Wetenschappers van de Universiteit van Reading (VK) hebben ontdekt dat een uitbarsting van de zon die in 2017 door ons zonnestelsel trok de magnetosfeer van Jupiter heeft samengedrukt. Hierdoor ontstond een heet gebied dat de halve omtrek van Jupiter besloeg en temperaturen van meer dan 500 graden Celsius bereikte – aanzienlijk hoger dan de gemiddelde temperatuur van 350 graden Celsius. Volgens de wetenschappers krijgt Jupiter gemiddeld twee à drie keer per maand zo’n optater van de zon (Geophysical Research Letters, 3 april). ‘We hebben de reactie van Jupiter op de zonnewind nog nooit eerder vastgelegd, en de manier waarop deze de atmosfeer van de planeet veranderde was zeer onverwacht’, aldus James O'Donoghue, hoofdauteur van het vandaag gepubliceerde onderzoeksverslag. ‘Het is voor het eerst dat we zoiets bij een andere planeet dan de onze hebben waargenomen.’ O'Donoghue en zijn collega’s baseren hun resultaten op data van NASA-ruimtesonde Juno, die in een baan om Jupiter draait, en op waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. Op basis van modellen van de zonnewind hebben ze vastgesteld dat de enorme magnetosfeer van Jupiter kort voor het begin van de waarnemingen was samengedrukt. Deze compressie lijkt de opwarming van de aurora’s bij de polen van de planeet te hebben versterkt, waardoor zijn hoge atmosfeer opzwol en heet gas richting evenaar stroomde. ‘De zonnewind kneep het magnetische schild van Jupiter samen als een reusachtige squashbal. Hierdoor ontstond een superheet gebied dat de halve planeet omspant. De middellijn van Jupiter is elf keer zo groot als die van de aarde, wat betekent dat de omvang van het verhitte gebied enorm was’, aldus O'Donoghue. Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat de snelle rotatie van Jupiter, en de daarmee gepaard gaande sterke winden, ervoor zou zorgen dat de aurora-opwarming op Jupiter beperkt zou blijven tot zijn poolgebieden. Maar de onderzoeksresultaten suggereren het tegendeel, en dat kan erop wijzen dat de planeetatmosferen in ons zonnestelsel gevoeliger zijn voor de nukken van de zon dan werd aangenomen. (EE)
Meer informatie:
→ Solar wave squeezed Jupiter’s magnetic shield to unleash heat
Lang dachten astronomen dat er in het vroege heelal alleen actieve, sterren-vormende sterrenstelsels te zien zouden zijn. Maar waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop hebben nu onthuld dat sterrenstelsels eerder dan verwacht zijn gestopt met het vormen van sterren. Onder de honderden spectra die zijn verkregen in het kader van het Webb-onderzoeksprogramma RUBIES, hebben astronomen een sterrenstelsel gevonden waarin de stervorming al is gestopt tijdens een periode waarin sterrenstelsels normaal gesproken juist heel snel groeien (The Astrophysical Journal, 1 april). In het vroege heelal zou een sterrenstelsel gewoonlijk gas moeten opnemen uit het omringende intergalactische medium, om dit gas vervolgens om te zetten in sterren. Door dit proces neemt zijn massa toe, wat leidt tot een nog efficiëntere opname van gas en versnelde stervorming. Sterrenstelsels groeien echter niet oneindig door: op een gegeven moment valt hun stervorming stil – een proces dat astronomen ‘quenching’ (uitdoving) noemen. Bij gevolg is in het lokale heelal ongeveer de helft van alle waarneembare sterrenstelsels gestopt met het vormen van sterren. Zulke stelsels zien er rood uit, omdat ze geen jonge, heldere blauwe sterren meer bevatten – alleen oudere, kleinere rode sterren blijven over. Met de voortschrijdende technologie, met name op het gebied van de nabij-infraroodspectroscopie, hebben astronomen op steeds vroegere kosmische tijdstippen grote uitgedoofde sterrenstelsels kunnen opsporen. Deze ‘rode en dode’ sterrenstelsels blijken dermate talrijk te zijn dat hun bestaan moeilijk te verenigen valt met theoretische modellen voor de vorming van sterrenstelsels. Tussen de nieuwe Webb-spectra hebben astronomen nu zelfs een groot sterrenstelsel-in-ruste ontdekt met een spectroscopische roodverschuiving van 7,2, wat overeenkomt met slechts ongeveer 700 miljoen jaar na de oerknal. Zijn spectrum vertoont sporen van een verrassend oude populatie van sterren in het nog jonge heelal. De verzamelde gegevens wijzen erop dat het sterrenstelsel in de eerste zeshonderd miljoen jaar na de oerknal een stellaire massa van meer dan tien miljard zonsmassa’s heeft weten te bereiken, waarna zijn stervormingsproces heel snel stilviel. ‘De ontdekking van dit sterrenstelsel, met de aanduiding RUBIES-UDS-QG-z7, impliceert dat massarijke rustige sterrenstelsels in de eerste miljard jaar van het heelal meer dan honderd keer zo talrijk waren dan tot nu toe door alle modellen werd voorspeld,’ aldus Andrea Weibel, promovendus bij de vakgroep Astronomie van de Universiteit van Genève. ‘Dit suggereert dat belangrijke factoren in theoretische modellen (zoals de effecten van sterrenwinden en de kracht van uitstromingen die worden aangedreven door het stervormingsproces en zware zwarte gaten) wellicht moeten worden herzien. Sterrenstelsels stierven veel eerder dan deze modellen kunnen voorspellen.’ (EE)
Meer informatie:
→ Galaxies die earlier than expected
De Webb-ruimtetelescoop heeft onlangs zijn blik gericht op planetoïde 2024 YR4, waarvan inmiddels bekend is dat deze (voorlopig) geen significante bedreiging vormt voor de aarde. Toch zijn planeetwetenschappers geïnteresseerd in de eigenschappen van deze en andere kleine planetoïden, om zo meer te weten te komen over het gevaar dat zij voor de aarde kunnen vormen. 2024 YR4 is een van de kleinste objecten waar ze tot nu toe naar hebben gekeken, en waarvan de grootte is bepaald. De meeste telescopen nemen planetoïden waar door het zonlicht te meten dat door hun oppervlak wordt weerkaatst, maar het is moeilijk om op basis van deze informatie hun grootte nauwkeurig te bepalen. Op mid-infrarode golflengten, zoals die worden gebruikt door Webb’s MIRI-instrument, kan uit de warmte die planetoïden afgeven echter rechtstreeks worden afgeleid hoe groot ze zijn. In combinatie met de gegevens van een ander instrument, NIRCam, dat het weerkaatste licht van de planetoïde meet, kan bovendien worden vastgesteld hoe reflecterend het oppervlak van de planetoïde is. En dat levert weer informatie op over zijn samenstelling. Op basis van de nieuwe gegevens heeft een onderzoeksteam onder leiding van Andy Rivkin van het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins Universiteit nu ontdekt dat de thermische eigenschappen van 2024 YR4 – met andere woorden hoe snel hij opwarmt en afkoelt, en hoe heet hij is op zijn huidige afstand van de zon – niet overeenkomen met wat we bij grotere planetoïden zien. Dit komt waarschijnlijk doordat 2024 YR4 heel snel draait en weinig fijnkorrelig materiaal op zijn oppervlak heeft. Maar er zijn meer gegevens nodig om dit met zekerheid te kunnen vaststellen. Het belangrijkste doel van de waarnemingen van Rivkin en collega’s was om de grootte van 2024 YR4 te meten. De wetenschappers schatten dat hij een middellijn van ongeveer zestig meter heeft – ongeveer de hoogte van een gebouw van vijftien verdiepingen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Finds Asteroid 2024 YR4 Is Building-Sized
Het mysterie van de niet aflatende uitbarsting van röntgenstraling van de zogeheten Helixnevel is mogelijk opgelost. De straling is waarschijnlijk afkomstig van het hete puin dat is achtergebleven na de verwoesting van een reuzenplaneet. Deze ontdekking komt voort uit vier decennia aan röntgenwaarnemingen van de 650 lichtjaar verre nevel. De stroom röntgenstraling van dit object is al minstens een jaar of twintig vrijwel constant. Volgens astronomen is de beste verklaring hiervoor dat de restanten van een planeet ter grootte van Jupiter in porties neerstort op de witte dwergster in het hart van de Helixnevel. De Helixnevel is een planetaire nevel, de term die astronomen gebruiken voor de min of meer symmetrische gaswolk die is uitgestoten door een ster die geen nucleaire brandstof meer had. De witte dwergster in het centrum van deze nevel is de overgebleven kern van die uitgeputte ster. De witte dwergster in de Helixnevel is geen kalm object. Uit waarnemingen van twee ruimtetelescopen – het Einstein Observatory van NASA (begin jaren 80) en de internationale röntgensatelliet ROSAT (jaren 90) blijkt dat hij voortdurend röntgenstraling uitzendt. ‘Het is zeer ongebruikelijk dat een alleenstaande witte dwerg een bron van röntgenstraling is’, aldus astrofysicus Sandino Estrada-Dorado van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico in Mexico-Stad. Om te proberen deze zaak op te lossen, hebben Estrada-Dorado en zijn collega’s recentere waarnemingen van de nevel geanalyseerd die in 1999 en 2002 zijn gedaan door respectievelijk NASA’s Chandra X-Ray Observatory en de XMM-Newton-satelliet van het Europese ruimteagentschap ESA. Het team heeft ontdekt dat de destijds waargenomen röntgenstraling eerder regel dan uitzondering was, en waarschijnlijk tot op de dag van vandaag voortduurt. En dat wijst erop dat de ster steeds wordt ‘opgestookt’. Mogelijk valt er materie van een verwoeste metgezel op de witte dwerg dat daarbij zo heet wordt dat het heldere röntgenstraling uitzendt. Berekeningen op basis van de intensiteit van de röntgenstraling suggereren dat een planeet ter grootte van Jupiter de meest waarschijnlijke boosdoener is. Lang geleden is zo’n planeet misschien zo dicht bij de witte dwerg gekomen, dat hij door diens intense zwaartekracht uit elkaar is getrokken en er een schijf van puin rond de dwergster is achtergebleven. (EE)
Meer informatie:
→ A nebula’s X-ray glow may come from a destroyed giant planet (ScienceNews)
Op een recent gepresenteerde opname van de Webb-ruimtetelescoop is een schoolvoorbeeld te zien van een zogeheten Einsteinring. Wat op het eerste gezicht één enkel, vreemd gevormd sterrenstelsel lijkt te zijn, is in werkelijkheid een tweetal sterrenstelsels op zeer verschillende afstanden. Het nabijere voorgrondstelsel staat in het centrum van de foto. Zijn zwaartekracht heeft het verder weg staande stelsel vervormd tot een ring. Een Einsteinring ontstaat wanneer licht van een verafgelegen object wordt afgebogen (of ‘gelensd’) door een zwaar tussenliggend object dat als lens fungeert. Voorwaarde is wel dat de twee objecten vanaf de aarde gezien op één lijn staan. De afbuiging ontstaat doordat massa de vierdimensionale structuur van ons heelal – de zogeheten ruimtetijd – vervormt. Dit effect is heel subtiel – té subtiel om op lokaal niveau waarneembaar te zijn. Dat wordt anders als we te maken hebben met afbuiging van licht op astronomische schaal, zoals wanneer het licht van een sterrenstelsel wordt afgebogen rond een ander sterrenstelsel of een cluster van sterrenstelsels. Einsteinringen zijn een ideaal hulpmiddel om sterrenstelsels te onderzoeken die eigenlijk te zwak en te ver weg zijn om ze rechtstreeks te kunnen waarnemen. Het object in het centrum van de Einsteinring die door Webb is vastgelegd, is een elliptisch sterrenstelsel dat deel uitmaakt van een cluster van sterrenstelsels met de aanduiding SMACSJ0028.2-7537. Het tot een ring vervormde gelensde sterrenstelsel daaromheen is een spiraalstelsel. Ondanks de sterke vervorming zijn in dit verre sterrenstelsel duidelijk afzonderlijke structuren herkenbaar, waaronder een aantal sterrenhopen. De opname is gemaakt in het kader van een internationale survey, onder leiding van Guillaume Mahler van de Universiteit van Luik (België). Het doel van deze survey, ’SLICE’ geheten, is om 182 clusters van sterrenstelsels te onderzoeken met de nabij-infraroodcamera van de Webb-ruimtetelescoop. (EE)
Meer informatie:
→ Spying a spiral through a cosmic lens
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, heldere waterstofemissie ontdekt van een sterrenstelsel in een verrassend vroege periode in de geschiedenis van het heelal. Hoe dit licht zich een weg heeft kunnen banen door de dichte mist van neutrale waterstof die de ruimte destijds vulde is onduidelijk (Nature, 26 maart). De beelden van de Webb-telescoop tonen het enorm verre sterrenstelsel met de aanduiding JADES-GS-z13-1 op het moment dat het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was. Het spectrum van het stelsel vertoont een onverwachte eigenschap: een specifiek helder soort licht dat Lyman-alfa-emissie wordt genoemd. Deze straling, afkomstig van waterstofatomen, was veel sterker dan astronomen voor mogelijk hielden voor dit vroege kosmische tijdperk. ‘Het vroege heelal was gehuld in een dichte mist van neutrale waterstof’, legt teamlid Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge en University College London uit. ’Het grootste deel van deze nevel verdween door een proces dat reïonisatie wordt genoemd en dat pas ongeveer een miljard jaar na de oerknal werd afgerond. Maar we zien GS-z13-1 toen het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was. Toch vertoont het een verrassend duidelijke signatuur van Lyman-alfa emissie, alsof de omringende mist al is opgetrokken.’ Voor en tijdens het reïonisatie-tijdperk hielden de immense hoeveelheden neutrale waterstof waarin sterrenstelsels gehuld waren de energierijke ultraviolette straling van hun sterren tegen, totdat er genoeg sterren waren gevormd om het waterstofgas te ioniseren. De ontdekking dat GS-z13-1 Lyman-alfastraling uitzendt heeft daarom grote gevolgen voor ons begrip van het vroege heelal. ‘Gezien onze kennis van de manier waarop het heelal is geëvolueerd hadden we een sterrenstelsel als dit niet mogen vinden’, aldus Kevin Hainline, een teamlid van de Universiteit van Arizona (VS). Waar de Lyman-alfa-straling van het sterrenstelsel vandaan komt, is nog onbekend, maar het is denkbaar dat een deel ervan afkomstig is van de eerste sterren die in het heelal zijn ontstaan. Deze sterren waren veel zwaarder, heter en helderder dan de sterren die later werden gevormd. Een andere mogelijkheid is het optrekken van de kosmische mist werd veroorzaakt door de actieve kern van een sterrenstelsel, die door een van de eerste superzware zwarte gaten werd aangedreven. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Sees Galaxy Mysteriously Clearing Fog of Early Universe
De internationale Webb-ruimtetelescoop heeft voor het eerst heldere poollichtactiviteit op Neptunus vastgelegd. Poollicht ontstaat wanneer energierijke deeltjes, vaak afkomstig van de zon, verstrikt raken in het magnetische veld van een planeet en uiteindelijk de bovenste laag van diens atmosfeer treffen. De energie die daarbij vrijkomt veroorzaakt een karakteristieke gloed (Nature Astronomy, 26 maart). In het verleden hebben astronomen al enkele aanwijzingen gevonden voor poollichtactiviteit op Neptunus, zoals tijdens de flyby van NASA-ruimtesonde Voyager 2 in 1989. Maar anders dan bij Jupiter, Saturnus en Uranus kon het poollicht op Neptunus tot nu toe niet met zekerheid worden vastgesteld. ‘Gebleken is dat het poollicht op Neptunus zich alleen laat vastleggen met de nabij-infraroodcamera van Webb’, aldus hoofdauteur Henrik Melin van Northumbria University (VK). De doorslaggevende gegevens zijn in juni 2023 verkregen. Ze omvatten onder meer een spectrum van de planeet, dat is gebruikt om de samenstelling en temperatuur van diens hoge atmosfeer – de zogeheten ionosfeer – te kunnen meten. Daarbij ontdekten de astronomen een opvallende emissielijn die aan poollicht kan worden toegeschreven. Op de Webb-beelden van Neptunus vertoont het poollicht zich als blauwgroene vlekjes. Het poollicht op Neptunus verschilt sterk van wat we hier op aarde, of zelfs op Jupiter of Saturnus, gewend zijn te zien. In plaats van zich te beperken tot de noord- en zuidpoolgebieden van de planeet, zijn de poollichten van Neptunus op lagere breedtegraden te vinden. Dat komt door de vreemde stand van het magnetische veld van Neptunus, dat 47 graden gekanteld is ten opzichte van de rotatie-as van de planeet. Omdat poollichtactiviteit ontstaat waar de magnetische velden samenkomen in de atmosfeer van de planeet, bevinden de poollichten van Neptunus zich ver van zijn ‘rotatiepolen’. Aan de hand van de Webb-waarnemingen heeft het team ook voor het eerst sinds de flyby van Voyager 2 de temperatuur van de top van de Neptunus-atmosfeer gemeten. De resultaten verklaren waarom het poollicht van Neptunus zo lang uit het zicht kon blijven. ‘Tot mijn grote verrassing is de hoge atmosfeer van Neptunus honderden graden afgekoeld,’ zegt Melin. ‘De temperatuur in 2023 was iets meer dan de helft van die in 1989.’ Door de jaren heen hebben astronomen de intensiteit van het poollicht van Neptunus voorspeld op basis van de temperatuur die door Voyager 2 was geregistreerd. En een aanzienlijk lagere temperatuur leidt tot veel zwakkere poollichten. Dat is waarschijnlijk de reden dat de poollichten van Neptunus zo lang onopgemerkt zijn gebleven. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Captures Neptune’s Auroras for First Time
De gegevens van 41 miljoen sterrenstelsels brengen het kosmologische standaardmodel toch niet aan het wankelen. Tot die, voor henzelf verrassende conclusie, komt een internationaal team van onderzoekers met daarbij Koen Kuijken (Universiteit Leiden). De sterrenkundigen publiceren hun bevindingen deze week op een congres en in vijf artikelen in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. In 2020, op basis van voorlopige data, dachten de onderzoekers nog dat het heelal tien procent gelijkmatiger was dan voorspeld. De Kilo-Degree Survey (KiDS) verzamelde acht jaar lang gegevens van de zuidelijke hemel met behulp van de Europese VLT Survey Telescoop in Chili. Onlangs werd de volledige dataset, de KiDS-Legacy, gepubliceerd en nu komen de onderzoekers met hun definitieve bevindingen. ‘De resultaten zijn onverwacht’, zegt projectleider van KiDS Koen Kuijken (Universiteit Leiden). ‘Waar we tot nu toe steeds een ‘tension’, een spanning, vonden met het standaardmodel van de kosmologie past alles nu ineens precies.’Kuijken duidt onder andere op een eerdere KiDS-analyse uit 2020 die het standaardmodel deels in twijfel trok. ‘Dat het resultaat nu zo sterk afwijkt van onze eerdere analyses kwam als een verrassing, maar is met terugwerkende kracht wel te verklaren’, zegt Angus Wright van de Ruhr Universiteit Bochum (Duitsland). Hij is eerste auteur van drie van de vijf publicaties die binnenkort verschijnen. De onderzoekers analyseerden de volledige KiDS-dataset ditmaal met verbeterde methoden, nieuwe computersimulaties en betere kalibratiegegevens. En nu komen de resultaten wél overeen met het kosmologische standaardmodel.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben wetenschappers van de Sterrewacht Leiden 73 protoplanetaire schijven bekeken. Ze ontdekten dat veel jonge sterren een relatief bescheiden schijf van gas en stof om zich heen hebben, soms niet groter dan 1,2 astronomische eenheid. In de afgelopen tien jaar hebben astronomen met gevoelige radiotelescopen op aarde, waaronder ALMA, honderden protoplanetaire schijven rond jonge sterren in beeld gebracht. Vergeleken met de afmeting van ons eigen zonnestelsel is een flink deel van deze schijven veel groter dan de baan van Neptunus, de buitenste planeet. Bovendien vertonen de meeste schijven ringvormige openingen waar vermoedelijke grote gasplaneten ontstaan. Onderzoek van promovendus Osmar M. Guerra-Alvarado, postdoc Mariana B. Sanchez en universitair docent Nienke van der Marel van de Universiteit Leiden toont nu aan dat deze schijven mogelijk niet de norm zijn. Met behulp van ALMA hebben de onderzoekers alle bekende protoplanetaire schijven rond jonge sterren in het Lupus-gebied in beeld gebracht. Dit is een stervormingsgebied op ongeveer vierhonderd lichtjaar van de aarde in het zuidelijke sterrenbeeld Lupus (Wolf). Uit het onderzoek blijkt dat tweederde van de 73 schijven klein zijn, met een gemiddelde straal van zes astronomische eenheden – ongeveer de baan van Jupiter. De kleinste schijf had een straal van slechts 0,6 astronomische eenheid – kleiner dan de baan van de aarde om de zon. De kleine schijven werden voornamelijk aangetroffen rond lichte sterren met tien tot vijftig procent van de massa van onze zon. Dit is het meest voorkomende stertype in het heelal. ‘De waarnemingen laten verder zien dat deze compacte schijven wellicht optimale omstandigheden hebben voor de vorming van zogeheten superaardes. Het meeste stof in de schijf bevindt zich dichtbij de ster, waar superaardes doorgaans ontstaan’, aldus Sanchez. Superaardes zijn rotsachtige planeten die tot wel tien keer zoveel massa hebben als onze planeet. Ze zijn waarschijnlijk het meest voorkomende type planeten in het heelal. Het onderzoek vormt een ontbrekend puzzelstuk tussen de waarnemingen van protoplanetaire schijven en observaties van exoplaneten. ‘De ontdekking dat de meerderheid van de kleine schijven geen openingen vertoont, kan betekenen dat de meerderheid van de sterren geen reuzenplaneten herbergt’, zegt Van der Marel. ‘Dit komt overeen met wat we in exoplaneetpopulaties rond volgroeide sterren zien.’ (EE)
Meer informatie:
→ Volledig perbericht
Wetenschappers die verpulverd gesteente aan boord van Marsrover Curiosity rover hebben geanalyseerd, hebben de grootste organische verbindingen ontdekt die tot nu toe op Mars zijn aangetroffen. De vondst suggereert dat de prebiotische chemie op Mars verder is gevorderd dan werd aangenomen (MNRAS, 25 maart). De wetenschappers hebben een bestaand gesteentemonster in het minilab van Curiosity onderzocht en vonden daarbij de moleculen decaan, undecaan en dodecaan. Van deze verbindingen, die respectievelijk uit tien, elf en twaalf koolstofatomen bestaan, wordt gedacht dat het fragmenten zijn van vetzuren die in het monster bewaard zijn gebleven. Vetzuren behoren tot de organische moleculen die op aarde chemische bouwstenen van het leven zijn. Levende organismen produceren vetzuren om celmembranen te helpen vormen en diverse andere functies uit te voeren. Maar vetzuren kunnen ook worden gemaakt door middel van chemische reacties die in gang worden gezet door verschillende geologische processen, waaronder de interactie van water met mineralen in hydrothermale bronnen. Curiosity-wetenschappers hadden eerder al kleine, eenvoudige organische moleculen ontdekt op Mars, maar de vondst van deze grotere verbindingen levert het eerste bewijs dat de organische chemie zich heeft ontwikkeld tot het soort complexiteit dat nodig is voor een mogelijk ontstaan van leven op Mars. Het nieuwe onderzoek vergroot ook de kans dat grote organische moleculen die alleen gemaakt kunnen worden in de aanwezigheid van leven – zogeheten ‘biosignaturen’ – behouden kunnen blijven op Mars. Dit neemt de zorg weg dat deze verbindingen na tientallen miljoenen jaren van blootstelling aan intense straling en oxidatie worden afgebroken. Deze bevinding kan goed nieuws betekenen voor de plannen om bodemmonsters van Mars naar de aarde over te brengen om ze te analyseren met geavanceerdere instrumenten, aldus de wetenschappers. ‘Ons onderzoek bewijst dat we door het analyseren van Marsmonsters chemische signaturen van vroeger leven kunnen detecteren, als het ooit bestaan heeft op Mars,’ zegt Caroline Freissinet, hoofdauteur van de studie en wetenschapper aan het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS). In 2015 gaf Freissinet leiding aan een team dat voor het eerst onomstotelijk organische moleculen op Mars identificeerde in hetzelfde monster dat voor het huidige onderzoek is gebruikt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Curiosity Rover Detects Largest Organic Molecules Found on Mars
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van de CHRIST University in Bangalore (India), heeft ontdekt dat een enorm spiraalvormig sterrenstelsel op bijna een miljard lichtjaar afstand van de aarde een superzwaar zwart gat herbergt dat miljarden keren zoveel massa heeft als de zon. Het stoot kolossale radiojets uit die zich over een lengte van zes miljoen lichtjaar uitstrekken (MNRAS, 2 maart). De ontdekking zet de bestaande theorieën over de evolutie van sterrenstelsels op zijn kop, omdat zulke krachtige jets bijna uitsluitend worden aangetroffen in elliptische sterrenstelsels – niet in spiraalstelsels. En dat kan betekenen dat ook de Melkweg in de toekomst van deze verwoestende jets zou kunnen ontwikkelen – met mogelijk grote gevolgen voor ons zonnestelsel en het leven op de aarde. De kolossale jets zijn aangetroffen bij een spiraalstelsel met de aanduiding 2MASX J23453268−0449256, dat drie keer zo groot is als ons Melkwegstelsel. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de Giant Metrewave Radio Telescope in India en de Atacama Large Millimeter Wave Array in het noorden van Chili ontdekten de astronomen dat het zwarte gat in het hart van het spiraalstelsel en de bijbehorende radiojets tot de grootste behoren die ooit in een spiraalstelsel zijn ontdekt. Tot nog toe gingen astronomen ervan uit dat de verwoestende activiteit van zulke kolossale jets de structuur van een spiraalstelsel zouden verstoren. Maar tegen alle verwachtingen in vertoont J23453268−0449256 goed ontwikkelde spiraalarmen en een heldere centrale balkstructuur. Bovendien blijkt het stelsel gehuld te zijn in een enorme halo van heet gas dat röntgenstraling uitzendt. De jets van het zwarte gat zorgen ervoor dat dit gas heet blijft, waardoor er geen nieuwe sterren gevormd kunnen worden. Ons eigen Melkwegstelsel heeft een zwart gat van vier miljoen zonsmassa’s in zijn centrum – Sagittarius A* – maar dat houdt zich momenteel rustig. Daar kan verandering in komen als het Melkwegstelsel een gaswolk, een ster of zelfs een klein dwergstelsel zou opslokken. Daarbij kunnen jets ontstaan die – als ze in de richting van ons zonnestelsel wijzen – de atmosferen van de daar aanwezige planeten zouden kunnen wegvagen. Een andere mogelijkheid is dat zo’n krachtige jet het interstellaire medium verandert en de vorming van nieuwe sterren verhindert. Astronomen vermoeden dat de Melkweg in het verleden ook grote radiojets heeft gehad. Of zich dit in de toekomst kan herhalen, is nog onduidelijk. (EE)
Meer informatie:
→ Cosmic anomaly hints at frightening future for Milky Way
Twee verschillende teams van astronomen hebben zuurstof ontdekt in het verst bekende sterrenstelsel, JADES-GS-z14-0. De ontdekking, die in twee afzonderlijke studies wordt gemeld, was mogelijke dankzij de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) partner is. Deze baanbrekende ontdekking zet astronomen aan het denken over hoe snel sterrenstelsels in het vroege heelal zijn ontstaan. JADES-GS-z14-0 werd vorig jaar ontdekt en is het verste bevestigde sterrenstelsel dat ooit is waargenomen. Zijn licht heeft er 13,4 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken, wat betekent dat we het zien zoals het was toen het heelal nog geen 300 miljoen jaar oud was – ongeveer twee procent van zijn huidige leeftijd. De nieuwe detectie van zuurstof met ALMA, een astronomische interferometer in de Chileense Atacama-woestijn, wijst erop dat het sterrenstelsel in chemisch opzicht veel verder ontwikkeld is dan verwacht. ‘Het is alsof je een puber aantreft op een plek waar je alleen baby’s zou verwachten,’ zegt Sander Schouws, promovendus aan de Sterrewacht Leiden en hoofdauteur van het door Nederlandsers geleide onderzoek, dat nu is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. ‘De resultaten laten zien dat het sterrenstelsel zich heel snel heeft gevormd en ook snel volwassen wordt, wat bijdraagt aan het toenemende vermoeden dat de vorming van sterrenstelsels veel sneller gaat dan verwacht.’ Sterrenstelsels beginnen hun leven meestal als verzamelingen van jonge sterren die voornamelijk bestaan uit lichte elementen zoals waterstof en helium. In de loop van hun bestaan produceren deze sterren zwaardere elementen, zoals zuurstof, die na hu dood over hun moederstelsel worden verspreid. Astronomen dachten dat het heelal bij een leeftijd van 300 miljoen jaar nog te jong was om sterrenstelsels te hebben die veel zware elementen bevatten. Uit de twee ALMA-studies blijkt echter dat JADES-GS-z14-0 ongeveer tien keer zoveel zware elementen bevat als verwacht. ‘Ik stond versteld van de onverwachte resultaten, omdat ze een nieuwe kijk gaven op de eerste ontwikkelingsfase van sterrenstelsels’, zegt Stefano Carniani van de Scuola Normale Superiore in Pisa, Italië, en hoofdauteur van het tweede artikel dat nu is geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics.’ ‘Het bewijs dat een sterrenstelsel al volwassen kan zijn in het jonge heelal roept vragen op over wanneer en hoe sterrenstelsels zijn ontstaan.’ De detectie van zuurstof heeft astronomen ook in staat gesteld om hun afstandsmetingen van JADES-GS-z14-0 veel nauwkeuriger te maken. ‘De ALMA-detectie biedt een buitengewoon nauwkeurige meting van de afstand van het sterrenstelsel, met een onzekerheid van slechts 0,005 procent. Dit precisieniveau – vergelijkbaar met een meetnauwkeurigheid van vijf centimeter over een afstand van een kilometer – helpt ons om ons begrip van de eigenschappen van verre sterrenstelsels te verfijnen,’ voegt Eleonora Parlanti, promovendus aan de Scuola Normale Superiore van Pisa en medeauteur van het onderzoek in Astronomy & Astrophysics daar aan toe. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
De DESI-collaboration heeft een nieuwe analyse gepubliceerd van de zogeheten donkere energie. De analyse, gebaseerd op drie waarnemingsjaren, omvat bijna 15 miljoen sterrenstelsels en quasars. In combinatie met studies van onder meer de kosmische achtergrondstraling, en supernova’s wijst de studie erop dat de donkere energie in de loop van de tijd verandert. Het lot van het heelal hangt af van de balans tussen materie en donkere energie – het kosmische ingrediënt dat de versnellende uitdijing van het heelal aandrijft. Met het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) wordt een grote driedimensionale kaart van ons heelal gemaakt om de invloed van de donkere energie over de afgelopen elf miljard jaar in kaart te brengen. DESI is gekoppeld aan de 4-meter Mayall-telescoop op Kit Peak (Arizona, VS) en kan het licht van vijfduizend sterrenstelsels tegelijk vastleggen. Het instrument is nu bezig aan het vierde van zijn vijf geplande onderzoeksjaren. Bij het project zijn meer dan negenhonderd onderzoekers van over de hele wereld betrokken. Op zich zijn de gegevens van DESI in overeenstemming met het standaardmodel van ons heelal – ‘Lambda CDM’, waarbij CDM staat voor koude donkere materie en lambda voor de eenvoudigste vorm van donkere energie die als een kosmologische constante zou werken. In combinatie met de andere studies zijn er nu echter aanwijzingen gevonden dat de invloed van de donkere energie in de loop van de tijd afneemt en dat andere modellen mogelijk beter zijn. DESI spoort de invloed van donkere energie op door te onderzoeken hoe de materie over het heelal is verspreid. Gebeurtenissen in het zeer vroege heelal lieten subtiele patronen achter in de verdeling van materie, een fenomeen dat Baryon Acoustic Oscillations (BAO) wordt genoemd. Dit BAO-patroon werkt als een ‘standaardliniaal’, waarvan de grootte op verschillende tijdstippen direct wordt beïnvloed door hoe het heelal uitdijde. Het meten van de liniaal op verschillende afstanden laat onderzoekers de sterkte van donkere energie door de geschiedenis heen zien. Het samenwerkingsverband zal binnenkort beginnen met aanvullende analyses, om nog meer informatie uit de huidige dataset te halen, en DESI zal doorgaan met het verzamelen van gegevens. (EE)
Meer informatie:
→ Tantalizing Hints That Dark Energy is Evolving — New Results and Data Released by the DESI Project
Vandaag hebben wetenschappers de eerste resultaten vrijgegeven van de onderzoeksmissie Euclid. De vrijgegeven gegevens bestrijken een enorm hemelgebied, verdeeld in drie stroken, en omvatten talrijke clusters van sterrenstelsels, actieve galactische kernen oftewel quasars en kortstondige hemelverschijnselen (‘transients’). Op de opnamen zijn meer dan 380.000 sterrenstelsels en vijfhonderd potentiële zwaartekrachtlenzen te zien, die zijn bijeengebracht met hulp van burgerwetenschappers en kunstmatige intelligentie (AI). Euclid heeft de drie hemelgebieden verkend waar hij uiteindelijk de ‘diepste’ waarnemingen van zijn missie zal uitvoeren. In slechts één week van waarnemingen, waarbij elk gebied slechts één keer is gescand, heeft de ruimtetelescoop al 26 miljoen sterrenstelsels gezien, waarvan de verste meer dan tien miljard lichtjaar van ons verwijderd zijn. Daarnaast is op de opnamen ook een kleine populatie van heldere quasars vastgelegd, die nog veel verder van ons verwijderd zijn. De komende jaren zal Euclid de drie hemelstroken nog tientallen keren vastleggen. Uiteindelijk moet dit meer inzicht geven in het ontstaansproces van sterrenstelsels en de ‘groei’ van superzware zwarte gaten. Maar deze eerste glimp van 63 vierkante graad van de hemel – driehonderd keer zo groot als de volle maan – geeft al een indrukwekkend voorproefje van de omvang van de grote, detailrijke kosmische atlas die Euclid in 2030 zal afleveren – een atlas die een derde van de hele hemel zal beslaan. De vandaag gepresenteerde ‘datarelease’ vertegenwoordigt slechts 0,4 procent van de sterrenstelsels die Euclid in de loop van zijn bestaan zal vastleggen. Naar verwachting zal Euclid per dag meer dan honderd gigabyte aan gegevens naar de aarde overseinen. Het is natuurlijk ondoenlijk om al die data handmatig te verwerken. Vandaar dat het Europese ruimteagentschap ESA gebruik maakt van de diensten van duizenden vrijwillige burgerwetenschappers en van AI-algoritmen. ‘Op deze manier kunnen we binnen enkele weken geavanceerde resultaten leveren, terwijl dat bij eerdere grote surveys jaren vergde’, aldus Mike Walmsley, wetenschapper bij het Euclid-consortium, die verbonden is aan de Universiteit van Toronto (Canada). (EE)
Meer informatie:
→ Euclid opens data treasure trove, offers glimpse of deep fields
Nieuw onderzoek met de Atacama Cosmology Telescope (ACT) in het noorden van Chili heeft de duidelijkste beelden tot nu toe opgeleverd van de ‘kindertijd’ van ons heelal. Door licht te meten dat er meer dan 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken, tonen de beelden het heelal toen het nog maar ongeveer 380.000 jaar oud was. Dit zwakke schijnsel wordt de kosmische achtergrondstraling genoemd. De nieuwe beelden van het vroege heelal, die zowel de intensiteit als de polarisatie van het vroegste licht tonen, geven een impressie van de tijd dat wolken van waterstof en helium zich tot de eerste sterren en sterrenstelsels ontwikkelden. De metingen hebben het standaardmodel van de kosmologie grondig op de proef gesteld, maar dat geeft geen krimp. Volgens de onderzoeker sluiten ze de meeste alternatieve theorieën uit. Het standaardmodel stelt onder meer dat het heelal 13,8 miljard jaar geleden is ontstaan, op dit moment wordt gedomineerd door donkere energie en uitdijt met een snelheid die de Hubble-constante wordt genoemd. Bij het analyseren van hun data hebben de wetenschappers specifiek gezocht naar mogelijke kosmische ingrediënten naast de al bekende normale materie, donkere materie, straling en donkere energie. Als ze bewijs hadden gevonden dat het heelal nog andere ingrediënten bevat, zou dat gevolgen hebben gehad voor de berekening van de Hubble-constante – de snelheid waarmee het heelal nu uitdijt. Die snelheid is als jaren een punt van discussie, omdat metingen van de kosmische achtergrondstraling steevast een uitdijingssnelheid van 67 à 68 kilometer per seconde per megaparsec laten zien, terwijl metingen aan de hand van de bewegingen van nabije sterrenstelsels uitkomen op 73 à 74 kilometer per seconde per megaparsec. Met behulp van hun onlangs vrijgegeven gegevens heeft het ACT-team de lagere waarde voor de Hubble-constante bevestigd met een grotere precisie dan ooit tevoren. Een belangrijk doel van het onderzoek was om alternatieve modellen voor het heelal te verkennen die het verschil tussen de metingen zouden kunnen verklaren. ‘We hebben de kosmische achtergrondstraling gebruikt als detector voor nieuwe deeltjes of velden in het vroege heelal,’ aldus kosmoloog Colin Hill van Columbia University (VS). ‘Maar de ACT-gegevens bevatten geen aanwijzingen voor zulke nieuwe signalen. Met onze nieuwe resultaten heeft het standaardmodel van de kosmologie een buitengewoon nauwkeurige test doorstaan.’ De nieuwe metingen met de ACT hebben de bestaande schattingen van de leeftijd van het heelal verder verfijnd. Ze bevestigen dat het heelal 13,8 miljard jaar oud is, met een onzekerheid van slechts 0,1%. (EE)
Meer informatie:
→ New High-Definition Pictures of the Baby Universe
De planeten Jupiter en Saturnus zijn al jaren in een wedloop verwikkeld: wie van de twee heeft de meeste manen? In 2019 nam Saturnus de leiding met de ontdekking van twintig nieuwe maantjes, die het totaal op 82 bracht. Vervolgens liep de teller voor Jupiter in 2023 op tot 92. Maar later dat jaar tikte Saturnus alweer de 146 aan, terwijl Jupiter bleef steken op 95. Deze week lijkt Saturnus een beslissende voorsprong te hebben genomen met de bekendmaking van nog eens 128 ontdekte mini-maantjes, waarmee zijn totaal op 274 is gekomen. Het gaat hierbij om zogeheten ‘onregelmatige’ maantjes – brokken ijs en gesteente van een paar kilometer groot die niet keurig om de evenaar van Saturnus cirkelen, maar vreemde steile banen doorlopen, vaak tegen de draairichting van de planeet in. Het vermoeden bestaat dat deze minimaantjes brokstukken zijn van een ‘botswedstrijd’ die al heel lang aan de gang is. Het lijkt erop dat Saturnus enkele miljarden jaren geleden een aantal grote, ijzige objecten heeft ingevangen. Door onderlinge botsingen zijn deze in de loop van de tijd steeds verder gefragmenteerd – een proces dat pas ongeveer honderd miljoen jaar geleden is gestopt. Hoe dan ook: het resultaat is dat Saturnus meer manen heeft dan alle andere planeten van ons zonnestelsel bij elkaar. (EE)
Meer informatie:
→ Saturn now has a ridiculous number of moons (National Geographic)
Opnamen van het verre heelal, gemaakt met de Webb-ruimtetelescoop, laten zien dat de overgrote meerderheid van de sterrenstelsels dezelfde kant op draait, zo blijkt uit onderzoek van Lior Shamir, universitair hoofddocent aan Kansas State University (VS). Ongeveer twee derde van de sterrenstelsels draait met de klok mee, en de rest tegen de klok in. Het onderzoek van Shamir – gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) – is gebaseerd op opnamen van 263 sterrenstelsels in het zogeheten JADES-veld die duidelijk genoeg waren om hun draairichting te kunnen vaststellen. In een willekeurig heelal zou het aantal sterrenstelsels dat in de ene richting draait ongeveer gelijk moeten zijn aan het aantal stelsels dat de andere kant op draait. Het feit dat Webb laat zien dat de meeste sterrenstelsels in dezelfde richting draaien is daarom verrassend. ‘Het is nog steeds niet duidelijk waarom dit zo is, maar er zijn twee mogelijke verklaringen,’ aldus Shamir. ‘De ene verklaring is dat het heelal roterend is geboren. Deze verklaring is in overeenstemming met de theorie dat ons heelal in feite niets anders is dan het inwendige van een zwart gat. Maar als het heelal inderdaad roterend is geboren, betekent dit dat de bestaande theorieën over de kosmos onvolledig zijn.’ De aarde draait ook om het centrum van het Melkwegstelsel, en vanwege het dopplereffect verwachten astronomen dat door dit effect licht afkomstig van sterrenstelsels die tegengesteld draaien aan de draaiing van het Melkwegstelsel doorgaans wat helderder zijn. Hierdoor zouden volgens Shamir deze sterrenstelsels oververtegenwoordigd kunnen zijn in de Webb-waarnemingen. ‘Als dat inderdaad het geval is, moeten we onze afstandsmetingen voor het diepe heelal opnieuw kalibreren’, aldus Shamir. ‘Dat zou ook diverse andere onopgeloste kwesties in de kosmologie kunnen oplossen, zoals de verschillen in de gemeten uitdijingssnelheid van het heelal en het bestaan van grote sterrenstelsels die volgens de bestaande afstandsmetingen ouder lijken dan het heelal zelf.’ (EE)
Meer informatie:
→ K-State researcher's study makes puzzling observation about Milky Way, deep space galaxies' rotations
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Nederlandse leiding heeft aangetoond dat een witte dwergster en een rode dwergster die elke twee uur om elkaar heen draaien, radiopulsen uitzenden. Dankzij waarnemingen met meerdere telescopen konden de onderzoekers de oorsprong van zulke pulsen voor het eerst met zekerheid vaststellen (Nature Astronomy, 12 maart). De afgelopen jaren zijn er dankzij betere analysetechnieken radiopulsen ontdekt die tussen de seconden en minuten duren en van sterren uit de Melkweg lijken te komen. Er bestaan veel hypotheses voor de veroorzakers van deze pulsen, maar tot nu toe ontbrak hard bewijs. Een internationaal onderzoek geleid door de Nederlandse Iris de Ruiter brengt daar nu verandering in. De Ruiter, in oktober 2024 gepromoveerd aan Universiteit van Amsterdam, is nu postdoc aan de University of Sydney (Australië). Ze ontwikkelde in het laatste jaar van haar promotieonderzoek een methode om radiopulsen van seconden tot minuten te zoeken in het archief van de radiotelescoop LOFAR. Tijdens het verbeteren van de methode ontdekte ze één puls in waarnemingen uit 2015. Toen ze daarop meer archiefdata uit hetzelfde hemelgebied doorspitte, ontdekte ze zes extra pulsen. Alle pulsen komen van een bron met de aanduiding ILTJ1101. Vervolgwaarnemingen met behulp van de 6.5-m Multiple Mirror Telescope in Arizona en de Hobby-Eberly Telescope in Texas (Verenigde Staten) lieten zien dat het niet om één flitsende ster gaat, maar om twee sterren die samen de puls veroorzaken. De twee sterren, een rode dwerg en een witte dwerg, draaien elke 125 minuten om hun gemeenschappelijke zwaartepunt. Ze bevinden zich ongeveer 1600 lichtjaar van ons vandaan in de richting van de Grote Beer. De astronomen vermoeden dat de radiostraling ontstaat door de interactie van de rode dwerg met het magnetisch veld van de witte dwerg. In de toekomst willen ze de ultraviolette straling van ILTJ1101 in detail bestuderen. Daarmee kunnen ze de temperatuur van de witte dwerg bepalen en meer te weten komen over de geschiedenis van de witte en rode dwerg. Door de ontdekking weten astronomen nu dat neutronensterren niet het monopolie hebben op heldere radioflitsen. De afgelopen jaren zijn door andere onderzoeksgroepen ongeveer tien van dit soort radio-flitsende systemen ontdekt. Die teams hebben echter nog niet kunnen vaststellen of deze pulsen afkomstig zijn van een witte dwerg of van een neutronenster. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft gisteren (11 maart 2025) een nieuwe satelliet voor astrofysisch onderzoek gelanceerd: SPHEREx. De satelliet heeft tot taak om meer te weten te komen over de oorsprong van ons heelal en de geschiedenis van sterrenstelsels, en om naar de ingrediënten van het leven in ons Melkwegstelsel te zoeken. Samen met SPHEREx zijn nog vier kleine satellieten gelanceerd die samen de PUNCH-missie vormen. Deze missie zal onderzoeken hoe het buitenste deel van de atmosfeer van de zon overgaat in de zonnewind – de stroom van elektrisch geladen deeltjes die onze ster voortdurend uitstoot. Beide missies opereren vanuit een lage aardbaan boven de dag-nachtlijn van de aarde (ook wel de terminator genoemd), zodat de zon vanuit de ruimtesondes gezien altijd in dezelfde positie blijft. Dit is essentieel voor SPHEREx, omdat zijn telescoop afgeschermd moet blijven van het licht en de hitte van de zon. Voor Punch is het juist van belang om de directe omgeving van de zon permanent in het zicht te houden. Om zijn wetenschappelijke doelen te bereiken, zal SPHEREx elke zes maanden een driedimensionale kaart van de volledige hemel maken. Met behulp van spectroscopie worden de afstanden van 450 miljoen sterrenstelsels in het nabije heelal gemeten. Ook zal de gezamenlijke gloed van alle sterrenstelsels in het heelal worden gemeten, wat inzicht geeft in hoe sterrenstelsels zijn gevormd en zich in de loop van de kosmische geschiedenis hebben ontwikkeld. Spectroscopie kan ook worden gebruikt om de samenstelling van hemelobjecten vast te stellen. Zo zal SPHEREx ons Melkwegstelsel afspeuren naar verborgen reservoirs van bevroren waterijs en andere moleculen, zoals koolstofdioxide, die essentieel zijn voor het leven zoals wij dat kennen. PUNCH zal globale 3D-waarnemingen doen van het binnenste deel van ons zonnestelsel en van de corona (het buitenste deel van de zon), om zo meer te weten te komen over het zogeheten ruimteweer. Daarbij gaat te aandacht vooral uit naar coronale massa-ejecties: ‘stormen’ van energierijke deeltjes die een gevaar kunnen vormen voor satellieten en astronauten. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Launches Missions to Study Sun, Universe’s Beginning
Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat er om de nabije ster van Barnard vier kleine exoplaneten cirkelen. Eén van deze planeten is de lichtste exoplaneet die ooit is opgespoord (The Astrophysical Journal Letters, 11 maart). Al een eeuw lang onderzoeken astronomen de ster van Barnard in de hoop planeten bij deze ster te ontdekken. De ster, genoemd naar zijn ontdekker, de Amerikaanse astronoom Edward Emerson Barnard, is slechts ongeveer zes lichtjaar van ons verwijderd. Daarmee is hij de dichtstbijzijnde enkelvoudige ster. De ster staat te boek als een rode dwerg – de term die astronomen gebruiken voor relatief koele, kleine sterren met beduidend minder massa dan onze zon. Rond veel van deze rode dwergen cirkelen één of meer planeten, vaak in banen die dicht bij elkaar liggen. De nu ontdekte planeetjes zijn opgespoord met het instrument MAROON-X van de noordelijke Gemini-telescoop op Mauna Kea (Hawaï), dat speciaal is ontworpen om planeten bij rode dwergen op te sporen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de zogeheten radiële snelheidsmethode, wat wil zeggen dat het instrument de subtiele schommelbewegingen meet sterren maken als er planeten omheen draaien. Met dit instrument hebben de astronomen, verspreid over een periode van drie jaar, metingen gedaan van de schommelbeweging van de ster van Barnard. Daarbij zijn duidelijke aanwijzingen gevonden voor drie planeten, waarvan er twee al als mogelijke kandidaten waren aangemerkt. Door de gegevens van MAROON-X te combineren met die van het ESPRESSO-instrument van Europese Very Large Telescope in Chili, kon ook het bestaan van een vierde planeet worden aangetoond. De nu bevestigde planeten zijn waarschijnlijk rotsachtig van aard. Dat laat zich echter moeilijk met zekerheid vaststellen, omdat ze – vanwege de hoek waaronder we ze vanaf de aarde waarnemen, nooit voor hun ster langs schuiven, wat een belangrijke voorwaarde is om de grootte, en dus de dichtheid, van een exoplaneet te kunnen schatten. Wel staat vrijwel vast dat er binnen de leefbare zone rond de ster van Barnard – het gebied rond een ster waarbinnen planeten water op hun oppervlak kunnen hebben – niet nóg meer planeten van aards formaat cirkelen. De vier planeten, die elk slechts twintig tot dertig procent van de massa van de aarde hebben, bevinden zich zo dicht bij hun moederster dat ze er in enkele dagen omheen draaien. De vierde planeet is de lichtste ster die tot nu toe met de radiële snelheidsmethode is opgespoord. (EE)
Meer informatie:
→ Planetary System Found Around Nearest Single Star
Astronomen van de Universiteit van Arizona zijn meer te weten gekomen over een verrassend volwassen sterrenstelsel dat al bestond toen het heelal nog geen 300 miljoen jaar oud was – slechts twee procent van zijn huidige leeftijd. Het sterrenstelsel, dat is waargenomen met de Webb-ruimtetelescoop en de aanduiding JADES-GS-z14-0 heeft gekregen, is onverwacht helder en chemisch complex voor een object uit dit ‘oertijdperk’, aldus de onderzoekers (Nature Astronomy, 10 maart). Het nieuwe resultaat bouwt voort op de eerdere ontdekking, in 2024, dat JADES-GS-z14-0 het verste sterrenstelsel is dat ooit is waargenomen. Bij hun recente onderzoek zijn de astronomen dieper in de chemische samenstelling en de ontwikkelingstoestand van het stelsel gedoken. Daarbij is ontdekt dat het stelsel aanzienlijke hoeveelheden zuurstof bevat. In de sterrenkunde wordt alles wat zwaarder is dan helium beschouwd als een ‘metaal’. En voor de productie van metalen zijn opeenvolgende generaties van sterren nodig. Aangezien het vroege heelal alleen waterstof, helium en sporen van lithium bevatte, suggereert de ontdekking van aanzienlijke hoeveelheden zuurstof in JADES-GS-z14-0 dat de stervorming in dit sterrenstelsel op het moment van de waarneming misschien al honderd miljoen jaar bezig was. Deze sterren moeten zijn geëvolueerd en als supernovae zijn geëxplodeerd om de zuurstof de interstellaire ruimte in te blazen waaruit weer nieuwe sterren konden ontstaan. De ontdekking suggereert dat de stervorming in JADES-GS-z14-0 nog eerder is begonnen dan al werd vermoed. Daardoor is de tijdlijn voor het ontstaan van de eerste sterrenstelsels na de oerknal naar een nog vroeger tijdstip opgeschoven. (EE)
Meer informatie:
→ James Webb Space Telescope reveals unexpected complex chemistry in primordial galaxy
Astronomen hebben een sterke aanwijzing gevonden voor de aanwezigheid van een superzwaar zwart gat in de Grote Magelhaense Wolk – een van de meest nabije begeleiders van ons Melkwegstelsel. De ontdekking is gebaseerd op uiterst nauwkeurige bepalingen van de banen van eenentwintig sterren aan de rand van de Melkweg. De betreffende sterren bewegen zo snel dat ze zullen ontsnappen aan de zwaartekracht van het Melkwegstelsel. Astronomen noemen dit hogesnelheidssterren. Net zoals forensische experts de herkomst van een kogel kunnen reconstrueren aan de hand van zijn traject, hebben de astronomen kunnen vaststellen waar deze hogesnelheidssterren vandaan komen. Ze ontdekten dat ongeveer de helft gerelateerd is aan het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Maar de andere helft komt ergens anders vandaan: een tot nu toe onbekend superzwaar zwart gat in de Grote Magelhaense Wolk. De onderzoekers ontdekten dit zwarte gat door gebruik te maken van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, die de bewegingen van meer dan een miljard sterren in de Melkweg met ongekende nauwkeurigheid in kaart heeft vastgelegd. Ook maakten ze gebruik van een verbeterde bepaling van de omloopbaan van de Grote Magelhaense Wolk om ons Melkwegstelsel, die recent door andere onderzoekers is gepubliceerd. Hogesnelheidssterren ontstaan wanneer een dubbelstersysteem zich te dicht bij een superzwaar zwart gat waagt. Door de sterke zwaartekracht wordt de ene ster in een omloopbaan om het zwarte gat gedwongen, terwijl de andere ster met een snelheid van meer dan anderhalf miljoen kilometer per uur wordt weggeslingerd – de hogesnelheidsster is geboren. Een belangrijk onderdeel van het onderzoek van het team was een voorspelling van hun theoretische model dat een superzwaar zwart gat in de Grote Magelhaense Wolk een opeenhoping van hogesnelheidssterren in een bepaald deel van de Melkweg zou veroorzaken. De nieuwe analyse bevestigt het bestaan van zo’n cluster. Op basis van de snelheden van de sterren, en het relatieve aantal sterren dat door de superzware zwarte gaten van de Grote Magelhaense Wolk en het Melkwegstelsel wordt weggeslingerd, heeft het team vastgesteld dat de massa van het zwarte gat ongeveer zeshonderdduizend zonsmassa’s bedraagt. Ter vergelijking: de massa van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum bedraagt ongeveer vier miljoen zonsmassa’s. (EE)
Meer informatie:
→ Runaway Stars Reveal Hidden Black Hole In Milky Way’s Nearest Neighbor
NASA-technici hebben op 25 februari het subsysteem voor het meten van kosmische straling aan boord van ruimtesonde Voyager 1 uitgeschakeld. En op 24 maart zal hetzelfde gebeuren met een deeltjesdetector van zustersonde Voyager 2. Na deze ingrepen blijven op beide ruimtesondes nog drie wetenschappelijke meetsystemen actief. Het uitzetten van een deel van de apparatuur van de beide Voyagers is nodig om stroom te besparen. De Voyagers, die in 1977 werden gelanceerd, zijn voorzien van een ‘nucleaire batterij’ waarin de hoogradioactieve stof plutonium zit. Plutonium is instabiel en vervalt spontaan tot lichtere elementen. Bij dit verval komt behalve straling ook warmte vrij, en die warmte kan weer worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Dit kan echter niet eindeloos doorgaan: per jaar verliest het energiesysteem ongeveer vier watt aan elektrisch vermogen. De twee ruimtesondes hebben identieke sets van tien wetenschappelijke instrumenten aan boord. Sommige instrumenten, die bedoeld waren om gegevens te verzamelen van de planeten die ze onderweg bezochten, staan al geruime tijd uit. De overige blijven zo lang mogelijk in functie voor het onderzoek van de heliosfeer van ons zonnestelsel – een beschermende bel van zonnewind en magnetische velden die door de zon wordt gecreëerd – en voor het onderzoek van het gebied daarbuiten: de interstellaire ruimte. Voyager 1 passeerde de grens van de interstellaire ruimte in 2012; Voyager 2 deed dat in 2018. Het subsysteem van Voyager 1 dat vorige week is uitgeschakeld bestaat uit een drietal telescopen die ontworpen zijn voor het onderzoek van kosmische straling, zoals protonen die door objecten in ons Melkwegstelsel en in het inwendige van de zon worden geproduceerd. Gegevens van deze telescopen hielpen te bepalen wanneer en waar Voyager 1 de heliosfeer verliet. Het instrument van Voyager 2 dat later deze maand zal worden uitgeschakeld is een deeltjesdetector die ionen, elektronen en kosmische straling afkomstig uit ons zonnestelsel en het Melkwegstelsel registreert. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Turns Off Two Voyager Science Instruments to Extend Mission
Met behulp van de Zuidelijke Gemini-telescoop en de Magellan Baade-telescoop (beide in Chili) hebben astronomen voor het eerst een zogeheten recurrente nova buiten ons Melkwegstelsel waargenomen in nabij-infrarood licht. De nova-uitbarsting bereikte ongekend hoge temperaturen (MNRAS, 5 maart). Nova-explosies ontstaan in dubbelstersystemen waarin een witte dwerg – het compacte overblijfsel van een uitgeputte ster – materie overhevelt van zijn begeleider. De materie die zich op het oppervlak van de witte dwerg verzamelt bereikt daarbij temperaturen die hoog genoeg zijn om een hevige explosie te veroorzaken. Bij bijna alle bekende novae is tot nu toe maar één zo’n uitbarsting waargenomen. De weinige novae waarbij dat vaker gebeurt worden recurrente nova genoemd. De uitbarstingen van deze novae volgen elkaar op met tussenpozen van één jaar tot vele tientallen jaren. Binnen ons eigen Melkwegstelsel zijn maar een stuk of tien van deze ‘herhalende novae’ bekend, maar daarbuiten veel meer. De eerste recurrente extragalactische nova die werd waargenomen is LMC 1968-12a (LMC68) in de Grote Magelhaense Wolk – een kleine begeleider van de Melkweg. Deze nova herhaalt zich ongeveer om de vier jaar. Hij bestaat uit een witte dwergster en een rode subreus (een ster die veel groter is dan de zon). Hij werd ontdekt in 1968 en vertoont sinds 1990 vrij regelmatig uitbarstingen. De meest recente uitbarsting van LMC68, in augustus 2024, werd als eerste gedetecteerd door NASA-satelliet Swift, die de nova sinds zijn uitbarsting in 2024 elke maand nauwlettend in de gaten heeft gehouden. In vervolg daarop zijn waarnemingen gedaan met de eerder genoemde telescopen. Met behulp van spectroscopie hebben de astronomen het nabij-infrarode licht van LMC68 waargenomen, waardoor ze de ultrahete fase van de nova konden bestuderen. Na deze uitbarsting doofde het licht van LMC68 snel, maar het FLAMINGOS-2-instrument van de Zuidelijke Gemini-telescoop ving nog steeds een sterk signaal op van geïoniseerde siliciumatomen, en met name siliciumatomen die negen van hun veertien elektronen waren kwijtgeraakt – iets waar enorme hoeveelheden energie voor nodig zijn. In het eerder door Magellan vastgelegde spectrum scheen alleen al het nabij-infrarode licht van geïoniseerd silicium bijna honderd keer zo fel als het licht van onze zon op al haar golflengten bij elkaar. Toen Gemini de spectraallijn enkele dagen later waarnam, was het signaal verzwakt, maar domineerde de siliciumemissie het spectrum nog steeds. De astronomen schatten dat het gas dat de nova wegblies kort na de explosie een temperatuur van drie miljoen graden Celsius bereikte. Daarmee is LMC 1968-12a een van de heetste novae ooit. Volgens het onderzoeksteam heeft dit te maken met de omstandigheden in de Grote Magelhaense Wolk. De sterren in de Grote Magelhaense Wolk hebben een lager metaalgehalte dan die in ons Melkwegstelsel, wat betekent dat er minder elementen zwaarder dan waterstof en helium (die astronomen simpelweg ‘metalen’ noemen) voorkomen. In sterrenstelsels met een hoog metaalgehalte houden zware elementen hitte vast op het oppervlak van de witte dwerg, waardoor een uitbarsting sneller op gang komt. Zonder deze zware elementen kan zich meer materie op het oppervlak van de witte dwerg verzamelen, voordat het heet genoeg wordt om te exploderen. (EE)
Meer informatie:
→ Gemini South Observes Ultra-Hot Nova Erupting With Surprising Chemical Signature
Onderzoekers die gebruik maken van gegevens van de Keck-sterrenwacht op Maunakea (Hawaï) en de Hubble-ruimtetelescoop, hebben een mogelijk stabiel trio 'ijsdwergen' ontdekt in de Kuipergordel van ons zonnestelsel (The Planetary Science Journal, 4 maart). IJsdwergen zijn ijzige overblijfselen uit de begintijd van ons zonnestelsel, die zich buiten de baan van de planeet Neptunus bevinden. Officieel worden ze transneptunische objecten (TNO's) genoemd. Tot nu toe zijn al meer dan drieduizend van deze objecten ontdekt, maar wetenschappers schatten dat er in werkelijkheid enkele honderdduizenden ijsdwergen met afmetingen van meer dan zestien kilometer zijn. Het grootste lid van deze familie is de dwergplaneet Pluto. Het nu ontdekte, waarschijnlijk drievoudige, object heet 148780 Altjira. Het is opgespoord in beeldgegevens die tussen 2006 en 2020 met de infraroodcamera van de Keck-telescoop zijn verkregen. Het Altjira-systeem bevindt zich ruwweg zes miljard kilometer – oftewel 44 keer de afstand tussen zon en aarde – van ons vandaan. Op Hubble-opnamen zijn twee TNO's te zien die ongeveer 7600 kilometer van elkaar verwijderd zijn. Volgens de onderzoekers blijkt uit herhaaldelijke waarnemingen van hun bewegingen echter dat het binnenste object eigenlijk uit twee hemellichamen bestaat die elkaar zo dicht genaderd zijn, dat ze van ons uit gezien niet los van elkaar kunnen worden gezien. Hun onderlinge afstand bedraagt slechts een fractie van één pixel op de camerasensor van de Hubble-telescoop. Door de beeldgegevens van Hubble te combineren met die van de Keck-telescoop, kon echter toch statistisch aannemelijk worden gemaakt dat Altjira uit drie afzonderlijke delen bestaat. Tot nu toe zijn er ongeveer veertig dubbele objecten ontdekt in de Kuipergordel. Van één – 47171 Lempo – was al een tijdje bekend dat het een driedelig object is. De ontdekking van een tweede drievoudig object maakt het volgens de onderzoekers waarschijnlijk dat zich in het buitengebied van ons zonnestelsel een populatie van drievoudige systemen schuilhoudt die op dezelfde manier zijn ontstaan. Het zal echter nog wel een tijdje duren voordat er voldoende bewijsmateriaal is verzameld om deze theorie te onderbouwen. Voorlopig staat er in elk geval geen ruimtemissie naar Altjira op het programma. Wel zal binnenkort ook de Webb-ruimtetelescoop op dit bijzondere object worden gericht. De tot nu toe enige Kuipergordelobjecten die in detail zijn onderzocht, zijn Pluto en het kleinere object Arrokoth, die respectievelijk in 2015 en 2019 zijn bezocht door NASA-ruimtemissie New Horizons. New Horizons toonde aan dat Arrokoth uit twee delen bestaat, die elkaar raken. Altjira kan worden beschouwd als een verre 'neef' van Arrokoth, al is hij met een geschatte breedte van tweehonderd kilometer wel tien keer zo groot als laatstgenoemde. (EE)
Meer informatie:
→ New Research Reveals Kuiper Belt Duo May be Trio
De eerste sterren in het heelal kunnen aanzienlijke hoeveelheden water hebben geproduceerd toen ze – honderd tot tweehonderd miljoen jaar na de oerknal – ‘stierven’. Er waren al aanwijzingen dat er zo’n 780 miljoen jaar na de oerknal water was in het heelal, maar nu is met behulp van computersimulaties vastgesteld dat dit voor ons essentiële ingrediënt veel eerder kan zijn gevormd dan gedacht (Nature Astronomy, 3 maart). Voor ons is water iets heel gewoons. Maar in de begintijd van het heelal, ruwweg 13,8 miljard jaar geleden, bestond het heelal nog uitsluitend uit waterstof, helium en een klein beetje lithium. Voor de productie van de overige elementen waren sterren nodig. Sommige middelzware elementen, zoals koolstof en zuurstof, worden door ouder wordende sterren geproduceerd, andere door exploderende sterren (supernova’s) of door botsende neutronensterren. Maar om complexere moleculen in significante hoeveelheden te kunnen vormen zijn relatief dichte en koele omstandigheden nodig, idealiter met temperaturen van minder dan een paar duizend graden Celsius. Om te onderzoeken of er water in het jonge heelal kan zijn geweest, heeft astrofysicus Daniel Whalen van de Universiteit van Portsmouth (VK) computersimulaties gemaakt van het leven en sterven van twee sterren van de eerste generatie. Omdat astronomen denken dat de eerste sterren veel groter waren, en een kortere levensduur hadden dan de huidige sterren, hebben Whalen en zijn team een ster met dertien keer de massa van de zon en een ster van tweehonderd zonsmassa’s gesimuleerd. Aan het einde van hun korte leven explodeerden deze kolossen als supernova’s, waarbij ze allerlei elementen de ruimte in bliezen, waaronder zuurstof en waterstof. Uit de simulaties bleek dat toen de uitgestoten materie van de supernova’s expandeerde en afkoelde, de zuurstof met waterstof en diwaterstof (twee samengevoegde waterstofatomen) reageerde en waterdamp ontstond. Dit chemische proces verliep heel traag, omdat de atomaire dichtheid in de buitenste delen van de uitdijende supernova-restanten gering was. Hierdoor was de kans klein dat twee elementen elkaar binnen afzienbare tijd konden tegenkomen. Maar na een paar miljoen jaar – of enkele tientallen miljoenen jaren in het geval van de kleinere ster – was de stofrijke kern van de supernovaresten voldoende afgekoeld om water te vormen. Daar begon zich snel water(damp) te verzamelen, omdat de dichtheid hoog genoeg was om atomen bijeen te brengen. Aan het einde van de simulaties produceerde de kleinere supernova een hoeveelheid water gelijk aan ongeveer een derde aardmassa. De grotere supernova produceerde genoeg water voor 330 aardes. Volgens Whalen zou zich in het overblijfsel van de grotere supernova in principe een waterwereld kunnen vormen die vergelijkbaar is met de onze eigen planeet. (EE)
Meer informatie:
→ The universe’s first supernovas probably produced water (ScienceNews)
Een internationaal onderzoeksteam heeft ontdekt dat de eerder waargenomen helderheidsvariaties van een vrij rondzwervend object dat bekendstaat als SIMP 0136 het gevolg moeten zijn van een complexe combinatie van atmosferische factoren. Met behulp van de internationale Webb-ruimtetelescoop is het team erin geslaagd om het infrarode licht te meten dat gedurende twee volledige omwentelingen door SIMP 0136 werd uitgezonden. Op die manier konden variaties in wolkenlagen, temperatuur en koolstofchemie worden gedetecteerd die niet eerder waren opgemerkt (The Astrophysical Journal Letters, 3 maart). SIMP 0136 is slechts twintig lichtjaar van de aarde verwijderd en heeft ongeveer dertien keer zoveel massa als Jupiter. Hoewel hij niet te boek staat als een grote gasplaneet – hij draait niet om een ster en zou ook een zogeheten bruine dwerg kunnen zijn – is SIMP 0136 een ideaal doelwit voor ‘exometeorologie’: weerkundig onderzoek van een hemellichaam buiten ons zonnestelsel. Hij is het helderste object in zijn soort aan de noordelijke hemel, en door zijn korte rotatieperiode van slechts 2,4 uur kan hij heel efficiënt worden waargenomen. Met behulp van zijn nabij-infraroodspectrograaf heeft Webb gedurende meer dan drie uur duizenden spectra van SIMP 0136 vastgelegd in het golflengtegebied van 0,6 tot 5,3 micron – één per 1,8 seconden. Direct hierna werden met Webb’s midden-infraroodcamera honderden spectroscopische metingen tussen vijf en 14 micron gedaan. Alles bij elkaar heeft dit honderden gedetailleerde lichtkrommen opgeleverd die stuk voor stuk de helderheidsverandering van een specifieke golflengte (kleur) laten zien. De onderzoekers merkten vrijwel onmiddellijk op dat de lichtkrommen verschillende vormen vertonen. Mettertijd werden sommige golflengten helderder, terwijl andere zwakker werden of gelijk bleven. Om erachter te komen wat de helderheidsvariaties van SIMP 0136 zou kunnen veroorzaken, heeft het team met behulp van atmosfeermodellen onderzocht wáár in de atmosfeer elke golflengte van licht vandaan kwam. Zo kwam één groep golflengten diep uit de atmosfeer, terwijl een andere afkomstig was van hoger gelegen wolkenlagen, waarvan wordt aangenomen dat ze uit minuscule korreltjes silicaatmineralen bestaan. De variaties in deze beide lichtkrommen houden verband met fragmenterende wolkenlagen. Een derde groep golflengten ontstaat op zeer grote hoogte, ver boven de wolken, en lijkt temperatuurafhankelijk te zijn. Heldere ‘hot spots’ zouden verband kunnen houden met het poollicht dat eerder al op radiogolflengten is gedetecteerd, of met de opwelling van heet gas van dieper in de atmosfeer. Sommige lichtkrommen laten zich echter niet verklaren met wolken of temperatuurverschillen. Ze vertonen variaties die verband houden met de koolstofchemie in de atmosfeer van SIMP 0136. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om concentraties van koolstofmonoxide en -dioxide die door de draaiing van het object in en uit beeld bewegen of om chemische reacties die ervoor zorgen dat de samenstelling van diens atmosfeer in de loop van de tijd verandert. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Exposes Complex Atmosphere of Starless Super-Jupiter
Van vrijdag 7 tot en met zondag 9 maart vinden de jaarlijkse Landelijke Sterrenkijkdagen plaats. Op deze dagen kan het publiek op tientallen locaties in Nederland door een telescoop de sterrenhemel bewonderen. Check voor locaties en tijden www.knvws.nl/landelijke-sterrenkijkdagen.De sterrenkijkdagen zijn al 49 jaar dé gelegenheid voor iedereen met belangstelling voor de sterrenhemel om kennis te maken met het sterrenkijken door een telescoop, of een eerste bezoek aan een sterrenwacht te brengen. Op de meeste locaties is de toegang gratis. Vroeg in de avond, tot acht uur, kun je boven de westelijke horizon de planeet Venus zien. Jupiter met zijn manen vind je bij de horens van sterrenbeeld Stier. Niet ver ervandaan staat het Zevengesternte, een verzameling van jonge sterren. De maan is dit weekend voor ruim de helft verlicht en de hele avond te zien. Kom je naar een van de activiteiten, dan kun je proberen om met je smartphone door de telescoop een maanfoto te maken. De halfvolle maan passeert gedurende de sterrenkijkdagen de rode planeet Mars. Als de omstandigheden goed zijn, zie je met een telescoop misschien donkere vlekken en witte poolkappen op de planeet. Tussen de maan en het Zevengesternte staat de planeet Uranus. Je hebt een telescoop nodig om die te kunnen zien. Ook het wintersterrenbeeld Orion met zijn karakteristieke zandlopervorm is komend weekend goed waarneembaar. Als je goed kijkt, zie je dat de sterren verschillende kleuren hebben. De superreus Betelgeuze staat linksboven in het sterrenbeeld en is roodoranje van kleur. Deze ster wordt door astronomen in de gaten gehouden omdat hij bijna aan het eind van zijn leven is en dan als een heldere supernova-explosie zal eindigen. In de onderste helft van het sterrenbeeld bevindt zich de Orionnevel. Het is een ‘kosmische kraamkamer’ waar nieuwe sterren en planeten worden gevormd. Deze nevel leert ons meer over hoe ons eigen zonnestelsel is ontstaan. Met een telescoop kun je de nevel als een grijsgroene vlek waarnemen. Als je wat langer kijkt dan zie je er steeds meer van. Dit jaar kun je weer op veel plaatsen de KNVWS-waarneemstrippenkaart krijgen. Daarop kun je bijhouden wat je al gezien hebt of waaraan je hebt meegedaan. Ook staan er leuke sterrenkundige zaken op. Als het weer ongeschikt blijkt voor het sterrenkijken, is er op veel deelnemende locaties een aanvullend programma met rondleidingen en lezingen en fascinerende verhalen over actuele sterrenkundige onderwerpen. Ook zijn er planetariumvoorstellingen, demonstraties van telescopen en kun je informatie krijgen over weer- en sterrenkunde als hobby.
Meer informatie:
→ Meer informatie
Het 2,5 miljoen lichtjaar verre Andromedastelsel is op heldere (herfst)avonden met het blote oog waarneembaar als een langwerpige ‘vlek’ met ongeveer de breedte van de vollemaan. Wat niet direct opvalt is dat deze soortgenoot van ons Melkwegstelsel is omringd door ruim dertig kleine satellietstelsels. Ze zijn nu in kaart gebracht met de Hubble-ruimtetelescoop (The Astrophysical Journal, 27 februari). De Hubble-opnamen laten zien dat het systeem van satellietstelsels rond het Andromedastelsel sterk afwijkt van dat rond ons Melkwegstelsel. Dat is een aanwijzing dat de Melkweg en Andromeda zich in de loop van de miljarden jaren verschillend hebben ontwikkeld. Onze Melkweg is relatief rustig geweest, maar het lijkt erop dat het Andromedastelsel een onstuimiger verleden heeft – waarschijnlijk doordat het een paar miljard jaar geleden is samengesmolten met een ander groot sterrenstelsel. Deze ontmoeting, en het feit dat Andromeda wel twee keer zoveel massa heeft als ons Melkwegstelsel, zou zijn rijke en diverse populatie aan kleine satellietstelsels kunnen verklaren. ‘Alles in het Andromedastelsel is erg asymmetrisch en verstoord. Het lijkt erop dat er niet zo lang geleden iets bijzonders is gebeurd’, aldus hoofdonderzoeker Daniel Weisz van de Universiteit van Californië in Berkeley. ‘Er bestaat de neiging om wat we van ons eigen sterrenstelsel weten te extrapoleren naar de overige sterrenstelsels in het heelal. Maar er heeft altijd twijfel over bestaan of de Melkweg wel representatief is voor andere stelsels. Hebben deze vergelijkbare eigenschappen of vertonen ze meer diversiteit? Ons onderzoek heeft aangetoond dat kleine sterrenstelsels in andere ecosystemen andere evolutionaire paden hebben gevolgd dan wat we van de satellietstelsels van ons Melkwegstelsel weten.’Zo bevindt bijvoorbeeld de helft van de satellietstelsels van Andromeda zich in een plat vlak, en draaien ze allemaal dezelfde kant op. ‘Dat kwam als een totale verrassing en we begrijpen nog steeds niet helemaal waarom dit zo is’, aldus Weisz. Ook met de helderste begeleider van het Andromedastelsel – Messier 32 – is iets bijzonders aan de hand. Dit compacte elliptische sterrenstelsel is mogelijk de overgebleven kern van een groter sterrenstelsel dat een paar miljard jaar geleden met Andromeda in botsing kwam. Daarbij is het stelsel zijn gas kwijtgeraakt, evenals een deel van zijn sterren. M32 bevat oudere sterren, maar er zijn aanwijzingen dat zich een paar miljard jaar geleden een grote stellaire geboortegolf in dit stelsel heeft voltrokken. Naast M32 heeft het Andromedastelsel ook een unieke populatie van dwergsterrenstelsels zoals we die we in ons Melkwegstelsel niet tegenkomen. Ze hebben de meeste van hun sterren al heel vroeg gevormd, maar hun sterproductie is – in een rustig tempo – daarna veel langer doorgegaan. ‘We zien dat hoe lang satellietstelsels nieuwe sterren kunnen blijven vormen sterk afhangt van hun massa’s en van hoe dichtbij ze zich bij het Andromedastelsel bevinden, zegt Weisz’ collega Alessandro Savino. ‘Dat wijst er sterk op dat de groei van kleine sterrenstelsels door de invloed van een zwaar sterrenstelsel als Andromeda wordt verstoord.’ (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Hubble Provides Bird’s-Eye View of Andromeda Galaxy’s Ecosystem
Een baanbrekend onderzoek werpt nieuw licht op de mysterieuze oorsprong van vrij rondzwervende hemellichamen die meer massa hebben dan de meeste planeten, maar lichter zijn dan sterren. Dergelijke objecten worden ‘free-floating planetary-mass objects’ of kortweg PMO’s genoemd. Onder leiding van Deng Hongping van de sterrenwacht van Shanghai (China) heeft een internationaal team van astronomen aan de hand van computersimulaties het vormingsproces van deze objecten nagebootst. De resultaten wijzen erop dat PMO’s rechtstreeks ontstaan bij botsingen tussen circumstellaire schijven in jonge sterrenhopen (Science Advances, 26 februari). PMO’s zijn kosmische nomaden die niet aan een ster gebonden zijn en vrij door de ruimte zwerven. Hun massa’s zijn kleiner dan dertien keer die van de planeet Jupiter en ze zijn vaak te vinden in jonge sterrenhopen, zoals de Trapezium-cluster in de Orionnevel. Hoewel veel van deze objecten zijn ontdekt, is nog maar weinig bekend over de manier waarop ze ontstaan. Volgens eerdere theorieën zouden het mislukte sterren of planeten kunnen zijn die aan de zwaartekracht van hun moederster zijn ontsnapt. Maar deze modellen kunnen niet verklaren waarom ze zo talrijk zijn en waarom ze vaak paren vormen. ‘PMO’s passen niet netjes in de bestaande categorieën van sterren of planeten,’ aldus Deng. ‘Onze simulaties laten zien dat ze waarschijnlijk door een heel ander proces ontstaan – een proces dat samenhangt met de chaotische dynamiek van jonge sterrenhopen.’ Met behulp van hun computersimulaties hebben de onderzoekers botsingen tussen circumstellaire schijven nagebootst – draaiende ringen van gas en stof rond jonge sterren. Wanneer zulke schijven met snelheden van enkele kilometers per seconde met elkaar in botsing komen, rekken hun zwaartekrachtinteracties het gas uit en vormen zich zogeheten getijdebruggen. Deze vallen uiteindelijk weer uiteen in dichte filamenten, die vervolgens tot compacte kernen verbrokkelen. Wanneer deze filamenten een kritische massa bereiken, produceren ze PMO’s met ongeveer tien keer zo veel massa als Jupiter. Verder laten de simulaties zien dat tot wel veertien procent van de PMO’s in groepjes van twee of drie ontstaan, op onderlinge afstanden van zeven tot vijftien astronomische eenheden, wat het grote aantal PMO-paren in sterrenhopen verklaart. Het feit dat in de drukke omgeving van zo’n sterrenhoop vaak botsingen tussen circumstellaire schijven optreden, kan verklaren waarom er zo veel PMO’s zijn waargenomen. Anders dan ontsnapte planeten bewegen PMO’s synchroon met de sterren van de sterrenhoop waar ze deel van uitmaken. Hun samenstelling komt overeen met die in de buitendelen van een circumstellaire schijf, waar zware elementen schaars zijn. Vaak zijn de kosmische nomaden ook omgeven door gasschijven met diameters tot wel 200 astronomische eenheden, wat kan betekenen dat zich manen of zelfs planeten rond deze bijzondere objecten kunnen vormen. (EE)
Meer informatie:
→ New study reveals how rogue planetary-mass objects form in young star clusters
