Rond de bevroren kern van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, die tussen 2014 en 2016 in detail is bestudeerd door de Europese komeetverkenner Rosetta, is een bijzonder soort 'poollicht' ontdekt. Dat maken onderzoekers van het Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colorado, vandaag bekend op basis van een analyse van metingen die verricht zijn door twee SwRI-instrumenten aan boord van Rosetta. Op aarde (maar ook op Jupiter en Saturnus) ontstaat poollicht - ook wel aurora geheten - doordat elektrisch geladen deeltjes van de zon atomen in de dampkring tot gloeien brengen. Omdat de geladen deeltjes door het planetaire magnetisch veld naar de noord- en de zuidpool worden geleid, is het verschijnsel vooral in de poolgebieden zichtbaar - vandaar de naam. Komeet 67P heeft geen magnetisch veld, maar wel een zeer ijle 'atmosfeer', als gevolg van het verdampen van oppervlakteijs onder invloed van de zonnewarmte. Geladen deeltjes van de zon (voornamelijk elektronen) blijken nu de atomen in die zogeheten coma tot gloeien te brengen, zij het in zeer geringe mate. De ver-ultraviolette straling die op die manier geproduceerd wordt, is waargenomen door de UV-spectrograaf Alice; de verantwoordelijke elektronen zijn geregistreerd door het IES-instrument (Ion and Electron Sensor). Door het ontbreken van een magnetisch veld ontstaat de zwakke ultraviolette gloed overal rond de komeet; de naam 'poollicht' is dus eigenlijk niet van toepassing. Het gaat echter wel om hetzelfde proces als bij de aardse aurora. Volgens onderzoekers is de ontdekking 'verrassend en fascinerend'; aanvankelijk werd aangenomen dat de UV-gloed ontstond onder invloed van zonlicht. (GS)
Meer informatie:
→ Unexpected Ultraviolet Aurora Detected at a Comet (origineel persbericht)
Het is een nerderig grapje natuurlijk: een nieuw ontdekte exoplaneet de bijnaam 'Pi-aarde' geven omdat hij een omlooptijd van 3,14 dagen heeft. (De verhouding tussen de omtrek en de diameter van een cirkel is bij benadering 3,14 en wordt aangeduid met de griekse letter pi of π). Ook in de vakpublicatie over de ontdekking laten de astronomen zien dat ze gevoel voor humor hebben: 'π Earth: a 3.14-day Earth-sized Planet from K2’s Kitchen Served Warm by the SPECULOOS Team' (in het Engels klinkt pi hetzelfde als pie, oftewel taart). De planeet, K2-315b geheten, is ontdekt in waarnemingsgegevens van NASA's ruimtetelescoop Kepler, en bevestigd door metingen van het Belgische SPECULOOS-observatorium - een groep van vier relatief kleine telescopen in Noord-Chili. Hij is bijna even groot als de aarde en heeft zo goed als zeker een rotsachtige samenstelling. De ontdekking is gepubliceerd in Astronomical Journal. 'Pi-aarde' draait eens in de 3,14 dagen rond een koele dwergster, met een baansnelheid van 81 kilometer per seconde- bijna drie maal zo snel als de aarde om de zon beweegt. Vanwege de kleine afstand tot de ster is de temperatuur op de planeet zo'n 180 graden Celsius - precies goed voor het bakken van een taart. K2-315b zal in de toekomst in detail bestudeerd kunnen worden door de James Webb Space Telescope, waarvan de lancering nu gepland is voor oktober 2021. (GS)
Meer informatie:
→ Astronomers discover an Earth-sized “pi planet” with a 3.14-day orbit (origineel persbericht)
De Amerikaanse Saturnusverkenner Cassini ontdekte in 2005 dat er op de zuidpool van de relatief kleine ijsmaan Enceladus geisers voorkomen die afkomstig zijn uit een ondergrondse oceaan. De geiseractiviteit treedt vooral op in enkele langgerekte scheuren in de ijskorst van Enceladus. In de omgeving van die zogeheten 'tijgerstrepen' is in de loop van de tijd ook veel ijs vanaf enige diepte aan het oppervlak terechtgekomen. Dat 'verse' ijs is te herkennen op infraroodfoto's: door de afwijkende samenstelling, en het (nog) ontbreken van de invloed van kosmische straling, vertoont het verse ijs andere reflectie-eigenschappen dan het veel oudere ijs waarmee de rest van Enceladus is bedekt. Een zorgvuldige analyse van waarnemingen van Cassini's infrarode VIMS-spectrograaf heeft nu uitgewezen dat ook in een groot gebied op het noordelijk halfrond relatief vers ijs voorkomt. Het bijbehorende infraroodsignaal (weergegeven met een rode kleur op de bijgaande valse-kleurenfoto's) is echter wel veel zwakker dan in het zuidpoolgebied. Dat doet vermoeden dat het om het resultaat van een veel minder recent geologisch proces gaat. Onduidelijk is nog of er ook op het noordelijk halfrond van Enceladus ooit geiseractiviteit voorkwam, of dat er sprake is geweest van een trager convectie-proces. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in het vakblad Icarus. (GS)
Meer informatie:
→ Infrared Eyes on Enceladus: Hints of Fresh Ice in Northern Hemisphere (origineel persbericht)
Donkere materie is nog ongrijpbaarder dan voorheen werd gedacht. Dat is de belangrijkste conclusie van een nieuwe studie door een groep wetenschappers onder wie Shin’ichiro Ando van het UvA-Institute of Physics. De resultaten van de nieuwe studie zijn deze week gepubliceerd in Physical Review D Rapid Communications. De ware aard van donkere materie blijft een van de grootste mysteries uit de natuurkunde. Of deze onzichtbare materie in het heelal bestaat uit elementaire deeltjes, en zo ja, van welke soort, is nog altijd een onbeantwoorde vraag. De aard van donkere materie zou mogelijk achterhaald kunnen worden door te zoeken naar zwakke signalen die ontstaan wanneer paren van donkeremateriedeeltjes botsen en elkaar vernietigen. Zulke deeltjesparen verdwijnen dan en zetten hun energie om in gammastraling, die waargenomen zou kunnen worden. Sferische dwergsterrenstelsels – kleine satellietstelsels die gevangen worden gehouden in het zwaartekrachtsveld van onze Melkweg – behoren tot de best mogelijke bronnen voor een dergelijke zoektocht. Dwergsterrenstelsels bevatten veel donkere materie en weinig anders, waardoor het ongerepte laboratoria zijn voor eventuele signalen die donkere materie uitzendt, vrijwel zonder storing van andere astronomische verschijnselen. Om hun zoektocht uit te voeren combineerden de wetenschappers theoretische methodes met waarnemingen, om zo de eerste ‘end to end’-analyse te maken die de dwergsterrenstelsels in hun kosmische context modelleert. Shin’ichiro Ando van het UvA-Institute of Physics: 'Onze methode begint bij de oerknal en volgt de evolutie van donkere materie en de groei van sterrenstelsels in de loop van de tijd. We gebruiken dat als basis om beter te begrijpen hoe donkere materie verdeeld is binnen de dwergsterrenstelsels die we vandaag de dag aan de hemel zien. Dat begrip gebruiken we ten slotte om een zoektocht op te zetten naar signalen van gammastraling, die informatie onthullen over de microscopische eigenschappen van donkeremateriedeeltjes.' Alex Geringer-Sameth van het Department of Mathematics, Imperial College London: 'We waren verbaasd toen we ontdekten dat je echt alle kennis over de eeuwenlange groei en evolutie van het heelal moet meenemen – iets wat eerdere studies niet deden – en dat dat grote invloed heeft op de conclusies die je op basis van de dwergsterrenstelsels in onze directe nabijheid over donkere materie kunt trekken.' Het team komt tot de conclusie dat het signaal van verdwijnende donkere materie veel zwakker moet zijn dan tot nu toe werd ingeschat. Eenvoudig gezegd: donkere materie is in dwergsterrenstelsels moeilijker te detecteren dan verwacht. De gammastraling-data vertellen, enigszins tegen-intuïtief, minder dan verwacht over donkere materie wanneer de volledige analyse wordt gebruikt. Eén gevolg daarvan is dat donkere materie nog wel een van de grote huidige vraagstukken in de sterrenkunde kan verklaren: de afwijkende en onverklaarde gloed van gammastraling die we uit het centrum van ons eigen Melkwegstelsel zien komen. Tot voor kort leek het heel moeilijk hard te maken dat het verdwijnen van donkere materie wél die straling kon verklaren, maar dat we gelijksoortige signalen niet uit dwergsterrenstelsels zien komen. De resultaten wijzen er dus sterk op dat een van de sleutelstrategieën om donkeremateriedeeltjes te vinden, en mogelijk natuurkunde voorbij het standaardmodel te ontdekken, de nodige aanpassingen zal moeten ondergaan.
Meer informatie:
→ Origineel persbericht
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)
Meer informatie:
→ VLBA Makes First Direct Distance Measurement to Magnetar
Op 25 augustus jl. heeft de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA een nieuwe opname gemaakt van de planeet Jupiter. De foto geeft wetenschappers een update van de ‘weersomstandigheden’ op de grote gasplaneet. Ook diens ijsmaan Europa is door ‘Hubble’ vastgelegd. Een opvallend detail op de nieuwe opname is een helderwit, langgerekt stormgebied op het noordelijk halfrond, dat zich met een snelheid van 560 kilometer per uur verplaatst. Deze storm is op 18 augustus ontstaan, en nadien kwam er nog eentje bij. Hoewel er wel vaker nieuwe stormen opduiken in dit deel van de Jupiteratmosfeer, lijkt dit exemplaar meer structuur te vertonen dan zijn voorgangers. Volgens onderzoekers zou dit de aanzet kunnen zijn tot de vorming van een standvastige wervelstorm, vergelijkbaar met de befaamde Grote Rode Vlek op het zuidelijk halfrond. Laatstgenoemde vertoont momenteel een opvallend helderrode kleur, maar is sinds de jaren 30 van de vorige eeuw wel in omvang afgenomen. Waarom dat zo is, is nog onduidelijk. Wel lijkt de ‘krimp’ van de Grote Rode Vlek de laatste tijd minder snel te gaan. Ook de andere grote storm op het zuidelijk halfrond van Jupiter – Ovaal BA oftewel de Kleine Rode Vlek – is goed te zien op de nieuwe Hubble-opname. De eerste aanzet tot deze storm ontstond ongeveer tachtig jaar geleden, maar pas in augustus 2005 kleurde hij rood. Daarna verbleekte hij, maar nu begint zijn ‘oog’ weer een rode gloed te krijgen. Het is dus denkbaar dat de planeet over een tijdje drie rode wervelstormen zal vertonen. Ook opvallend aan de nieuwe opname is dat de hogere witte wolken rond de evenaar aan het oplossen zijn. Hierdoor kleurt dit deel van de planeet nu duidelijk oranje. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble Captures Crisp New Image of Jupiter & Europa
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.’
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Een onderzoeksteam onder leiding van Andrew Vanderburg van de universiteit van Wisconsin-Madison (VS) heeft een exoplaneet van het formaat Jupiter ontdekt die om een witte dwergster cirkelt. De ontdekking bevestigt dat ook in de naaste omgeving van sterren die aan het einde van hun bestaan sterk zijn opgezwollen, nog planeten te vinden kunnen zijn (Nature, 16 september). De meeste exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt cirkelen om zonachtige sterren. Zodra deze sterren de waterstofvoorraad in hun kern hebben verbruikt, zwellen ze op tot rode reuzen en verzwelgen ze de eventuele planeten in hun onmiddellijke nabijheid. De kern van de uitgeputte ster stort daarbij ineen tot een witte dwerg – een compacte, geleidelijk uitdovende ster die ruwweg zo groot is als de aarde, maar bijna net zoveel massa heeft als onze zon. Dat er dicht in de buurt van zo’n witte dwerg een ongeschonden planeet is aangetroffen, komt dus als een verrassing. Wel is eerder al een grote gasplaneet bij een witte dwerg ontdekt die door laatstgenoemde wordt ‘ontmanteld’ (Nature, 4 december 2019). De nu ontdekte planeet is opgespoord door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een NASA-satelliet die sterren onderzoekt op regelmatig optredende helderheidsveranderingen. Daarbij is gebleken dat de 82 lichtjaar verre witte dwerg WD 1856+534 om de anderhalve dag een verduistering ondergaat. De oorzaak is een Jupiter-achtige planeet die op een afstand van ruwweg drie miljoen kilometer om de witte dwerg cirkelt. Daarbij bedekt de planeet zijn ‘gekrompen’ moederster vanaf de aarde gezien keer op keer voor ongeveer de helft. Met behulp van computersimulaties hebben de onderzoekers uitgezocht hoe de planeet in zijn krappe omloopbaan kan zijn beland, zonder dat hij door de opzwellende ster werd opgeslokt. De simulaties geven aan dat hij oorspronkelijk waarschijnlijk ongeveer net zo ver van de ster verwijderd was als de aarde van de zon. Door interacties met andere planeten zou hij vervolgens in een langgerekte baan zijn beland waarvan het binnenste punt dicht bij de ster lag. In de loop van miljarden jaren werd deze omloopbaan onder invloed van de zwaartekracht van de witte dwerg steeds cirkelvormiger, met de huidige situatie als eindresultaat. (EE)
Meer informatie:
→ Research reveals an enormous planet quickly orbiting a tiny, dying star
Als alles volgens plan verloopt, zal een ruimtesonde ergens na 2030 verse bodemmonsters van Mars op aarde afleveren. Wetenschappers zijn heel benieuwd of ze daarin sporen van (voormalig) leven zullen aantreffen. Nieuw onderzoek wijst erop dat dat nog wel eens problematisch zou kunnen worden: zure vloeistoffen die ooit op Mars hebben gestroomd, hebben de sporen mogelijk uitgewist (Nature Scientific Reports, 15 september). Op 30 juli 2021 zal de Amerikaanse Marsrover Perseverance op Mars landen. Hij zal onder meer bodemmonsters inzamelen, die bij een latere missie zullen worden opgehaald. In de tussentijd, eind 2022, zal ook de Europese Marsrover Rosalind Franklin richting Mars worden gestuurd om ter plekke bodemmonsters te analyseren. Deze onderzoeksinspanningen richten zich op oude kleilagen in de Marsbodem, omdat klei de daarin aanwezige organische materialen normaal gesproken een goede bescherming biedt. Nieuw onderzoek, onder leiding van Carolina Gil-Lozano van het Centro de Astrobiología in Madrid, wijst er echter op dat de beschermende werking van klei onder zure omstandigheden verdwijnt. En dat er zure vloeistoffen op Mars hebben gestroomd, staat vast. Klei is opgebouwd uit dunne laagjes waar sporen van biologisch leven, zoals lipiden, nucleïnezuren, peptiden en andere organische moleculen, in opgesloten kunnen raken. Zolang er niets met de klei gebeurt, zijn deze moleculen beschermd tegen invloeden van buitenaf. De wetenschappers hebben nu in het laboratorium de omstandigheden op het Marsoppervlak nagebootst, en onderzocht wat er met het aminozuur glycine gebeurt als de klei waarin deze opgesloten zit vooraf aan zure vloeistoffen is blootgesteld. Door het binnendringende zuur blijken de dunne tussenruimtes tussen de afzonderlijke kleilaagjes te worden uitgewist en in geleiachtige silica te veranderen. De experimenten lieten zien dat de glycine-moleculen een daaropvolgende langdurige blootstelling aan ‘Mars-achtige’ ultraviolette straling niet doorstaan: ze worden afgebroken. En volgens de onderzoekers zal dat de zoektocht naar organische verbindingen op Mars ernstig bemoeilijken. (EE)
Meer informatie:
→ Study shows difficulty in finding evidence of life on Mars
De zonneactiviteit varieert met een periode van ongeveer elf jaar. Het tijdstip en de sterkte van de maxima en minima van de zonnecyclus worden vastgesteld op basis van het aantal zonnevlekken. Deze zonnevlekkenindex wordt sinds 1981 bijgehouden en verspreid door het SILSO World Data Center, dat deel uitmaakt van de Koninklijke Sterrenwacht van België. De vorige cyclus bereikte in 2014 zijn bescheiden hoogtepunt en nam de laatste jaren geleidelijk in activiteit af. Dat het minimum er stond aan te komen, werd hoe langer hoe duidelijker door de steeds lagere zonnevlekkenindex en de steeds langere periodes van vlekkeloze dagen. Maand na maand heeft SILSO de algemene trend in de zonneactiviteit nauwlettend in de gaten gehouden. Het 13-maandelijkse gemiddelde van januari 2020 – het gemiddelde over zes maanden voor en zes maanden na januari – steeg weer en dit voor het eerst sinds het vlekkenmaximum in 2014. Nu, september 2020, kan SILSO bevestigen dat het minimum tussen cyclus 24 en 25 inderdaad plaatsvond in december 2019. De nieuwe zonnecyclus is gestart en de zonneactiviteit stijgt naar het volgende maximum. De afgelopen zonnecyclus heeft precies elf jaar geduurd, aangezien het laatste minimum plaatsvond in december 2008. De duur van een zonnecyclus kan variëren tussen negen en veertien jaar, en bedraagt gemiddeld ongeveer elf jaar. Cyclus 24 duurde dus net zo lang als het gemiddelde van alle eerdere zonnevlekkencycli. Het tijdstip van dit minimum is een belangrijke parameter in wetenschappelijke modellen en voorspellingen van toekomstige zonneactiviteit. December 2019 valt binnen het vrij brede interval (juli 2019 tot september 2020) waarin het minimum zou liggen zoals voorspeld door het International Solar Cycle 25 Prediction Panel, ondersteund door NASA en NOAA, en waaraan SILSO deelneemt. Nu het tijdstip van het minimum officieel is vastgesteld, kan het panel de voorspelling van de volgende grote mijlpaal van de nieuwe cyclus verfijnen: het maximum, waarvan tot nu toe verwacht wordt dat het zal plaatshebben tussen 2023 en 2026. De nu waargenomen opwaartse trend zal naar verwachting de komende maanden geleidelijk aan versnellen. Een zon met meer zonnevlekken en meer zonneuitbarstingen staat dus in het vooruitzicht.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
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)
Meer informatie:
→ Elements of surprise: neutron stars contribute little, but something's making gold
Een internationaal team van astronomen heeft de ontdekking bekendgemaakt van een zeldzaam molecuul – fosfine – in de wolken van Venus. Op aarde wordt dit gas alleen geproduceerd door de industrie of door micro-organismen die in zuurstofvrije milieus gedijen. Astronomen speculeren al tientallen jaren over de mogelijkheid dat hoge wolken op Venus een broedplaats kunnen zijn van micro-organismen die het snikhete planeetoppervlak vermijden, maar wel bestand moeten zijn tegen een zeer hoge zuurgraad. De detectie van fosfine zou erop kunnen wijzen dat dit buitenaardse ‘luchtleven’ echt bestaat (Nature Astronomy, 14 september). De signatuur van fosfine werd voor het eerst opgemerkt in waarnemingen van de James Clerk Maxwell Telescope. Ter bevestiging zijn vervolgens de 45 antennes van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chili, een gevoeligere telescoop, ingezet. Beide telescopen namen Venus waar op een golflengte van ongeveer 1 millimeter – een type straling dat niet waarneembaar is met het menselijk oog. Alleen speciale telescopen die op grote hoogte zijn gestationeerd kunnen deze straling goed detecteren. Het onderzoeksteam schat dat fosfine slechts in kleine concentraties in de wolken van Venus voorkomt: ongeveer twintig op elke miljard moleculen. In vervolg op hun waarnemingen hebben de astronomen berekeningen gedaan om te onderzoeken of deze hoeveelheden afkomstig zouden kunnen zijn van natuurlijke niet-biologische processen op de planeet. Daarbij is onder meer gedacht aan de inwerking van zonlicht, mineralen die zijn opgestoven vanaf het oppervlak, vulkanische activiteit en bliksem. Alles bij elkaar zouden deze processen echter hooguit een tienduizendste van de waargenomen fosfine voor hun rekening kunnen nemen. Van sommige aardse bacteriën is bekend dat ze fosfine maken: ze nemen fosfaten op uit mineralen of biologisch materiaal, voegen waterstof toe, en stoten ten slotte fosfine uit. Om de gedetecteerde hoeveelheid fosfine (dat uit waterstof en fosfor bestaat) op Venus te kunnen produceren, zouden aardse organismen volgens het team op ongeveer tien procent van hun maximale capaciteit moeten werken. Eventuele organismen op Venus zullen waarschijnlijk heel anders zijn dan hun aardse verwanten, maar ook zij zouden de bron van de atmosferische fosfine kunnen zijn. De ontdekking roept wel veel vragen op, zoals hoe eventuele organismen in de Venusatmosfeer zouden kunnen overleven. De astronomen benadrukken dan ook dat het aantonen van de aanwezigheid van leven nog veel onderzoek zal vergen. Hoewel de hoge wolken op Venus aangename temperaturen van rond de 30 graden Celsius hebben, zijn ze ongelooflijk zuur. Ze bestaan voor ongeveer 90 procent uit zwavelzuur, wat nogal problematisch kan zijn voor eventueel aanwezige micro-organismen. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een onderzoeksteam onder leiding van Örs H. Detre van het Max-Planck-Institut für Astronomie is erin geslaagd om de fysische eigenschappen van de vijf grootste manen van Uranus te bepalen. Daarbij is gebruik gemaakt van gegevens van de Europees/Amerikaanse ruimtetelescoop Herschel die tussen 2009 en 2013 zijn verzameld. De infraroodstraling die de Uranus-manen uitstralen in reactie op de opwarming door de zon wijst erop dat zij overeenkomsten vertonen met dwergplaneten zoals Pluto (Astronomy & Astrophysics, 14 september). Dat de Herschel-ruimtetelescoop de grote Uranus-manen heeft kunnen detecteren, is bij toeval ontdekt. Eigenlijk hadden astronomen de waarnemingen destijds gedaan om te kunnen onderzoeken hoe de detector van Herschel’s camera reageerde op zeer heldere infraroodbronnen zoals de planeet Uranus. Dat daarbij ook diens manen zijn geregistreerd, berustte op toeval. Uit de verzamelde gegevens blijkt dat de oppervlakken van de Uranus-manen onverwacht veel zonnewarmte opslaan en tijdens de nacht relatief langzaam afkoelen. Astronomen kennen dit gedrag van compacte objecten met een ruig, ijsoppervlak. Daarom denken de onderzoekers dat deze manen op de dwergplaneten aan de rand van ons zonnestelsel lijken. Onderzoek van de buitenste, kleinere manen van Uranus, tevens gebaseerd op Herschel-onderzoek, had al laten zien dat deze meer lijken op de kleinere en minder compacte ‘ijsdwergen’ voorbij de omloopbaan van Neptunus. (EE)
Meer informatie:
→ Herschel and the Uranian moons
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop en de Europese Very Large Telescope (VLT) wijzen erop dat er iets ontbreekt aan de bestaande theorieën over het gedrag van donkere materie. Dit ontbrekende ingrediënt zou kunnen verklaren waarom astronomen een onverwacht discrepantie hebben ontdekt tussen waarnemingen van concentraties van donkere materie in een aantal massarijke clusters van sterrenstelsels en theoretische computersimulaties die aangeven hoe de donkere materie in zulke clusters verdeeld zou moeten zijn. De nieuwe bevindingen suggereren dat sommige kleine concentraties van donkere materie ‘lenseffecten’ veroorzaken die tien keer zo sterk zijn als verwacht (Science, 11 september). Donkere materie is de onzichtbare ‘lijm’ die sterren, stof en gas in sterrenstelsels bij elkaar houdt. Sterrenstelsels bestaan voor het overgrote deel uit deze mysterieuze substantie. Maar omdat donkere materie geen licht uitzendt, absorbeert of weerkaatst, kan het bestaan ervan alleen worden afgeleid uit de zwaartekrachtsaantrekking die zij op zichtbare materie in de ruimte uitoefent. Clusters, de meest massarijke structuren in het heelal, zijn de grootste opslagplaatsen van donkere materie. Ze bestaan uit grote aantallen sterrenstelsels die vooral dankzij de aantrekkingskracht van donkere materie bijeen worden gehouden. De verdeling van de donkere materie in clusters wordt in kaart gebracht door te meten hoe zij licht afbuigen – het zogeheten zwaartekrachtlenseffect. De zwaartekracht van concentraties van donkere materie in een cluster versterkt en vervormt het licht van verre achtergrondobjecten. Vaak zijn op opnamen van zo’n cluster zelfs meerdere afbeeldingen van hetzelfde achtergrondstelsel te zien. Hoe sterker de materie in een cluster geconcentreerd is, des te opvallender is het licht-afbuigende effect. De aanwezigheid van kleinschaligere ‘klonten’ van donkere materie die verbonden zijn met afzonderlijke clusterstelsels versterkt dat effect. Je kunt een cluster daardoor beschouwen als een grote (zwaartekracht)lens waarin talrijkere kleinere lenzen ingebed zitten. Een team van astronomen, onder wie Gabriel Bartosch Caminha van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft nu voor drie clusters de verdeling van donkere materie nauwkeurig in kaart gebracht. Daarbij is gebruik gemaakt van scherpe Hubble-opnamen en spectrale gegevens van de VLT. Daarbij ontdekten de wetenschappers tot hun verrassing niet alleen de gebruike kromgetrokken beelden van verre achtergrondstelsels, zoals die door het zwaartekrachtlenseffect van de clusters worden veroorzaakt. In het hart van elke cluster, waar zich de meeste sterrenstelsels bevinden, waren ook onverwacht veel kleinere boogjes en vervormde beelden te zien. Vermoed wordt dat deze worden veroorzaakt door sterke concentraties van materie binnen de afzonderlijke clusterstelsels. De nieuwe kaarten van de verdeling van de donkere materie in de clusters zijn vervolgens vergeleken met de uitkomsten van computersimulaties van clusters met vergelijkbare massa’s op vergelijkbare afstanden. Daarbij werd vastgesteld dat deze simulaties lang niet zoveel kleinschalige massaconcentraties vertonen. Volgens de onderzoekers wijst deze discrepantie erop dat dat er in de simulaties een ingrediënt ontbreekt. Een andere mogelijkheid is dat de bestaande inzichten omtrent de aard van de donkere materie geheel of gedeeltelijk onjuist zijn. (EE)
Meer informatie:
→ New Hubble Data Suggests There is an Ingredient Missing from Current Dark Matter Theories
Leidse astronomen publiceren vandaag, donderdag 10 september, twee artikelen over duurzamere sterrenkunde in een speciaal katern van het vakblad Nature Astronomy. Ze berekenen onder andere dat hun eigen online congres veel minder kooldioxide verbruikte dan het offline congres een jaar eerder. Ook laten ze zien dat de veel door astronomen gebruikte programmeertaal Python, een ware energieverslinder is. Het idee voor een speciaal katern over duurzaamheid en klimaat ontstond tijdens de virtuele conferentie van de European Astronomical Society. Deze conferentie in juni 2020 zou plaatsvinden in Leiden, maar verliep vanwege de corona-crisis online. Het artikel over duurzamere conferenties vergelijkt de koolstofvoetafdruk van de Europese sterrenkunde-conferentie van 2019 die offline in Lyon werd gehouden met die van de online conferentie van 2020 in Leiden. Het blijkt dat een online conferentie maar liefst drieduizend keer minder kooldioxide uitstoot dan een face-to-face-meeting. Hoofdauteur Leo Burtscher (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden) en zijn medeauteurs opperen dat een combinatie van online lezingen met regionale offline ontmoetingen een goed alternatief kan zijn. Die face-to-face-ontmoetingen zorgen voor de door astronomen gewenste interactie en zouden dan bijvoorbeeld tegelijkertijd op diverse locaties in Europa kunnen plaatsvinden. Het artikel over zuiniger omgaan met computers werd geschreven door hoogleraar computationele astrofysica Simon Portegies Zwart (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden). Portegies Zwart somt vijf winstpunten op: ‘Doe je dagelijkse werk, zoals mailen en teksten schrijven, op een simpele laptop. Als je een supercomputer gebruikt, ga dan niet tot de volledige capaciteit. Als je op een snel werkstation rekent, overklok die computer dan niet. Gebruik voor je berekeningen en simulaties speciale computers met hardware op basis van grafische kaarten. En, heel belangrijk: programmeer niet in Python als je grote berekeningen wilt doen.’ Veel sterrenkundigen zullen het pleidooi voor minder Python niet leuk vinden, denkt Portegies Zwart. Die programmeertaal is namelijk gebruiksvriendelijk en er zijn veel verzamelingen met gratis stukken code die sterrenkundigen in hun eigen programma’s kopiëren. Portegies Zwart roept op om de programmeercolleges voor studenten minder te laten focussen op Python en meer op programmeertalen die veel efficiënter met de processor van de computer omgaan.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Toen de Amerikaanse ruimtesonde OSIRIS-REx eind 2018 bij de kleine planetoïde Bennu aankwam, bleek al snel dat deze kleine brokjes gesteente ‘rondstrooide’. De exacte oorzaak ervan is nog niet helemaal duidelijk, maar wel is nu bekend hoe groot de steentjes zijn en hoe vaak ze worden uitgestoten. Tijdens een verkenning van het oppervlak van Bennu legden de camera’s van OSIRIS-REx vast hoe herhaaldelijk stukjes gesteente van het oppervlak van de slechts 565 meter brede planetoïde opstegen. Uit nader onderzoek is gebleken dat deze steentjes gemiddeld ongeveer 7 millimeter groot waren. Na hun ontsnappingspoging vielen ze terug naar het oppervlak en stuiterden sommige zelfs nog een keer op. Andere bleven een aantal dagen rondjes om Bennu draaien, en enkele steentjes wisten zelfs aan het zwakke zwaartekrachtsveld van de planetoïde te ontsnappen. Door de banen van honderden van die uitgestoten steentjes te volgen, is een team van wetenschappers nu meer te weten gekomen over wat zich op Bennu afspeelt. Gezien hun afmetingen zouden de steentjes het resultaat kunnen zijn van ‘thermische verkruimeling’ ten gevolge van de afwisselende opwarming en afkoeling van het oppervlak. Het is echter ook denkbaar dat ze losraken door kleine meteorietinslagen of door een combinatie van beide processen. Het gaat hoe dan ook om geringe aantallen. Gemiddeld zouden er per dag slechts één of twee steentjes van Bennu ontsnappen. Maar vanwege de geringe zwaartekracht van de planetoïde bewegen ze maar heel langzaam. Dat is goed nieuws voor het vervolg van de missie van OSIRIS-REx, die op 20 oktober naar het oppervlak zal afdalen om wat bodemmateriaal op te scheppen. De kans dat opspringende steentjes de ruimtesonde zullen beschadigen lijkt klein. Mogelijk zal OSIRIS-REx ongemerkt zelfs wat terugvallende deeltjes uit ‘de lucht’ plukken. Als alles volgens plan verloopt, zal de ruimtesonde in september 2023 zijn kostbare lading op aarde afleveren. (EE)
Meer informatie:
→ Why Is Asteroid Bennu Ejecting Particles Into Space?
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)
Meer informatie:
→ How the Milky Way stole an enormous gas halo from our dwarf neighbours
Personeel van het SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Californië, heeft de eerste testfoto’s gemaakt met de sensors van de toekomstige camera van het Vera C. Rubin Observatory in Chili. Deze LSST-camera zal de grootse ‘astronomische film’ aller tijden gaan maken door tien jaar achtereen om de paar nachten de complete zuidelijke hemel te fotograferen. Elke foto bestaat uit 3,2 miljard pixels (beeldpunten) – zo veel, dat je 378 4K ultra-high-definitions tv’s nodig zou hebben om hem op ware grootte te bekijken. Voor de testopnamen zijn de sensors in het brandvlak van een tot -100 °C gekoelde gaatjescamera gemonteerd – een doos met binnenverlichting waarin een willekeurig object kan worden geplaatst. Het weerkaatste licht van dit object werd via een piepklein gaatje in een van de wanden op de sensors geprojecteerd. Op de foto’s zijn dan ook geen hemelobjecten te zien, maar onder meer een romanesco of torentjesbloemkool en een foto van (een jonge) Vera Rubin, de astronoom waarnaar de in aanbouw zijnde sterrenwacht is vernoemd. De komende maanden zullen de sensors in de echte camera, die zo groot is als een SUV, worden gemonteerd. Medio 2021 ondergaan ze een laatste test, om vervolgens naar Chili te worden verscheept. De telescoop waarvan ze uiteindelijk deel zullen uitmaken, is zo ontworpen dat astronomen straks objecten kunnen vastleggen die 100 miljoen keer zwakker zijn dan de zwakste sterren die we met het blote oog kunnen waarnemen. Naar verwachting zullen in tien jaar tijd ongeveer 20 miljard sterrenstelsels worden gefotografeerd. (EE)
Meer informatie:
→ World's Largest Digital Camera Snaps First Images
Vrijdag 4 september is, op 94-jarige leeftijd, de Groningse sterrenkundige Hugo van Woerden overleden. Dat heeft het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen bekendgemaakt. Emeritus hoogleraar Hugo van Woerden (1926-2020) was een van oudste, nog levende Nederlandse sterrenkundigen. Hij was in de jaren 50 betrokken bij het werk dat leidde tot de eerste kaart ooit van de Melkweg. En in de jaren 70 en 80 was Van Woerden een belangrijke persoon achter het succes van de Westerbork Synthese Radio Telescoop. Daarbij hield hij zich niet alleen bezig met radiosterrenkunde, maar ook met de optische astronomie. Van Woerden stond mede aan de basis van het Kapteyn Instituut voor sterrenkunde van de Rijksuniversiteit Groningen. Hij zag het instituut groeien van ongeveer tien personen in de beginjaren tot meer dan honderd nu. In 2016 hield het instituut een symposium ter ere van de negentigste verjaardag van Van Woerden. Parallel aan zijn carrière als beroepsastronoom is Van Woerden ook lange tijd betrokken geweest bij de amateur-astronomie. Hij werd op zijn vijftiende lid van de Nederlandse Vereniging voor Weer-en Sterrenkunde (de huidige KNVWS), en stond aan de wieg van de Werkgroep Meteoren van die vereniging. Van 1992 tot 2002 was hij voorzitter van de (K)NVWS en tevens was hij lange tijd redactielid van het verenigingstijdschrift – eerst Hemel en Dampkring en later Zenit. Ook gaf hij met tomeloze inzet publiekslezingen door het hele land. Sterrenkundige Léon Koopmans, directeur van het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen noemt Van Woerden, die actief sterrenkundige bleef tot vlak voor zijn overlijden, een groot collega en een vriend voor velen: ‘Met Huug verliezen we een diepgewortelde verbinding naar de vroege geschiedenis van het Kapteyn Instituut en de radioastronomie. We zullen hem missen.’ (EE)
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
De seismometer van de Amerikaanse Marslander InSight registreert niet alleen ‘marsbevingen’, maar reageert verrassend genoeg ook op zonsverduisteringen. Wanneer de Marsmaan Phobos voor de zon langs schuift, kantelt het instrument een beetje. Dit minuscule effect kan inzicht geven in het inwendige van zijn moederplaneet. Een waarnemer op het Marsoppervlak ziet Phobos om de vijf uur van west naar oost langs de hemel bewegen. Daarbij schuift het maantje ongeveer eens per (aards) jaar één of meerdere keren voor de zon langs. Zo’n verduistering duurt maar een halve minuut en is nooit totaal. Op 24 april van dit jaar was vanaf de landingsplek van InSight weer een reeksje van deze kortstondige gedeeltelijke zonsverduisteringen te zien. Zoals verwacht werden deze eclipsen geregistreerd door de zonnecellen van de Marslander: de stroomopbrengst nam steeds met ongeveer dertig procent af. Maar de weerinstrumenten van InSight namen geen atmosferische veranderingen waar, zoals dat tijdens zonsverduisteringen op aarde wel het geval is. Verrassend genoeg registreerden zowel de seismometer als de magnetometer van InSight wél een klein effect. Vermoed wordt dat het signaal van de magnetometer het gevolg was van de verminderde stroomproductie van de zonnecellen. Het signaal van de seismometer kan daar echter niet aan worden toegeschreven. De meetgegevens laten zien dat het instrument een héél klein beetje een bepaalde kant op kantelde. Het effect was klein, maar onmiskenbaar. In eerste instantie werd de oorzaak gezocht bij de zwaartekracht van Phobos, maar het effect zou in dat geval niet alleen tijdens eclipsen mogen optreden. Vermoed wordt nu dat de minuscule kanteling werd veroorzaakt door afkoeling van het oppervlak. Hierdoor treden ongelijkmatige vervormingen op in het bovenste laagje bodemmateriaal, waardoor de seismometer een beetje scheef komt te staan. Vóór deze verklaring spreekt dat een infraroodsensor tijdens de eclips inderdaad een temperatuurdaling van twee graden mat. En een vergelijkbare effect is ook al eens bij seismometers op aarde waargenomen. De minuscule kanteling van de seismometer kan worden gebruikt om de omloopbaan van Phobos nog nauwkeuriger te bepalen dan tot nu toe mogelijk was. De positie van InSight op Mars is heel nauwkeurig bekend, en door de begin- en eindtijden van de eclipsen op deze manier heel precies te registreren, kan de exacte omloopbaan van het maantje worden berekend. Dit kan bijvoorbeeld nog van pas komen bij de toekomstige Japanse ruimtemissie naar Phobos. De nauwkeurige baangegevens van Phobos kunnen ook worden gebruikt om meer te weten te komen over het Marsinwendige. De baanbeweging van het maantje vertoont een geleidelijke afremming die er over enkele tientallen miljoenen jaren toe zal leiden dat het neerstort op de planeet. Door deze geringe afremming heel nauwkeurig te meten, kan een schatting worden gemaakt van de elasticiteit en temperatuur van het inwendige van Mars. (EE)
Meer informatie:
→ Surprise on Mars
Een team van astronomen heeft het eerste directe bewijs gevonden dat groepjes sterren hun planeet-vormende schijf aan flarden kunnen scheuren. Het resultaat is een kromgetrokken schijf met gekantelde ringen. De resultaten zijn gebaseerd op waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) en de internationale Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Ons zonnestelsel is opmerkelijk plat: alle planeten cirkelen in hetzelfde vlak om de zon. Maar dat is niet altijd zo – zeker niet bij de planeet-vormende schijven rond meervoudige sterren, zoals het object dat bij dit nieuwe onderzoek is bekeken: GW Orionis. Dit stelsel, op een afstand van iets meer dan 1300 lichtjaar in het sterrenbeeld Orion, bestaat uit drie sterren die omringd zijn door een vervormde, stuk getrokken schijf. ‘Onze beelden tonen een extreem geval waarbij de schijf niet plat is, maar kromgetrokken, en een ring vertoont die zich uit de schijf heeft losgemaakt,’ zegt Stefan Kraus, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Exeter (VK), die de leiding had over het onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Science zijn gepubliceerd. De gekantelde ring bevindt zich in het binnenste deel van de schijf, nabij de drie sterren. Uit het nieuwe onderzoek blijkt ook dat deze binnenste ring dertig aardmassa’s aan stof bevat, wat voldoende zou kunnen zijn voor de vorming van planeten. Omdat meer dan de helft van alle sterren aan de hemel met één of meer begeleiders geboren zijn, zou dit weleens kunnen betekenen dat er een grote populatie van exoplaneten bestaat die in sterk gekantelde banen en op ruime afstanden om hun ster cirkelen – net als de planeet Tatooine in de Star Wars-films. De astronomen hebben het stelsel onder meer waargenomen met het SPHERE-instrument van de VLT. Daarmee konden ze voor het eerst de schaduw zien die deze ring over de rest van de planeet-vormende schijf werpt. Aan de hand daarvan konden ze de driedimensionale vorm van de ring en de allesomvattende schijf reconstrueren. Vervolgens hebben de onderzoekers hun vele waarnemingen gecombineerd met computersimulaties, om te kunnen begrijpen wat er met het stelsel van GW Orionis is gebeurd. Deze simulaties geven aan dat de verschillende oriëntaties van de banen van de drie sterren er inderdaad toe kunnen leiden dat de hen omringende schijf in afzonderlijke ringen uiteenvalt. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Tot verrassing van veel planeetwetenschappers is rond de polen van de maan het geoxideerde ijzermineraal hematiet te vinden. Onderzoekers van de Universiteit van Hawaï denken dat ‘aangewaaide’ zuurstof uit de aardatmosfeer de oorzaak is (Science Advances, 2 september). IJzer reageert gemakkelijk met zuurstof, maar dat is op de maan bijna niet te vinden. Bovendien wordt de maan voortdurend bestookt met waterstofkernen uit de zonnewind, die oxidatie juist tegengaan. De ontdekking van sterk geoxideerde ijzerhoudende mineralen, zoals hematiet, op de maan komt dus onverwacht. De wetenschappers baseren hun claim op spectrale gegevens die zijn verzameld met de Moon Mineralogy Mapper van de Indiase maansonde Chandrayaan-1. Ze ontdekten dat de locaties waar hematiet aanwezig is sterk correleren met plekken waar eerder ook (bevroren) water is aangetroffen. En de hoogste concentraties zijn aangetroffen aan de ‘voorkant’ van de maan – de kant die altijd naar de aarde toegekeerd is. Dat laatste bracht de onderzoekers op het idee dat er wellicht een verband is met onze planeet. Ruim tien jaar geleden is met behulp van de Japanse maansonde Kagya (alias Selene) al ontdekt dat er onder invloed van de zonnewind zuurstof vanuit de hoge atmosfeer op de maan kan terechtkomen. Mogelijk speelt dit aardse zuurstof een belangrijke rol bij de vorming van hematiet op de maan. Maar het kan niet de enige oorzaak zijn, omdat ook op de ‘achterkant’ van de maan kleine hoeveelheden hematiet zijn aangetroffen. Volgens de wetenschappers kan de vorming daar onder invloed van water en inslaande (stof)deeltjes vanuit de ruimte hebben plaatsgevonden. (EE)
Meer informatie:
→ Has Earth’s oxygen rusted the Moon for billions of years?
De zwaartekrachtgolfdectoren LIGO (VS) en Virgo (Italië) hebben hun tot nu toe grootste botsing geregistreerd: de samensmelting van twee zwarte gaten met een gezamenlijke massa van 142 zonsmassa’s. De botsing, met de aanduiding GW190521, speelde zich af toen het heelal nog maar half zo oud was als nu. De ‘rimpelingen’ in de ruimtetijd die daarbij zijn ontstaan hebben er 7 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken (Physical Review Letters en Astrophysical Journal Letters, 2 september). Het is voor het eerst dat de ‘geboorte’ van een zwart gat van deze massa is rechtstreeks is waargenomen. Het overgrote deel van de zwarte gaten die tot nu toe bekend zijn, zijn ofwel lichter ofwel veel zwaarder dan 142 zonsmassa’s. Nog verrassender is het feit dat een van de zwarte gaten die bij de botsing betrokken waren van zichzelf al 85 keer zoveel massa had als onze zon. Volgens de bestaande theorieën over de explosies van zware sterren, zou een zwart gat van dit kaliber niet mogen bestaan. Bij een supernova-explosie zou een zwarte gat van hooguit enkele tientallen zonsmassa’s achterblijven. Het is echter denkbaar dat dit exemplaar ook al het resultaat was van een botsing tussen twee (kleinere) zwarte gaten. GW190521 werd op 21 mei 2019 waargenomen tijdens de derde gezamenlijke waarneemcampage van LIGO en Virgo. Het signaal van de zwaartekrachtgolf duurde maar kort: een tiende van een seconde. Toch kon worden vastgesteld dat de beide zwarte gaten in die korte tijd nog twee keer om elkaar wentelden. GW190521 is niet alleen de zwaarste botsing die tot nu toe is waargenomen, maar ook de verste. Vanwege die hoge totale massa waren de opgewekte zwaartekrachtgolven heel sterk. Vandaar dat ze ook na een reis van 7 miljard jaar nog waarneembaar waren. Tussen 1 april 2019 en 27 maart 2020 hebben LIGO en Virgo 56 mogelijke zwaartekrachtgolven gedetecteerd. Tot nu toe zijn pas vier van deze detecties geverifieerd en gepubliceerd – GW190521 is nummer vier. De overige 52 waarnemingen moeten nog worden uitgeplozen. (EE)
Meer informatie:
→ LIGO & Virgo Catch Their Biggest Fish So Far
Nieuw onderzoek wijst erop dat het ‘bouwmateriaal’ waaruit de aarde is ontstaan veel water bevatte. Dat zou betekenen dat onze planeet altijd al nat is geweest (Science, 28 augustus). Bij het onderzoek, onder leiding van Laurette Piani van het Centre de Recherches Petrographiques et Geochimiques (CRPG) in Nancy, Frankrijk, is de samenstelling bepaald van een enstatiet-chondriet. Dat is een zeldzaam type meteoriet dat volledig bestaat uit materiaal dat uit het centrale deel van ons zonnestelsel afkomstig is – de ‘grondstof’ waaruit ook de aarde is ontstaan. Tot verrassing van de onderzoekers blijken meteorieten van dit type zoveel water(stof) te bevatten, dat ze de oceanen op onze planeet minstens drie keer met water konden vullen. Dat betekent dat er ten tijde van het ontstaan van de aarde voldoende water voorhanden was. Ook zouden de enstatiet-chondrieten een belangrijke bron van stikstof zijn geweest – het belangrijkste bestanddeel van de aardatmosfeer. Dat is verrassend, omdat veelal wordt aangenomen dat de bouwstenen van de aarde weinig water bevatten. Ze waren immers afkomstig uit het deel van het zonnestelsel waar de temperaturen te hoog waren om water te laten condenseren. Volgens de onderzoekers heeft deze veronderstelling ertoe geleid dat nooit heel nauwkeurig naar het waterstofgehalte van de de enstatiet-chondrieten is gekeken. Tot nu toe werd er dan ook vanuit gegaan dat de aarde aanvankelijk heel droog was. Het rijkelijk aanwezige water zou pas later zijn ‘aangedragen’ door water- en koolstofrijke meteorieten die van buiten de omloopbaan van Mars afkomstig waren. Een zwak punt van deze theorie is dat deze koolstofrijke chondrieten – anders dan de enstatie-chondrieten – een heel andere (isotopen)samenstelling hebben dan de aarde. (EE)
Meer informatie:
→ Meteorite study suggests Earth may have been wet since it formed
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, het enorme omhulsel van gas – de zogeheten halo – rond het Andromedastelsel in kaart gebracht. Het Andromedastelsel is de naaste grote buur van ons Melkwegstelsel. De waarnemingen laten zien dat diens zeer diffuse halo zich uitstrekt tot een afstand van 1,3 miljoen lichtjaar – ongeveer halverwege de Melkweg – en in sommige richtingen zelfs nog verder dan dat. Dit betekent dat de halo van het Andromedastelsel al contact maakt met die van ons eigen sterrenstelsel (The Astrophysical Journal, 27 augustus). Uit het onderzoek blijkt verder dat de halo van het Andromedastelsel een gelaagde structuur heeft. Hij bestaat uit twee verschillende schillen van gas. De buitenste schil is heter en gelijkmatiger dan de binnenste. Het verschil wordt toegeschreven aan het feit dat het binnenste deel van de halo in beroering wordt gebracht door de supernova-explosies die in de schijf van het Andromedastelsel optreden. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van het licht van 43 quasars – de zeer heldere kernen van extreem verre sterrenstelsels – die van ons uit gezien achter (de halo van) het Andromedastelsel staan. Het is een uitbreiding van een onderzoek in 2015, waarbij naar het licht van slechts zes quasars is gekeken. Uit de mate waarin het quasarlicht door het gas in de halo wordt geabsorbeerd, kunnen astronomen vaststellen waar de dichtheid van het halogas het grootst is. Het Andromedastelsel, ook bekend als M31, is een spiraalstelsel dat ongeveer net zo groot is als onze Melkwegstelsel en mogelijk een biljoen sterren bevat. Met een afstand van ‘slechts’ 2,5 miljoen lichtjaar is het stelsel dichtbij genoeg om onder goede omstandigheden waarneembaar te zijn als een langwerpig neveltje aan de herfsthemel. Als we zijn halo ook zouden kunnen zien, zou deze ongeveer drie keer zo breed zijn als de ‘steelpan’ van het sterrenbeeld Grote Beer. De komende miljarden jaren zal de halo van het Andromedastelsel overigens in omvang toenemen. Niet omdat hij daadwerkelijk groter wordt, maar omdat het stelsel geleidelijk dichterbij komt. Over ongeveer vier miljard jaar zullen M31 en de Melkweg met elkaar in botsing komen en ‘samensmelten’ tot een reusachtig elliptisch sterrenstelsel. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble Maps a Giant Halo Around the Andromeda Galaxy
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)
Meer informatie:
→ How to Feed a Baby Star
In juni van dit jaar maakte een internationaal onderzoeksteam de ontdekking bekend van twee planeten – zogeheten superaardes – bij de nabije rode dwergster Gliese 887. Dat leek om twee redenen een gunstig object voor vervolgwaarnemingen. Op de eerste plaats leek de helderheid van de ster vrijwel constant, waardoor het voor de toekomstige James Webb Space Telescope relatief gemakkelijk zou zijn om de eventuele atmosferen van de beide planeten te detecteren. De andere interessante eigenschap van Gliese 887 zou zijn dat hij niet erg actief is. Hierdoor zouden zijn planeten beter in staat moeten zijn om een atmosfeer vast te houden. Bij een ster die hevige uitbarstingen produceert, wordt zo’n atmosfeer bijna letterlijk weggeblazen. Twee astronomen van Arizona State University hebben nu echter vastgesteld dat Gliese 887 toch niet zo tam is als aanvankelijk het geval werd gedacht. In het omvangrijke gegevensarchief van de Hubble-ruimtetelescoop vonden zij aanwijzingen dat de ster elk uur ‘opvlamt’. Het eerdere idee dat Gliese 887 een rustige rode dwerg was, was gebaseerd op waarnemingen in zichtbaar licht, zoals die onder meer met de TESS-satelliet waren gedaan. Bij het nieuwe onderzoek is echter gebruik gemaakt van gegevens die op ver-ultraviolette golflengten zijn verkregen. (EE)
Meer informatie:
→ Recently Discovered Planets Not as Safe From Stellar Flares as First Thought
Met behulp van een nieuw ‘machine learning’-algoritme, ontwikkeld door wetenschappers van de universiteit van Warwick, is het bestaan van vijftig nieuwe exoplaneten bevestigd. Machine learning oftewel ‘machinaal leren’ is een techniek waarmee computers specifieke patronen in meetgegevens leren herkennen. Bij grote hemelsurveys met telescopen op aarde en/of in de ruimte ontdekken astronomen duizenden potentiële exoplaneten – planeten buiten ons eigen zonnestelsel. Daarbij wordt heel vaak gebruik gemaakt van de zogeheten transit-methode. Planeten die vanaf de aarde gezien steeds weer voor hun moederster langs schuiven, veroorzaken regelmatig optredende karakteristieke dipjes in de helderheid van hun ster. Het probleem is echter dat sterren ook om andere redenen helderheidsvariaties kunnen vertonen. Een ster kan bijvoorbeeld ook een zwakkere ster als begeleider hebben, of de waarnemingen zijn verstoord door een object op de achtergrond. Ook kleine foutjes in de camera die de helderheidsmetingen heeft gedaan kunnen een rol spelen. Om de signalen van echte planeten van foutpositieve signalen te kunnen onderscheiden, moeten de betreffende sterren stuk voor stuk aan vervolgwaarnemingen worden onderworpen. En dat kost veel tijd. Het nieuwe computeralgoritme kan dat onderscheid veel sneller maken. Het is ‘getraind’ met data van al bevestigde planeten en van foutpositieve signalen die zijn verzameld door de inmiddels uitgeschakelde Kepler-ruimtetelescoop. Vervolgens hebben de onderzoekers het algoritme een dataset laten analyseren van nog onbevestigde kandidaatplaneten. Op die manier zijn vijftig exoplaneten opgespoord waarvan het bestaan voor 99 procent zeker is. De ontdekte planeten zijn heel verschillend. Sommige zijn kleiner dan de aarde, andere zo groot als de planeet Neptunus. En hun omlooptijden lopen uiteen van één dag tot tweehonderd dagen. Het is de bedoeling dat het computeralgoritme ook zal worden gebruikt om de datasets van al bestaande en toekomstige ruimtetelescopen zoals TESS en PLATO te analyseren. De verwachting is dat het algoritme mettertijd steeds beter wordt in het herkennen van echte exoplaneten. (EE)
Meer informatie:
→ Fifty new planets confirmed in machine learning first
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)
Meer informatie:
→ Galactic bar paradox resolved in cosmic dance
Enkele maanden geleden raasde komeet C/2020 F3, beter bekend als NEOWISE, door het centrale deel van ons zonnestelsel. De komeet voerde een mooie show op aan de nachthemel en was een tijdlang gemakkelijk waarneembaar met het blote oog. Gedetailleerde waarnemingen met de Gemini-telescoop op Hawaï hebben inzicht gegeven in de oorzaak van de fraaie komeetverschijning: de uitstoot van gas en stof door de vaste kern van de komeet. De waarnemingen zijn gedaan in het kader van een onderzoeksprogramma dat gericht is op het rotatiegedrag van de komeet. Op de beelden zijn snel uitdijende spiraalpatronen te zien die het gevolg zijn van de draaiing van de komeetkern. Uit de regelmaat waarmee deze patronen zich herhalen kan worden afgeleid dat één rotatie van de nog geen vijf kilometer grote komeetkern ruim 7,5 uur duurt. Kometen bestaan uit ijs, gesteenten en stof en zijn overblijfselen van de vorming van ons zonnestelsel. Sommige kometen volgen zeer langgerekte banen die hen tot dicht bij de zon brengen, waar ze opwarmen en hun gassen verdampen. Daarbij komen ‘fonteinen’ van gas en stof op het oppervlak tot ontwikkeling. Door de draaiing van de komeet vertoont het uitgestoten materiaal een spiraalstructuur, net als het water dat uit een ronddraaiende tuinsproeier ontsnapt. Komeet NEOWISE was de helderste komeet die vanaf het noordelijk halfrond van onze planeet te zien was sinds de verschijning van komeet Hale-Bopp in 1997. Met een snelheid van 230.000 kilometer per uur is hij nu weer op weg naar het verre buitengebied van ons zonnestelsel. Pas over ongeveer 7000 jaar zal hij weer in de buurt van zon en aarde komen. (EE)
Meer informatie:
→ A Dizzying Show by Comet NEOWISE
