Met de Amerikaanse Fermi Gamma-ray Space Telescope is ontdekt dat kosmische straling afkomstig is van supernovaresten in het Melkwegstelsel. Kosmische straling bestaat uit snel bewegende elektrisch geladen deeltjes (voornamelijk protonen, de kernen van waterstofatomen). Hun herkomst is moeilijk te achterhalen omdat ze tijdens hun reis naar de aarde afgebogen worden door magnetische velden in de interstellaire ruimte.Met de Fermi-telescoop is nu ontdekt dat twee supernovaresten (IC443, op ca. 5000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Tweelingen, en W44, op ca. 10.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Arend) gammastraling uitzenden die geproduceerd wordt door het verval van pionen - kort levende deeltjes die ontstaan wanneer snelle protonen in botsing komen met interstellair gas.In een artikel dat vrijdag gepubliceerd wordt in Science schrijven de onderzoekers dat dit onomstotelijk aantoont dat supernovaresten de bron vormen van snelle, energierijke protonen. Hoe de protonen precies tot die hoge snelheden en energieën worden opgejaagd is nog steeds niet geheel duidelijk. (GS)
→ Proof: Cosmic Rays Come from Exploding Stars (origineel persbericht)
13 februari 2013
Nieuwe gegevens van de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra wijzen erop dat de sterk vervormde supernovarest W49B een jong zwart gat bevat. W49B lijkt te zijn ontstaan bij een zeldzaam soort supernova-explosie, die ongeveer duizend jaar geleden heeft plaatsgevonden. Wanneer een zware ster zonder brandstof komt te zitten, stort zijn kern in. Dat is het begin van een reeks gebeurtenissen die in een supernova-explosie uitmondt. Doorgaans verlopen zulke supernova-explosies heel symmetrisch: het stellaire materiaal wordt min of meer gelijkmatig alle kanten op geblazen. Maar bij de W49B-supernova is het materiaal bij de polen van de ster met veel hogere snelheden weggeblazen dan het materiaal aan de evenaar. Dat asymmetrische verloop komt bijvoorbeeld tot uiting in de ongelijkmatige verdeling van het element ijzer, maar ook in de langgerekte vorm van de supernovarest. Maar wat is er met de kern van ster gebeurd? In de meeste gevallen stort deze ineen tot een neutronenster. Zo'n compact, rondtollend object is vaak een bron van karakteristieke röntgen- en radiopulsen. Bij W49B is daar echter niets van te bekennen. Volgens de astronomen die de supernovarest met Chandra hebben onderzocht, kan dat erop wijzen dat de sterkern niet tot een neutronenster is ingestort, maar tot een zwart gat. Een keihard bewijs daarvoor ontbreekt nog, maar als het inderdaad zo is, zou W49B wel eens het jongste zwarte gat van de Melkweg kunnen bevatten. (EE)
→ NASA's Chandra Suggests Rare Explosion Created Our Galaxy's Youngest Black Hole
5 februari 2013
De zogeheten sterrenwind - een stroom van elektrisch geladen deeltjes - van de reuzenster Zèta Puppis blijkt niet uniform te zijn, maar uit talloze kleine fragmenten te bestaan, met uiteenlopende snelheden en temperaturen. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van waarnemingen van de ster met de Europese röntgentelescoop XMM-Newton. De röntgenstraling ontstaat door onderlinge botsingen van snellere en tragere verdichtingen in de sterrenwind, die daardoor verhit raken. De sterrenwind van Zèta Puppis (ook wel Naos geheten) is ongeveer honderdduizend keer zo krachtig als die van onze eigen zon.Uit het feit dat de röntgenstraling vrij constant is, volgt dat het aantal 'klontjes' of fragmenten zeer groot moet zijn. Op langere tijdschalen zijn wel opmerkelijke variaties waargenomen, vermoedelijk ontstaan door de invloed van incidentele 'sterrenwindvlagen'. Onderzoek aan dit soort sterrenwinden is van belang, omdat ze van grote invloed zijn op hun omgeving en daardoor op de evolutie van het Melkwegstelsel.De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in drie artikelen in Astronomy & Astrophysics en in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Massive stellar winds are made of tiny pieces (origineel persbericht)
30 januari 2013
Pasgeboren sterren zijn, net als baby's, altijd hongerig: ze verorberen enorme hoeveelheden gas en stof. Een internationaal team van astronomen heeft nu een bijzondere 'babyster' ontdekt die onregelmatig wordt gevoed. Waarschijnlijk komt dat doordat de ster deel uitmaakt van een tweeling.De extreem jonge ster, die de aanduiding LRLL 54361 draagt, is ongeveer 100.000 jaar oud en staat op een afstand van ongeveer 950 lichtjaar in het sterrenbeeld Perseus. Uit waarnemingen met de satelliet Spitzer blijkt dat de ster eens in de 25 dagen tien keer zoveel infraroodstraling uitzendt als normaal. Deze periodiciteit wijst erop dat LRLL 54361 een nabije begeleider heeft die de toestroom van gas en stof hindert. Alleen wanneer die begeleider het meest nabije punt van zijn omloopbaan bereikt, kan materie de ster bereiken. Ook bij enkelvoudige babysterren gebeurt de opname van gas en stof uit de omgeving onregelmatig, maar nooit in zo'n strakke regelmaat. (EE)
→ International Team Observe ‘Hungry Twin’ Stars Gobbling Their First Meals
24 januari 2013
Een internationaal team onder leiding van Nederlandse sterrenkundigen heeft een verrassende ontdekking gedaan over de manier waarop pulsars straling uitzenden. De uitstoot van radio- en röntgenstraling door deze pulserende neutronensterren blijkt binnen enkele seconden gelijktijdig te kunnen veranderen, op een manier die niet te verklaren is met de gangbare theorieën. Het duidt op een snelle verandering van de hele magnetosfeer (Science, 25 januari). Pulsars hebben ongeveer de massa van de zon, maar een diameter van slechts ongeveer twintig kilometer. Ze hebben een zeer sterk magnetisch veld, dat ongeveer een miljoen keer sterker is dan de sterkste velden die we in een laboratorium op aarde kunnen maken. En terwijl ze zeer snel om hun as draaien – in milliseconden tot seconden – zenden ze als vuurtorens bundels van straling de ruimte in. Als de aarde in de lijn van deze bundels ligt, is een regelmatig patroon van pulsen te zien. Vandaar de naam pulsars. De eerste pulsars zijn in 1967 ontdekt aan de hand van hun radiostraling. Maar er is nog altijd geen overeenstemming over hoe die gepulste radiostraling precies wordt geproduceerd. Bovendien is de puls niet altijd regelmatig: de bundel radiostraling kan om de paar uur binnen een paar seconden een factor twee helderder of zwakker worden. Het is alsof de magnetosfeer van de pulsar in twee verschillende toestanden kan verkeren. Om deze omschakeling te onderzoeken hebben de sterrenkundigen de pulsar PSR B0943+10 waargenomen met onder meer de röntgensatelliet XMM-Newton en de LOFAR-radiotelescoop. Net als veel andere pulsars zendt PSR B0943+10 niet alleen radiostraling uit, maar ook (zwakke) röntgenstraling. Uit de waarnemingen blijkt verrassend genoeg dat op het moment dat de radiostraling van de pulsar meer dan halveert, gelijktijdig tweemaal zo veel röntgenstraling wordt uitgezonden, die ook nog alleen dan gepulst is. Een nadere analyse wijst erop dat de gepulste röntgenstraling afkomstig is van een hete plek op de magnetische pool, die verdwijnt zodra de radiostraling weer sterker wordt. Het opvallendste is dat deze gedaanteverandering zich binnen enkele seconden voltrekt, waarna de pulsar in zijn nieuwe toestand weer enkele uren een stabiele uitstoot van radio- en röntgenstraling vertoont. Dit gedrag kan niet worden verklaard met de bestaande theorieën over hoe straling in de magnetosfeer van pulsars wordt gevormd. Het is wel een sterke aanwijzing voor een snelle verandering van de hele magnetosfeer. (EE)
→ Kameleontische pulsar tart theorie
24 januari 2013
Op 21 februari 1901 onderging de ster GK Persei een krachtige explosie, die zich nog steeds uitbreidt. Een team van Spaanse en Estse astronomen heeft nu een reconstructie gemaakt van de manier waarop het door deze ster uitgestoten gas zich heeft verspreid. Verrassend genoeg lijkt dit gas sinds de explosie nauwelijks te zijn afgeremd.De astronomen hebben het restant van GK Persei, die ook bekendstaat als Nova Persei 1901, driedimensionaal in kaart gebracht met behulp van de Isaac Newton Telescope en de Nordic Optical Telescope op het Canarische eiland La Palma. De nieuwe nauwkeurige waarnemingen laten zien dat de snelheid van het bij de explosie uitgestoten gas nog steeds tussen de 600 en 1000 kilometer per seconde ligt.Dat is opmerkelijk, omdat astronomen ervan uitgingen dat de explosiewolk zou zijn afgeremd door de grote hoeveelheden materie die de ster eerder heeft uitgestoten. Ongeveer honderdduizend jaar geleden transformeerde GK Persei van een rode reuzenster in een witte dwerg. Daarbij stootte de ster zijn buitenste lagen uit, waaruit een zogeheten planetaire nevel ontstond. Het gas van de nova-explosie dijt zich momenteel binnen die reusachtige nevel uit, maar ondervindt er klaarblijkelijk niet veel hinder van. (EE)
→ The 3D fireworks of a star
22 januari 2013
De reuzenster Betelgeuze in het wintersterrenbeeld Orion komt over enkele duizenden jaren in botsing met een interstellaire gaswolk. Die voorzichtige conclusie trekken astronomen van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA uit nieuwe infraroodwaarnemingen van de ruimtetelescoop Herschel.Betelgeuze is in de winter zichtbaar als een heldere, oranjerode ster in de linkerbovenhoek van Orion. De ster staat op ca. 450 lichtjaar afstand en is duizend keer zo groot en honderdduizend keer zo lichtsterk als de zon. In de relatief nabije toekomst zal hij exploderen als supernova, en in de afgelopen tijd heeft hij al veel materie verloren in de vorm van krachtige sterrenwinden.Op de nieuwe Herschel-foto's, gemaakt op ver-infrarode golflengten, zijn nu boogvormige strcuturen te zien die geïnterpreteerd worden als een kosmische boeggolf: de sterrenwind van Betelgeuze komt, met een snelheid van ca. 30 kilometer per seconde, in botsing met de omringende ijle interstellaire materie.Op wat grotere afstand van de ster is echter ook een vrij rechte, langgerekte structuur zichtbaar - vermoedelijk een 'muur' van minder ijl gas. Uit de bekende bewegingssnelheid van de ster volgt dat de buitenste boog over ca. 5000 jaar in botsing komt met deze 'muur'. Betelgeuze zelf volgt nog eens 12.500 jaar later. (GS)
→ Betelgeuse Braces for a Collision (origineel persbericht)
10 januari 2013
Niet ver van het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt zich een grote, donkere wolk van gas en stof die, ondanks zijn grote dichtheid, nauwelijks nieuwe sterren produceert. Astronomen van het California Institute of Technology denken nu te weten waarom. Gaswolken die een zekere dichtheid hebben, zouden onder invloed van hun eigen zwaartekracht tot groepen sterren moeten samentrekken. Maar de dertig lichtjaar grote gaswolk G0.253+0.016 doet daar nauwelijks aan mee. Hoewel zijn dichtheid 25 keer zo groot is als die van de Orionnevel, een productief stervormingsgebied, heeft hij nog maar weinig sterren afgeleverd. En die sterren zijn nog klein ook.Op zoek naar een verklaring voor die lage productie hebben de astronomen radiotelescopen op Hawaï en in Californië op G0.253+0.016 gericht. Daarmee hebben zij ontdekt dat de gaswolk, ondanks zijn hoge gemiddelde dichtheid, nauwelijks dichte kernen bevat die tot sterren zouden kunnen samentrekken. En dat lijkt te komen doordat het aanwezige gas extreem turbulent is.Het gas in G0.253+0.016 blijkt tot wel tien keer zo snel te bewegen als in soortgelijke gaswolken. De gemeten snelheden zijn zelfs zodanig groot, dat de zwaartekracht te zwak lijkt om G0.253+0.016 in stand te houden: de gaswolk staat op het punt om uit elkaar te vallen.De Caltech-onderzoekers vermoeden nu dat G0.253+0.016 in feite uit twee gaswolken bestaat die met elkaar in botsing zijn gekomen. In dat geval zou het gas over enkele honderdduizendden jaren voldoende tot rust kunnen zijn gekomen om de sterproductie op te voeren. De kans is echter groot dat G0.253+0.016 tegen die tijd weer een andere soortgenoot is tegengekomen, die het gas weer in beroering brengt. (EE)
→ A Cloudy Mystery
9 januari 2013
Astronomen hebben honderden voorheen onbekende stellaire kraamkamers in de Melkweg opgespoord. Daaronder bevindt zich ook de grootste die tot nu toe in ons sterrenstelsel is aantroffen: een kolossaal exemplaar met een middellijn van bijna 300 lichtjaar.Een stellaire kraamkamer – de officiële aanduiding is HII-gebied – is een grote interstellaire gaswolk waarin recent stervorming heeft plaatsgevonden. De hete, blauwe sterren die daarbij zijn ontstaan, bestoken hun omgeving met ultraviolette straling, waardoor een deel van de waterstofatomen in het gas geïoniseerd raakt (het enige elektron kwijtraakt).Doordat HII-gebieden behalve gas ook veel stof bevatten, zijn ze op visuele golflengten vaak moeilijk waarneembaar. Het opsporen van deze gebieden gebeurt daarom doorgaans met radiotelescopen en infraroodsatellieten: radio- en infraroodstraling ondervinden weinig hinder van stof.Leidraad was in dit geval de catalogus van de inmiddels uitgeschakelde infraroodsatelliet WISE, die de afgelopen jaren bijna tweeduizend potentiële HII-gebieden heeft opgespoord. Deze gebieden worden nu allemaal nagelopen met grote radiotelescopen in de VS (en straks ook Australië). Dankzij deze systematische zoekactie is het aantal bekende HII-gebieden al meer dan verdubbeld. Dat betekent dat stukje bij beetje ook een beter beeld ontstaat van de spiraalstructuur van de Melkweg, dat voor een belangrijk deel door de verdeling van stervormingsgebieden wordt bepaald.Een ander belangrijk doel van de zoekactie is het opsporen van verschillen in de chemische samenstelling van de diverse HII-gebieden. Deze kunnen worden gebruikt om de voorgeschiedenis van een stervormingsgebied te reconstrueren. (EE)
→ Mapping the Milky Way: Radio Telescopes Give Clues to Structure, History
9 januari 2013
Door waarnemingen van de Hubble Space Telescope en de Spitzer Space Telescope te combineren, zijn sterrenkundigen erin geslaagd om verschillende lagen in de dampkring van een bruine dwergster te onderscheiden. Bruine dwergen zijn extreem koele 'sterren' die te klein en te licht zijn voor de spontane fusie van waterstof in hun kern. In hun dampkring komen wolken voor van onder andere vloeibare druppels ijzer, siliciumverbindingen en calciumrijke mineralen. Bovendien is er sprake van extreem weer, met hoge windsnelheden en grote temperatuurvariaties.Door de helderheid van een bruine dwerg te meten gedurende één of meer rotaties, kan een indruk verkregen worden van de aanwezigheid van individuele wolken. Een team van astronomen onder leiding van Daniel Apai van de Universiteit van Arizona heeft dat soort metingen (aan de bruine dwerg 2MASSJ22282889-431026) nu tegelijkertijd verricht met twee ruimtetelescopen, die op verschillende golflengten waarnemen. Op die manier kunnen atmosferische lagen op verschillende diepte worden bestudeerd.Beide ruimtetelescopen zagen tijdens de rotatieperiode van de bruine dwerg (eens per anderhalf uur) helderheidsvariaties die wijzen op de aanwezigheid van wolken die mogelijk vergelijkbaar zijn met de Grote Rode Vlek in de dampkring van Jupiter. De helderheidsvariaties verliepen echter niet synchroon, wat informatie oplevert over de verticale structuur van de dampkring van de bruine dwerg.De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 221ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Long Beach, en zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ NASA Telescopes See Weather Patterns in Brown Dwarf (origineel persbericht)
8 januari 2013
Met de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) – de Amerikaans/Duitse 'vliegende sterrenwacht' – zijn nieuwe opnamen gemaakt van de ring van gas en stof rond het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Niet eerder werd deze ongeveer zeven lichtjaar grote ring zo duidelijk in beeld gebracht.De ring die op de SOFIA-opnamen te zien is, is in feite het binnenste deel van de grote schijf van gas en stof die het vier miljoen zonsmassa's zware zwarte gat omgeeft. In de naaste omgeving ervan zijn diverse grote sterrenhopen te zien, die zeer heldere, jonge sterren bevatten.Het bestaan van deze sterrenhopen wijst erop dat er vier tot zes miljoen jaar geleden iets is gebeurd in het centrum van ons Melkwegstelsel dat tot een aantal geboortegolven van sterren heeft geleid. Wat precies de oorzaak is geweest, is nog onduidelijk, maar ook andere sterrenstelsels vertonen zulke 'starbursts' in hun kern. Soms lijken die te zijn veroorzaakt door een uitbarsting in de omgeving van het centrale zwarte gat, maar in andere gevallen ligt de oorzaak elders.SOFIA is een sterk gemodificeerd Boeing 747SP vliegtuig, dat een 2,5-meter telescoop aan boord heeft. De jumbojet brengt de telescoop naar een hoogte van bijna 14 kilometer, van waaruit onderzoek kan worden gedaan op infraroodgolflengten die noch door telescopen op aarde, noch door de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer kunnen worden waargenomen. (EE)
→ SOFIA Spots Recent Starbursts in the Milky Way Galaxy's Center
8 januari 2013
Sterrenkundigen hebben extreem langgerekte slierten van gas en stof ontdekt die zich tussen de spiraalarmen van het Melkwegstelsel bevinden en die beschouwd kunnen worden als een soort 'endoskelet'. De koele slierten zijn vooral op infrarode golflengten zichtbaar, doordat ze dan donker afsteken tegen de zwakke warmtegloed van gas en stof op de achtergrond. Volgens onderzoekers van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics markeren deze Infrared Dark Clouds het centrale vlak van het Melkwegstelsel.Enkele jaren geleden werd al zo'n donkere wolk ontdekt die vanwege zijn kronkelige vorm 'Nessie' genoemd werd, naar het monster van Loch Ness. Nieuwe waarnemingen met de Spitzer Space Telescope en met radiotelescopen op de grond wijzen nu uit dat Nessie minstens twee en misschien wel acht keer zo lang is als oorspronkelijk gedacht: de sliert heeft een afmeting van enkele honderden lichtjaren, terwijl hij nergens dikker is dan twee of drie lichtjaar. Hij bevat naar schatting honderdduizend maal zo veel materie als de zon.Computersimulaties laten vergelijkbare gas- en stofslierten zien in het centrale vlak van spiraalvormige sterrenstelsels. Volgens onderzoeksleidster Alyssa Goodman, die de nieuwe resultaten vandaag bekend maakte op de 221ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Long Beach, kunnen die slierten gezamenlijk beschouwd worden als het 'skelet' van het Melkwegstelsel. Ze omschrijft de afzonderlijke slierten dan ook als 'botten'. Naar alle waarschijnlijkheid bevinden ze zich precies in het centrale vlak van het Melkwegstelsel. Metingen aan de Infrared Dark Clouds kan dan ook nieuw licht werpen op de driedimensionale structuur van de Melkweg. (GS)
→ First "Bone" of the Milky Way Identified
7 januari 2013
De Amerikaanse röntgensatelliet Chandra heeft een nieuw filmpje gemaakt van de activiteit van de Vela-pulsar – een snel ronddraaiende neutronenster die is overgebleven na de explosie van een zware ster, die ongeveer tienduizend jaar geleden heeft plaatsgevonden. De slechts ongeveer twintig kilometer grote neutronenster, die ruwweg duizend lichtjaar van ons verwijderd is, heeft een rotatietijd van slechts 89 milliseconden. Met andere woorden: hij tolt sneller om zijn as dan de hefschroef van een helikopter. En ondertussen blaast de neutronenster, met snelheden van meer dan 200.000 kilometer per seconde, een straal van geladen deeltjes de ruimte in. De Chandra-beelden van die deeltjesbundel laten zien dat de rondtollende neutronenster een kleine, trage schommelbeweging maakt. Dat kan erop wijzen dat hij niet volmaakt bolvormig is. Daarvoor is maar een heel kleine afwijking van de bolvorm nodig: de dichtheid van een neutronenster is zo groot, dat zelfs een vervorming van enkele tienden van een millimeter genoeg is om zo'n schommelbeweging te veroorzaken.Het traag heen en weer gaan van de bijna één lichtjaar lange deeltjesbundel van de Vela-pulsar kan overigens ook een andere oorzaak hebben. Het is denkbaar dat de richting ervan wordt beïnvloed door de sterke magnetische velden in de omgeving van de neutronenster. Als de Vela-pulsar echt een vervormde neutronenster is, zou hij volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie ook een bron van zogeheten gravitatiegolven moeten zijn. Dat maakt het object tot een interessant doelwit voor de komende generatie van gravitatiegolfdetectors, die mogelijk uitsluitsel zullen geven over de werkelijke oorzaak van zijn schommelbeweging. (EE)
→ New Chandra Movie Features Neutron Star Action
2 januari 2013
Het centrum van ons sterrenstelsel, de Melkweg, is de bron van een continue stroom van geladen deeltjes. Deze deeltjesstroom is een bijproduct van de geboorte van nieuwe sterren en lijkt medeverantwoordelijk voor het magnetisch veld dat de Melkweg doordringt. Tot deze conclusie komt een internationale onderzoeksgroep met onder anderen de Nederlandse astronoom Marijke Haverkorn (Nature, 3 januari). De deeltjesstroom bevat buitengewoon veel energie – ongeveer net zoveel als een miljoen exploderende sterren en strekt zich uit over ongeveer vijftigduizend lichtjaar – de helft van de diameter van de Melkwegschijf. Vanaf de aarde gezien strekt de stroom zich uit over ongeveer tweederde van de hemel. Maar met het blote oog is hij niet waarneembaar: het bestaan ervan is ontdekt met de 64-meter Parkes-radiotelescoop in Australië.De enorme hoeveelheden geladen deeltjes in de stroom ontsnappen met snelheden van ongeveer duizend kilometer per seconde uit het centrum van de Melkweg. De radiostraling die zij uitzenden is het gevolg van hun interactie met het magnetische veld van ons sterrenstelsel. Tegelijkertijd voert de deeltjesstroom behalve gas en energierijke elektronen ook zijn eigen sterke magnetische veld mee.Het nieuwe onderzoek maakt aannemelijk dat de deeltjes afkomstig zijn van recente generaties van zware sterren in het centrum van de Melkweg, die na een kort leven als supernova zijn ontploft. (EE)
→ Melkwegkern spuwt deeltjesstromen door geboorte van miljoenen sterren