23 mei 2022 • Nieuwe berekeningen lossen controverse over de samenstelling van de zon op
Astronomen hebben een oplossing gevonden voor een tien jaar oud vraagstuk omtrent de zon: de schijnbare tegenspraak tussen de inwendige structuur van de zon zoals bepaald uit de zogeheten zonnebevingen, en de structuur zoals die wordt afgeleid uit metingen van de chemische samenstelling van de zon. Nieuwe berekeningen van de fysica van de zonneatmosfeer hebben bijgestelde resultaten opgeleverd voor de abundanties (relatieve hoeveelheden) van verschillende elementen, die de tegenspraak uit de weg ruimen. Met name blijkt de zon meer zuurstof, silicium en neon te bevatten dan tot nu toe werd gedacht. De gebruikte methode kan ook worden gebruikt om nauwkeurigere schattingen te maken van de chemische samenstelling van andere sterren (Astronomy & Astrophysics, 20 mei). Om de chemische samenstelling van zon en sterren te kunnen bepalen, maken astronomen al sinds meer dan tweehonderd jaar gebruik van spectra: de kleurenband die ontstaat wanneer licht in zijn verschillende golflengten wordt uiteengerafeld. In deze spectra zijn vaak opvallende donkere lijnen te zien, die de aanwezigheid van specifieke chemische elementen aangeven. En uit de chemische samenstelling van een ster kan weer worden afgeleid hoe deze van binnen in elkaar zit en is geëvolueerd. Het moderne standaardmodel van de evolutie van de zon is gekalibreerd aan de hand van een (in kringen van zonnefysici) beroemde reeks metingen van de chemische samenstelling van de zonneatmosfeer, die in 2009 zijn gepubliceerd. Maar op sommige punten was de structuur van onze ster zoals die uit het standaardmodel wordt afgeleid in tegenspraak met de zogeheten zelfoscillatie van de zon – de ritmische, op- en neergaande bewegingen van die het zonneoppervlak op tijdschalen van seconden tot uren vertoont. Net zoals de seismische golven van aardbevingen informatie verschaffen over het inwendige van de aarde, of zoals het galmende geluid van een klok informatie geeft over diens vorm en materiaaleigenschappen, verschaft de ‘helioseismologie’ informatie over het inwendige van de zon. Het vreemde was echter dat een belangrijk deel van de zon – de zogeheten convectiezone, waar hete gasbellen opstijgen en na hun warmte te hebben afgeven weer omlaag zakken – volgens de helioseismologie beduidend groter moest zijn dan het standaardmodel voorspelde. En ook op andere punten waren afwijkingen te zien. Een team onder leiding van Ekaterina Magg (Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland) is er nu in geslaagd om deze tegenspraak uit de weg te ruimen. Daartoe hebben de onderzoekers de vereenvoudigingen, waar de oude modellen gebruik van maakten om het rekenwerk te verlichten, losgelaten. De nieuwe, complexere berekeningen laten zien dat het verband tussen de abundanties van cruciale chemische elementen en de sterkte van de bijbehorende spectraallijnen significant afwijkt van wat eerdere onderzoekers hadden aangenomen. En daardoor zijn de onderlinge verhoudingen tussen de verschillende elementen ook een beetje anders dan gedacht. De onderzoekers hebben onder meer vastgesteld dat de zon ruim een kwart meer elementen zwaarder dan helium bevat, dan eerdere studies suggereerden. Dat lijkt een kolossaal verschil, maar in feite behoort slechts ongeveer één op de duizend atoomkernen in de zon tot deze categorie. Voor het specifieke element zuurstof is de abundantie met 15 procent naar boven bijgesteld. Wanneer de nieuwe waarden in de huidige modellen voor het inwendige van de zon worden ingevoerd, blijkt de raadselachtige discrepantie tussen hun uitkomsten te verdwijnen. En dat niet alleen: de nieuwe waarden komen ook beter overeen met de chemische samenstelling van de zogeheten CI-chondrieten – koolstofrijke meteorieten waarvan wordt aangenomen dat zij de chemische samenstelling van het zeer jonge zonnestelsel weergeven. (EE)
Meer informatie:
New calculations of Solar spectrum resolve decade-long controversy about the Sun’s chemical composition

   
19 mei 2022 • Uitdijing van ons ‘lokale’ heelal nauwkeuriger dan ooit gemeten
De afgelopen dertig jaar heeft de Hubble-ruimtetelescoop meer dan veertig ‘mijlpalen’ in de ruimte en tijd gekalibreerd, die astronomen in staat stellen om de uitdijingssnelheid van het heelal – uitgedrukt in de zogeheten Hubble-constante – te bepalen. Het resultaat is nauwkeuriger dan ooit, maar helemaal bevredigend is de uitkomst niet. In de jaren 20 van de vorige eeuw deden astronomen voor het eerst pogingen om de uitdijingssnelheid van het heelal te meten. Daartoe moesten de afstanden van sterrenstelsels worden bepaald, evenals de snelheden waarmee zij zich van ons verwijderen. Mettertijd zijn deze metingen steeds nauwkeuriger geworden, en uiteindelijk leidde dit in 1998 zelfs tot de ontdekking van ‘donkere energie’ – een nog onbegrepen afstotende kracht die de uitdijing van het heelal doet versnellen. De afgelopen jaren is daar nog een ander raadsel bij gekomen. Uit gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop en andere telescopen blijkt dat de uitdijingssnelheid zoals die in het lokale heelal – onze kosmische ‘achtertuin’ wordt gemeten niet goed aansluit bij waarnemingen van het heelal kort na de oerknal. Ook de nieuwste metingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten deze eveneens onbegrepen discrepantie niet verdwijnen. Ze bevestigen het idee dat er iets vreemds aan de hand is met het heelal, al weet niemand nog precies wát. Een van de belangrijkste drijfveren om een grote telescoop in de ruimte te stationeren was om nauwkeurige waarnemingen te kunnen doen van zogeheten cepheïden: sterren die met grote regelmaat helderder en zwakker worden en als afstandsindicatoren kunnen worden gebruikt. Voor het lange-afstandswerk maken astronomen daarnaast ook gebruik van een bepaald type exploderende sterren die supernova’s van type Ia worden genoemd. Tezamen vormen deze objecten de ‘kosmische afstandsladder’. Ze zijn cruciaal voor het meten van grote afstanden in het heelal, en daarmee ook voor de bepaling van de uitdijingssnelheid van het heelal oftewel de Hubble-constante. Begin jaren 90 werden met de Hubble-ruimtetelescoop de eerste pogingen gedaan om de Hubble-constante te verfijnen. Rond de eeuwwisseling resulteerde dit een waarde die uitkwam op 72 plus of min 8 (kilometer per seconde per megaparsec). Dankzij de nog nauwkeurigere waarnemingen van de laatste jaren, waarbij de helderheden van 42 supernova’s van type Ia zijn gemeten, is deze uitkomst nu verder gepreciseerd tot 73 plus of min 1. Naar verwachting zullen ook nieuwe, nog nauwkeurigere metingen niet veel aan deze uitkomst veranderen. Maar toch wringt er iets. Door het kosmologische ‘standaardmodel’ te combineren met metingen van de Europese Planck-satelliet (die de zogeheten kosmische achtergrondstraling – een overblijfsel van de oerknal – in kaart heeft gebracht) komen astronomen tot een lagere verwachte waarde voor de Hubble-constante: 67,5 plus of min 0,5. Astronomen begrijpen niet waar deze kloof tussen de uitdijingssnelheden van het lokale heelal en het ‘oerheelal’ vandaan komt. Maar het lijkt niet waarschijnlijk dat verdere metingen van het soort dat de Hubble-ruimtetelescoop de afgelopen drie decennia heeft gedaan nog uitkomst kunnen bieden. Voor het dichten van de kloof is vermoedelijk een compleet nieuw stukje natuurkunde nodig. (EE)
Meer informatie:
Hubble Reaches New Milestone in Mystery of Universe’s Expansion Rate

   
19 mei 2022 • Sterrenstelsels zonder donkere materie zijn mogelijk ontstaan na grote botsing
Nieuw onderzoek wijst erop dat twee diffuse sterrenstelsels die bijzonder weinig donkere materie – de meest voorkomende materie in het heelal – lijken te bevatten het gevolg zijn van een intergalactische botsing (Nature, 18 mei). In 2018 en 2019 maakte een team onder leiding van de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum (Yale Universiteit) de ontdekking bekend van twee diffuse sterrenstelsels – DF2 en DF4 genaamd – die weinig of geen donkere materie bleken te bevatten. De bekendmaking leidde tot verhitte discussies, omdat astronomen ervan overtuigd zijn dat donkere materie een cruciaal ingrediënt is voor de vorming van sterrenstelsels. Uitgewoed zijn de discussies nog zeker niet. Maar wat tot nu toe een beetje onderbelicht is gebleven, is hoezeer DF2 en DF4 op elkaar lijken. Ze zijn ongeveer even groot, even helder en hebben dezelfde vorm. Ook bevatten beide een vreemde populatie van zeer heldere bolvormige sterrenhopen. Daarbij komt nog dat ze zich in de nabijheid bevinden van het heldere elliptische sterrenstelsel NGC 1052. In hun meest recente Nature-publicatie suggereren Van Dokkum en zijn medewerkers dat DF2 en DF4 niet alleen als twee druppels water op elkaar lijken, maar ook bij een en dezelfde gebeurtenis zijn ontstaan. Gek is die gedachte niet: vorig jaar hebben Koreaanse onderzoekers door middel van computersimulaties al laten zien dat bij een botsing tussen sterrenstelsels inderdaad vreemde ‘eenden’ als DF2 en DF4 kunnen ontstaan. Daarop voortbordurend hebben Van Dokkum en zijn team, aan de hand van de huidige snelheden en posities van de twee sterrenstelsels, gereconstrueerd waar en wanneer hun paden zich kunnen hebben gekruist. Daarbij zijn ze tot een scenario gekomen waarbij een klein satellietstelsel van NGC 1052 ongeveer 8 miljard jaar geleden in botsing is gekomen met een passerend sterrenstelsel. Bij deze botsing zou de donkere materie uit de sterrenstelsels zijn ontsnapt, en werd het uit normale materie bestaande gas in de stelsels afgeremd. Dat gas reeg zich vervolgens aaneen tot een snoer van klonters die onder invloed van hun eigen zwaartekracht ineenstortten en nieuwe sterrenstelsels vormden – exclusief de verloren gegane donkere materie. Volgens dit scenario zouden zich tussen DF2 en DF4 nog meer sterrenstelsels zonder donkere materie kunnen ophouden. En aan de uiteinden van het hypothetische snoer zouden zich dan mogelijk sterrenstelsels bevinden die juist een overdaad aan donkere materie bevatten. Ter verificatie heeft het team de catalogus van sterrenstelsels rond NGC 1052 doorzocht en daarbij naast DF2 en DF4 nog negen sterrenstelsels gevonden. Twee daarvan, RCP 32 en DF7, zouden inderdaad restanten van de oorspronkelijke botsing kunnen zijn. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen of het intrigerende snoer van sterrenstelsels bij NGC 1052 inderdaad een gemeenschappelijke oorsprong heeft. Van Dokkum en collega’s zijn van plan om vervolgwaarnemingen te doen met de Europese Very Large Telescope in Chili en de Hubble-ruimtetelescoop. Zo kunnen ze de snelheden en afstanden van de stelsels meten en ook nagaan of ze, net als DF2 en DF4, allemaal heldere bolvormige sterrenhopen bevatten. Ook hoopt het team de kans te krijgen om – met de nieuwe Webb-ruimtetelescoop – de massa’s van RCP 32 en DF7 te bepalen. (EE)
Meer informatie:
A Cosmic Collision Could Have Made Two Dark Matter–Less Galaxies

   
19 mei 2022 • Ruimtesonde Voyager vertoont vreemd gedrag
Het vluchtleidingsteam van NASA-ruimtesonde Voyager 1 staat voor een raadsel. De in 1977 gelanceerde verkenner, die inmiddels ruim 23 miljard kilometer van de aarde verwijderd is, werkt normaal, ontvangt en voert opdrachten uit en verzamelt en verzendt wetenschappelijke gegevens. Maar de gegevens van het standregel- en controlesysteem (AACS) van de sonde geven niet weer wat er werkelijk aan boord gebeurt. Het AACS regelt de oriëntatie van de oude ruimtesonde. Het zorgt er onder meer voor dat de grote schotelantenne van Voyager 1 precies op de aarde gericht blijft, zodat deze gegevens naar de aarde kan overseinen. Alles wijst erop dat het systeem nog steeds werkt, maar de telemetrische gegevens die hij terugstuurt zijn corrupt: ze lijken willekeurig gegenereerde data te bevatten. Vreemd genoeg heeft deze storing er nog niet toe geleid dat de ruimtesonde zichzelf in ‘spaarstand’ heeft gezet – een toestand waarin alleen essentiële taken worden uitgevoerd, zodat technici tijd hebben om een probleem te diagnosticeren. Het signaal van Voyager 1 is ook niet zwakker geworden, wat erop wijst dat de schotelantenne nog steeds op de aarde is gericht. Onduidelijk is of het stoorsignaal van de AACS zelf afkomstig is of van een ander systeem dat betrokken is bij het verzenden van telemetrische gegevens. Ook laat zich nog niet voorspellen of het probleem invloed kan hebben op het verdere functioneren van de ruimtesonde. Door de grote afstand kan het nog een hele tijd duren voordat de oorzaak bekend is – als deze al gevonden wordt. Een commando van het vluchtleidingscentrum doet er ruim twintig uur over om Voyager 1 te bereiken. En de antwoorden van de ruimtesonde zijn ook ruim twintig uur onderweg. Als de oorzaak wel wordt gevonden, kan het probleem wellicht worden opgelost door de software van de ruimtesonde aan te passen of door over te schakelen op een van de backupsystemen waarmee Voyager 1 is uitgerust. Dat zou overigens niet voor het eerst zijn. De bijna gelijktijdig gelanceerde ’tweelingbroer’ van Voyager 1 – Voyager 2 dus – functioneert nog steeds normaal. Deze bevindt zich nu op bijna 20 miljard kilometer van de aarde. (EE)
Meer informatie:
Engineers Investigating NASA’s Voyager 1 Telemetry Data

   
18 mei 2022 • Verre galactische kraamkamers in kaart gebracht
Met behulp van een geavanceerde spectrograaf, en een beetje hulp van Moeder Natuur, is het astronomen gelukt om een kijkje te nemen in twee galactische kraamkamers in het jonge heelal (Nature, 18 mei). Na de oerknal, zo’n 13,8 miljard jaar geleden, was het heelal gevuld met enorme wolken van neutraal diffuus gas die Damped Lyman-α systems of kortweg DLA’s worden genoemd. Deze wolken fungeerden als galactische kraamkamers, waarin de gassen geleidelijk condenseerden tot sterren en sterrenstelsels. Het opsporen van DLA’s is een lastige klus, omdat deze gaswolken heel diffuus zijn en van zichzelf geen licht uitstralen. Om dit probleem te omzeilen maken astronomen vaak gebruik van quasars – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels – die ‘van achteren’ door het gas heen schijnen. Op die manier kunnen zijn inderdaad DLA’s opgespoord, maar omdat de lichtbundels van quasars relatief smal zijn, kan zo niet gemakkelijk de totale omvang en massa van de gaswolk worden bepaald. Dankzij een gelukkig toeval is het Rongmon Bordoloi van North Carolina State University en John O'Meara, hoofdwetenschapper van de Keck-sterrenwacht op Hawaï nu toch gelukt om twee van deze verre gaswolken, en de daarin aanwezige sterrenstelsels, in kaart te brengen. Ze hebben daarbij gebruik kunnen maken van de lenswerking van een massarijke cluster van nabijere sterrenstelsels. Deze ‘zwaartekrachtlens’ buigt het licht van de verre sterrenstelsels zodanig af dat er een vergroot en versterkt beeld ontstaat. Bordoloi en O'Meara hebben de aldus versterkte beelden onderzocht met de Keck Cosmic Web Imager. Dat is een zogeheten integraal-veldspectrograaf – een instrument waarmee het spectrum kan worden verkregen van elke pixel binnen het beeldveld van de telescoop. Daarmee konden de onderzoekers niet alleen de omvang van de DLA’s bepalen, maar ook vaststellen dat beide een (jong) sterrenstelsel bevatten. De twee galactische kraamkamers zijn enorm groot: ze hebben diameters van meer dan 56.000 lichtjaar. Dat is driemaal zo groot als de toenmalige sterrenstelsels. Maar het meest opvallende is misschien nog wel dat de gaswolken zoveel op elkaar lijken. Ze vertonen dezelfde structuur en bevatten voldoende gas voor de vorming van een nieuwe generatie van sterren. (EE)
Meer informatie:
Researchers use galaxy as a ‘cosmic telescope’ to study heart of the young universe

   
18 mei 2022 • ESA presenteert fraaie beelden van de zon
Het Europese ruimteagentschap ESA heeft indrukwekkende nieuwe opnamen van de zon gepresenteerd. De foto’s en filmpjes zijn gemaakt door de in februari 2020 gelanceerde Solar Orbiter (‘SOLO’), een ruimtesonde die op 26 maart jl. zijn kleinste afstand tot de zon bereikte. Op het moment van dichtste nadering bevond SOLO zich binnen de baan van Mercurius, op ongeveer een derde van de afstand zon-aarde. Zijn beschermende hitteschild bereikte daarbij een temperatuur van ongeveer 500°C. SOLO is uitgerust met tien wetenschappelijke instrumenten, die in nauwe samenwerking inzicht moeten geven in de ‘werking’ van onze zon. Hoe dichter de ruimtesonde de zon nadert, des te nauwkeuriger kan hij deze onderzoeken. Sommige van deze instrumenten kijken rechtstreeks naar de zon, andere meten de omstandigheden rond de ruimtesonde. Zo kan worden nagegaan welke ‘voelbare’ gevolgen de gebeurtenissen op de zon miljoenen kilometers verderop hebben. Tijdens zijn nadering van de zon incasseerde SOLO bij toeval ook enkele grote uitbarstingen van de zon. Door de meetgegevens van alle instrumenten met elkaar te combineren hopen wetenschappers het complete verhaal van de zonneactiviteit – van het oppervlak van de zon tot aan de Solar Orbiter en daar voorbij – te kunnen optekenen. Deze kennis zal onder meer worden gebruikt voor een toekomstig systeem dat tot doel heeft om veranderingen in het zogeheten ruimteweer in de omgeving van de aarde te voorspellen. SOLO heeft al een voorproefje van de werking van zo’n systeem laten zien. Op 10 maart werd de ruimtesonde ‘overspoeld’ door een coronale massa-ejectie. Aan de hand van meetgegevens die door de ruimtesonde naar de aarde werden gestuurd, konden ESA-wetenschappers voorspellen wanneer de daarbij uitgestoten plasmawolk de onze planeet zou bereiken. Ongeveer achttien uur later was hier, precies volgens verwachting, poollicht te zien. Een bijzondere nieuwe ontdekking is die van een 25.000 kilometer grote structuur op het zonsoppervlak die de voorlopige bijnaam ‘the hedgehog’ (de egel) heeft gekregen. Deze bestaat uit een groot aantal ‘stekels’ van heet en koeler gas die alle kanten op wijzen. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen hoe structuren als deze ontstaan. Ondertussen maken de diverse SOLO-teams zich al op voor de volgende, nog iets dichtere nadering van de zon die voor 13 oktober op het programma staat. Voordien, op 4 september, zal de ruimtesonde zijn derde scheervlucht langs de planeet Venus maken. (EE)
Meer informatie:
The Sun as you’ve never seen it before

   
18 mei 2022 • Dwergplaneet Ceres had mogelijk duizenden soortgenoten
Op basis van computersimulaties komen wetenschappers van de Universiteit van São Paulo (Brazilië) tot de conclusie dat de oorsprong van dwergplaneet Ceres ergens voorbij de omloopbaan van Saturnus heeft gelegen. In die koude buitenwijk van ons zonnestelsel zou het hebben gewemeld van de Ceres-achtige objecten (Icarus, juni). Ceres is het grootste object in de planetoïdengordel – een verzameling van voornamelijk kleine rotsachtige objecten tussen de banen van de planeten Mars en Jupiter. De ruwweg bolvormige dwergplaneet heeft een middellijn van bijna duizend kilometer en neemt ongeveer een derde van de totale massa van de gordel voor haar rekening. Uit onderzoek met NASA-ruimtesonde Dawn is gebleken dat Ceres een kern heeft van zware materialen zoals ijzer en silicaten. Maar anders dan haar talrijke metgezellen heeft zij een mantel van ammoniak- en waterijs. Met name de aanwezigheid van ammoniakijs wordt gezien als een aanwijzing dat Ceres in het koude buitengebied van ons zonnestelsel is gevormd, waar ammoniakijs in overvloed beschikbaar was. Later zou de dwergplaneet – onder invloed van de aantrekkingskrachten van Jupiter en Saturnus – dichter naar de zon toe zijn gemigreerd. Om deze hypothese te toetsen hebben de Braziliaanse natuurkundige Rafael Ribeiro de Sousa en zijn medewerkers een groot aantal computersimulaties uitgevoerd van de vorming van de reuzenplaneten in de schijf van gas en stof die onze zon 4,5 miljard jaar geleden nog omringde. In hun model bevatte de schijf, naast Jupiter en Saturnus en de voorlopers van Uranus en Neptunus, een verzameling van duizenden objecten die qua grootte en chemische samenstelling op Ceres leken. Deze laatste fungeerden als ‘bouwstenen’ voor de latere planeten, planetoïden en kometen. De computersimulaties laten zien dat de vorming van de reuzenplaneten een nogal chaotisch proces was, waarbij talrijke planeten uit ons zonnestelsel zijn geslingerd. Tegelijkertijd spreidden veel Ceres-achtige objecten zich over het hele zonnestelsel uit. Ervan uitgaande dat er voorbij de baan van Saturnus minstens 3600 Ceres-achtige objecten beschikbaar waren, laat het model zien dat het heel goed mogelijk is dat één daarvan – de huidige dwergplaneet Ceres dus – de huidige planetoïdengordel heeft bereikt. (EE)
Meer informatie:
Dwarf planet Ceres was formed in coldest zone of Solar System and thrust into Asteroid Belt

   
17 mei 2022 • De ‘winden’ van zwarte gaten zijn sterk in kracht afgenomen
Vroeg in de geschiedenis van het heelal produceerden de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels veel vaker en veel hevigere winden dan de superzware zwarte gaten die nu – zo’n 13 miljard jaar later – in de huidige sterrenstelsels worden waargenomen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van drie astronomen van het Italiaans Nationaal Instituut voor Astrofysica in Triëst (Nature, 13 mei). Het onderzoek is gebaseerd op waarnemingen van dertig quasars met de Europese Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. Quasars zijn extreem heldere, puntvormige bronnen in de kernen van verre sterrenstelsels. Het intense licht dat deze objecten uitzenden wordt veroorzaakt door superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels, die materie uit hun omgeving opslokken. Als gevolg daarvan stoten ze materie uit met snelheden tot 17 procent van de lichtsnelheid en pompen ze enorme hoeveelheden enerhie in hun gaststelsels. Het licht van de onderzochte quasars heeft er dermate lang over gedaan om ons te bereiken, dat we ze waarnemen zoals ze eruitzagen toen het heelal tussen de 500 miljoen en 1 miljard jaar oud was. Ongeveer de helft van deze quasars vertonen winden die tot wel twintig keer krachtiger zijn dan de winden van nabijere quasars, die actief waren toen het heelal ongeveer 4 miljard jaar oud was. De waarnemingen laten zien dat de superzware zwarte gaten in het jonge heelal veel sneller groeiden dan hun gaststelsels, terwijl de groei van zwarte gaten en sterrenstelsels in het lokale heelal ongeveer gelijk opgaat. Volgens de astronomen impliceert dit dat er op een bepaald moment in het heelal een mechanisme in werking moet zijn getreden dat de groei van zwarte gaten afremt. Dat mechanisme lijkt de door de superzware zwarte gaten zelf uitgestoten energie te zijn geweest. Deze zette een rem op de toevoer van materie, waardoor de ‘groei’ van de zware gaten werd vertraagd. (EE)
Meer informatie:
Black hole winds are no longer as they used to be

   
12 mei 2022 • Astronomen onthullen eerste opname van het zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel
Vandaag hebben astronomen tijdens gelijktijdige persconferenties over de hele wereld de eerste foto gepresenteerd van het superzware zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel. De opname levert het overtuigende bewijs dat het object inderdaad een zwart gat is. De afbeelding is gemaakt door een mondiaal onderzoeksteam, de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, dat gebruik maakt van waarnemingen met een wereldwijd netwerk van radiotelescopen (Astrophysical Journal Letters, 12 mei). De foto biedt een langverwachte blik op het enorme object dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt. Wetenschappers hadden al eerder sterren in een baan om een onzichtbaar, compact en zeer massarijk object in het Melkwegcentrum zien draaien. Dit wekte het sterke vermoeden dat het object, dat bekendstaat als Sagittarius A* (of Sgr A*), een zwart gat is, en de vandaag gepresenteerde opname levert het eerste directe visuele bewijs daarvoor. Hoewel we het zwarte gat zelf niet kunnen waarnemen, omdat het volkomen donker is, vertoont het gloeiende gas eromheen een karakteristieke signatuur: een donker centraal gebied (de zogeheten schaduw), omgeven door een heldere ringvormige structuur. Deze ring bestaat uit licht dat is afgebogen door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat, dat vier miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Omdat het zwarte gat ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is, lijkt het aan onze hemel ongeveer zo groot als een donut op de afstand van de maan. Om dit object in beeld te kunnen brengen, heeft het team de krachtige EHT opgezet: een netwerk van acht bestaande radiosterrenwachten, verspreid over de hele wereld, die met elkaar verbonden zijn tot één virtuele telescoop ter grootte van de aarde. De EHT heeft Sgr A* gedurende meerdere nachten in 2017 waargenomen, waarbij vele uren achtereen gegevens werden verzameld. Het nieuwe resultaat is een vervolg op de in 2019 vrijgegeven eerste afbeelding van het zwarte gat M87*, dat zich in het centrum van het veel verder weg gelegen sterrenstelsel Messier 87 bevindt. De beide zwarte gaten lijken opvallend veel op elkaar, hoewel het zwarte gat in ons Melkwegstelsel meer dan duizend keer zo klein is en minder massa heeft dan M87*. Ondanks dat Sgr A* veel dichterbij staat, liet dit zwarte gat zich veel moeilijker vastleggen dan M87*. Het gas rond beide zwarte gaten heeft weliswaar dezelfde hoge snelheid, maar waar het gas er dagen tot weken over doet om een rondje om het zwarte gat M87* te draaien, duurt een omloop om het veel kleinere zwarte gat Sgr A* luttele minuten. Dit betekent dat de helderheid en het patroon van het gas rond Sgr A* tijdens de waarnemingen snel veranderden. De nu gepresenteerde foto is dan ook een gemiddelde van een aantal verschillende opnamen. (EE)
Meer informatie:
Volledig persbericht

   
12 mei 2022 • Rode ‘supersterren’ dansen aan de hemel
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen de Nederlandse astronoom Selma de Mink, heeft gedetailleerde computersimulaties gemaakt van de gasbewegingen in de atmosferen van rode superreuzen. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat hun ‘borrelende’ karakter inderdaad een groot deel van de meetonzekerheid in de waarnemingen van deze sterren kan verklaren. Al in de negentiende eeuw ontdekten astronomen kleine patronen op het oppervlak van onze zon: zogeheten convectiecellen, die zich gedragen als de bellen in een pan kokend water. In de buitenste lagen van de zon warmt gas op en stijgt het naar het oppervlak, om vervolgens af te koelen en weer omlaag te zakken. In zware, ver geëvolueerde sterren zoals rode superreuzen vindt een vergelijkbaar proces plaats. Deze sterren hebben minstens acht keer zoveel massa als de zon, zijn minstens 700 keer zo groot en relatief koel. Als onze zon een rode superreus was, zou haar oppervlak tot voorbij de omloopbaan van de planeet Mars reiken. Rode superreuzen zijn zo sterk uitgedijd dat de zwaartekracht aan hun oppervlak tienduizenden keren zwakker is als op de zon. Door deze geringe zwaartekracht dijen hun convectiecellen extreem uit en raken ze gemakkelijk materie kwijt. Het onderzoek van de fysische eigenschappen van rode superreuzen is van groot belang om de late evolutiestadia van zware sterren beter te begrijpen. Een grote onzekerheid bij de waarnemingen van deze sterren is echter dat hun ‘lichtcentrum’ niet samenvalt met hun massamiddelpunt, en vanwege het wisselende convectiepatroon van positie verandert. Met behulp van modelberekeningen hebben de astronomen uitgezocht welke gevolgen deze wankele positie van het lichtcentrum heeft voor het onderzoek van deze sterren. Hun simulaties laten zien dat rode superreuzen zeer onregelmatige oppervlakken hebben, waar de grootste structuren op tijdschalen van maanden of zelfs jaren veranderen, terwijl kleinere structuren dat op tijdschalen van enkele weken doen. Dit heeft tot gevolg dat de ster een beetje heen en weer ‘danst’. Het team heeft de verplaatsing zoals die door de simulaties wordt voorspeld vergeleken met de meetonzekerheid van sterren in χ Persei, een bekende jonge sterrenhoop in het sterrenbeeld Perseus, die een relatief groot aantal rode reuzensterren telt. De posities van de sterren in deze sterrenhoop zijn nauwkeurig gemeten met de Europese astrometrische satelliet Gaia. Het onderzoek laat zien dat de positie-onzekerheden van rode superreuzen inderdaad veel groter zijn dan die van andere sterren. En dit bevestigt dat hun oppervlaktestructuren in de loop van de tijd sterk veranderen, precies zoals de modelberekeningen voorspellen. Anders gezegd: door het dansende patroon van rode reuzensterren aan de hemel te onderzoeken, kunnen astronomen meer te weten komen over hun borrelende karakter. (EE)
Meer informatie:
Dancing pattern of red supergiant stars on the sky

   
12 mei 2022 • Astronomen detecteren röntgenflits van kolossale sterexplosie
Voor het eerst is het astronomen gelukt om de röntgenflits waar te nemen die ontstaat wanneer het hele oppervlak van een witte dwergster een kolossale thermonucleaire explosie ondergaat. De stellaire ‘vuurbal’, die werd geregistreerd met de röntgentelescoop eROSITA, speelde zich op 8250 lichtjaar van de aarde af (Nature, 12 mei). Wanneer sterren zoals onze zon al hun brandstof hebben verbruikt, krimpen ze ineen tot witte dwergen, die normaal gesproken heel geleidelijk afkoelen. Maar soms komen zulke ‘dode’ sterren weer even tot leven en zijn ze het toneel van een enorme explosie: een zogeheten nova. Een nova-explosie ontstaat wanneer de witte dwerg – een object dat ongeveer zo groot is als de aarde, maar bijna net zoveel massa heeft als de zon – een normale ster als begeleider heeft. In zo’n geval kan er materie van deze ster naar de witte dwerg toe stromen, waardoor zich een enkele meters dikke laag van waterstof op diens oppervlak verzamelt. Door de enorme zwaartekracht aan het oppervlak van de witte dwerg wordt dit gas zo sterk samengeperst, dat er kettingreactie op gang komt. Het resultaat is een explosie, vergelijkbaar met een waterstofbom, waarbij de waterstoflaag wordt weggeblazen. Al meer dan dertig jaar geleden voorspelden astronomen dat zo’n nova-explosie gepaard gaat met een kortstondige uitbarsting van röntgenstraling, maar zo’n flits was nog nooit rechtstreeks waargenomen – tot 7 juli 2020 dan. Op die dag speurde de röntgentelescoop eROSITA, die zich vanaf de zon gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde bevindt, bij toeval een stukje hemel af waar een sterke bron van röntgenstraling te zien was, die vier uur daarvóór nog ontbrak. Vier uur later was deze röntgenbron alweer uitgedoofd. Alles bij elkaar duurde de uitbarsting van röntgenstraling dus minder dan acht uur. Uit modelberekeningen door een onderzoeksteam onder leiding van Ole König van de Friedrich-Alexander-Universität (Duitsland) blijkt dat de röntgenflits zich inderdaad heeft afgespeeld op het oppervlak van een witte dwerg. Bij de explosie ontstond een vuurbal met een temperatuur van ongeveer 327.000 graden – ongeveer zestig keer zo heet als het zonsoppervlak. Omdat de ‘brandstof’ van zo’n nova vrij snel opraakt, koelt de vuurbal snel af en wordt de röntgenstraling zwakker, om uiteindelijk in zichtbaar licht te veranderen. En inderdaad werd een halve dag na de röntgendetectie een ‘nieuwe’ ster aan de zuidelijke hemel ontdekt die (tijdelijk) zo helder was dat hij met het blote oog te zien was. Deze nova, die de aanduiding YZ Reticuli kreeg, gloeide nog enkele weken na en verdween toen uit het zicht. (EE)
Meer informatie:
Explosion on a White Dwarf Observed

   
11 mei 2022 • Ster HD 222925 bevat opvallend veel zware elementen, waaronder goud
Niet zo heel ver van ons vandaan – relatief gesproken dan – staat een vrij heldere, koele ster die een bijzondere samenstelling blijkt te hebben. Hij bevat het breedste scala aan elementen die ooit bij een ster is waargenomen. De ster, HD 222925 geheten, is onderzocht door een team onder leiding van astronoom Ian Roederer van de Universiteit van Michigan (VS). Roederer en zijn collega’s hebben, door middel van optische en ultraviolet spectroscopie, maar liefst 65 verschillende elementen in de ster kunnen aantonen. Tweeënveertig daarvan zijn zware elementen die onderaan het periodiek systeem der elementen staan. Eén daarvan is goud. Door deze elementen in een en dezelfde ster te identificeren, kunnen astronomen het zogeheten snelle neutronen-invangproces of ‘r-proces’ beter leren begrijpen – een van de belangrijkste manieren waarop de zware elementen in het heelal zijn ontstaan. Via onderzoek van sterren als HD 222925 hopen wetenschappers erachter te komen hoe, waar en wanneer deze elementen zijn gevormd. Het r-proces begint bij lichtere elementen zoals ijzer. Door heel snel neutronen aan de kernen van deze elementen toe te voegen, ontstaan zwaardere elementen zoals selenium, zilver, tellurium, platina, goud en thorium – stuk voor stuk elementen die in HD 222925 voorkomen, maar die zelden in sterren worden aangetroffen. Voor het r-proces zijn veel vrije neutronen nodig, en omstandigheden die energierijk genoeg zijn om deze deeltjes aan de kernen van atomen toe te voegen. Eén van de gebeurtenissen waarbij aan deze voorwaarden wordt voldaan is de samensmelting van twee neutronensterren – de ingestorte kernen van zware sterren. Een andere gelegenheid waarbij het r-proces kan optreden is in de nasleep van de explosieve dood van een zware ster: een supernova. De elementen die Roederer en zijn team hebben geïdentificeerd, zijn waarschijnlijk ontstaan na een enorme sterexplosie of bij een botsing tussen twee neutronensterren die heel vroeg in de geschiedenis van het heelal heeft plaatsgevonden. Bij deze gebeurtenis werd het gevormde materiaal terug de ruimte in geblazen, om uiteindelijk te belanden in de wolk van gas en stof waaruit later de ster HD 222925 is voortgekomen. Volgens de onderzoekers kan deze ster dan ook dienen als ijkpunt voor modellen die het ontstaan van elementen via het r-proces proberen aan te tonen. Elk model dat begrijpelijk probeert te maken hoe het r-proces werkt, zou in staat moeten zijn om de spectrale signatuur van HD 222925 te reproduceren. Een preprint van de nieuwe onderzoeksresultaten, die geaccepteerd zijn voor publicatie in de Astrophysical Journal Supplement Series, is te vinden op arXiv. (EE)

   
11 mei 2022 • Kosmische straling kan tijdsbepaling helpen verbeteren
Allerlei technologieën – van automatische financiële transacties tot plaatsbepalingen met behulp van GPS – vereisen nauwkeurige tijdmetingen. De huidige methoden die daarvoor worden gebruikt hebben een aantal nadelen. Maar daar heeft Hiroyuki Tanaka van de Universiteit van Tokio nu iets op gevonden: tijdsynchronisatie met behulp van de kosmische straling waarmee de aarde voortdurend wordt bestookt. ‘Kosmische straling’ is de verzamelterm voor energierijke deeltjes die de ruimte tussen de sterren bevolken. Deze deeltjes zijn onder meer afkomstig van de zon, maar ook van supernova-explosies en andere energetische verschijnselen in het heelal. Elke vierkante kilometer van onze planeet is, zonder dat we daar wat van merken, ongeveer honderd keer per uur het doelwit van een ultra-energierijk kosmische deeltje. En zodra dit deeltje in aanraking komt met de aardatmosfeer, ontstaat een zogeheten deeltjesregen van onder meer muonen. Deze deeltjes bewegen met bijna de lichtsnelheid en bereiken vrijwel onmiddellijk het aardoppervlak. Ze gaan gemakkelijk door water of gesteente heen en verspreiden zich tijdens hun reis over een gebied van enkele vierkante kilometers. Tanaka stelt nu voor om dit natuurverschijnsel te gebruiken voor de synchronisatie van klokken. Weliswaar zijn er al tientallen jaren atoomklokken beschikbaar die heel nauwkeurig de tijd aangeven, maar dat zijn grote, dure apparaten die gemakkelijk te verstoren zijn. De door hem voorgestelde detector van kosmische deeltjesregens heeft deze nadelen niet: hij is klein, licht en goedkoop. Onafhankelijke detectoren onder dezelfde deeltjesdouche kunnen de binnenkomende muonen registreren, die een specifieke signatuur hebben die uniek is voor de kosmische straling die ze heeft opgewekt. Door deze informatie te delen, kunnen de detectoren hun klokken op elkaar afstemmen op basis van het tijdstip waarop de muonen arriveren. De nieuwe techniek, die nog in de kinderschoenen staat, kan een uitkomst zijn voor plekken waar de huidige, op satellieten gebaseerde tijdsynchronisatie nog veel blinde vlekken vertoont, zoals de poolstreken, bergachtige gebieden of locaties onder water. (EE)
Meer informatie:
Keeping time with the cosmos

   
10 mei 2022 • Chinese ruimtetelescoop moet meer inzicht geven in de evolutie van het heelal
Eind 2023 wil China een nieuwe ruimtetelescoop lanceren, die nieuwe kennis moet opleveren over verre sterrenstelsels en de vroegere en toekomstige evolutie van het heelal. De Chinese Survey Space Telescope, ook bekend als de Chinese Space Station Telescope (CSST) of de Xuntian Space Telescope, is een om de aarde draaiende ‘sterrenwacht’ waarmee astronomen het heelal nauwkeurig in kaart kunnen brengen. Hij heeft de afmetingen van een tourbus en een opening van twee meter – iets kleiner dan die van de Hubble-ruimtetelescoop. Daar staat tegenover dat de CSST een veel groter beeldveld heeft dan Hubble: ruim 1 vierkante graad tegen 0,003 vierkante graad. Dat betekent dat hij in veel kortere tijd een groot hemelgebied kan afspeuren. De Chinese ruimtetelescoop wordt uitgerust met vijf instrumenten, waaronder een surveycamera. Deze camera is voorzien van dertig 81-megapixel detectoren, die opnamen en spectra zullen maken van ruwweg 40 procent van het complete hemelgewelf. De overige instrumenten zijn ontworpen om afzonderlijke objecten of kleine hemelgebiedjes in beeld te brengen, zoals stervormingsgebieden in ons Melkwegstelsel en kometen en planetoïden in ons eigen zonnestelsel. De ruimtetelescoop zal dezelfde omloopbaan om de aarde volgen als het momenteel in aanbouw zijnde bemande ruimtestation Tiangong, blijft normaal gesproken op ruime afstand daarvan. Alleen voor onderhoudswerkzaamheden worden de twee aan elkaar gekoppeld. Het observatieprogramma van de Chinese ruimtetelescoop gaat naar verwachting in 2024 van start en zal minstens tien jaar duren. Het belangrijkste punt op de actielijst is het meten van de vorm en helderheid van een miljard sterrenstelsels. Dat moet niet alleen informatie geven over de wijze waarop deze stelsels evolueren, maar ook over de (versnellende) uitdijingssnelheid van het heelal als geheel. Ook zal de CSST kunnen helpen bij het bepalen van de bovengrens van de massa van het neutrino, en licht werpen op de mysterieuze donkere materie en donkere energie die, naar wordt aangenomen, het leeuwendeel van de massa-energie-inhoud van het heelal voor hun rekening nemen. (EE)
Meer informatie:
Flagship Chinese Space Telescope to Unravel Cosmic Mysteries

   
10 mei 2022 • Zware beving geregistreerd op Mars
NASA-Marslander InSight heeft de grootste beving gedetecteerd die ooit op een andere planeet dan de aarde is waargenomen. De ‘aardbeving’, die plaatsvond op 4 mei jl., was van magnitude 5. Sinds zijn landing op Mars, in november 2018 heeft InSight, ruim 1300 veelal kleine bevingen geregistreerd. De grootste vóór 4 mei, die van 25 augustus 2021, was van magnitude 4,2. InSight heeft een zeer gevoelige seismometer van Franse makelij op het Marsoppervlak geplaatst, om zo het diepe inwendige van de planeet te kunnen bestuderen. Wanneer seismische golven door het materiaal in de korst, mantel en kern van Mars gaan, of daardoor worden weerkaatst, vertonen ze veranderingen die inzicht geven in de diepte en samenstelling van deze lagen. Een beving van magnitude 5 is een middelgrote beving in vergelijking met de bevingen die op aarde wordt gevoeld, maar ligt dicht bij de bovengrens van wat op Mars aan bevingen werd verwacht. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen waar de recordbeving precies heeft plaatsgevonden, en waardoor deze is veroorzaakt. De forse beving komt op een moment dat de stroomvoorziening van InSight enigszins begint te haperen. Op zijn landingsplek is het bijna winter, en dan is er meer stof in de lucht, waardoor de zonnepanelen van de Marslander minder zonlicht opvangen. Op 7 mei was de opbrengst van de panelen zelfs dermate laag, dat InSight zichzelf in ‘spaarstand’ zette. Naar verwachting zal dit de komende tijd nog wel vaker gebeuren. (EE)
Meer informatie:
NASA’s InSight Records Monster Quake on Mars

   
6 mei 2022 • Planeetvormende schijven evolueren verrassend vergelijkbaar
Ons zonnestelsel ontstond waarschijnlijk op dezelfde manier als de meeste andere planetenstelsels bij ons in de buurt. Dat blijkt uit Duits-Oostenrijks-Nederlands onderzoek aan meer dan 870 planeetvormende schijven in de Orion A-wolk. De onderzoekers, onder leiding van de Nederlander Sierk van Terwisga die nu bij het Duitse Max-Planck-Institut für Astronomie werkt, publiceren hun bevindingen vandaag (6 mei) in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Sterrenkundigen zoeken al lang naar de vraag of ons zonnestelsel vergelijkbaar is met andere planetenstelsels. Tot nu toe wisten astronomen niet of er een doorslaggevende factor is die de evolutie van planeetvormende schijven rond jonge sterren bepaalt. Nu blijkt dat de massa van een planeetvormende schijf eigenlijk alleen afhangt van zijn leeftijd. Hoe ouder de schijf, hoe minder stof. ‘Tenminste, dit geldt als de ster en schijf zich niet in de buurt bevinden van barre omgevingen, zoals hete, grote sterren, want die hebben we buiten ons onderzoek gehouden,’ aldus Van Terwisga. De onderzoekers analyseerden meer dan 870 planeetvormende schijven in de moleculaire wolk Orion A, een groot stervormingsgebied op zo’n 1350 lichtjaar van ons vandaan. De wolk, die zich in de buurt van de befaamde Orionnevel bevindt, bevat compacte clusters van sterren die lijken op die waarin onze zon is gevormd. De onderzoekers vergeleken de stofschijven in Orion A met andere schijven bij ons in de buurt. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van de ruimtetelescoop Herschel en van de ALMA-sterrenwacht. 
Meer informatie:
Volledig persbericht

   
5 mei 2022 • Ster overleeft de supernova-explosie van zijn ‘buurman’
Op de plek waar negen jaar geleden een supernova-explosie te zien was, hebben astronomen een ster ontdekt die in het felle licht van de supernova onopgemerkt was gebleven. De ontdekking is een primeur voor een bepaald type supernova – eentje waarbij de ster al vóór de explosie zijn buitenste gaslaag verliest. Voordat ze als supernova exploderen vertonen zware sterren doorgaans een gelaagde structuur, vergelijkbaar met die van een ui. De buitenste laag van zo’n ster is normaal gesproken rijk aan waterstof, dus als er in de nasleep van de explosie geen waterstof wordt aangetroffen, betekent dit dat de ster deze al vóór de explosie was kwijtgeraakt. De oorzaak van dit waterstofverlies was een mysterie, maar nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, door een team onder leiding van Ori Fox van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS), bieden mogelijk uitkomst. Ze laten zien dat het verdwenen waterstof voor de explosie naar een begeleidende ster kan zijn overgeheveld. Fox en zijn team gebruikten de Wide Field Camera 3 van de Hubble-ruimtetelescoop om de omgeving van supernova SN 2013ge te onderzoeken in ultraviolet licht. Daarnaast hebben ze oudere Hubble-opnamen bestudeerd. Op de beelden zagen de astronomen het licht van de supernova tussen 2016 en 2020 vervagen, maar tegelijkertijd dook op bijna dezelfde plek een bron van ultraviolet licht op die zijn helderheid behield. Volgens de onderzoekers is dat een begeleider van de ontplofte ster. Op eerdere Hubble-beelden van SN 2013ge waren twee pieken in de uv-straling van de explosie te zien in plaats van één, zoals bij de meeste supernova’s. Volgens Fox is de eerste piek veroorzaakt door de supernova-explosie zelf en is de tweede ontstaan op het moment dat de schokgolf van de explosie de begeleidende ster bereikte. De recente Hubble-waarnemingen laten zien dat deze ster weliswaar flink is opgeschud, maar dat hij niet is vernietigd. Het betreft een zware ster die uiteindelijk zelf ook een supernova-explosie zal ondergaan. Van zijn voormalige metgezel resteert nu waarschijnlijk slechts een compact restant, in de vorm van een neutronenster of zwart gat. Fox en zijn medewerkers willen nu met de Hubble-ruimtetelescoop gaan speuren naar meer voorbeelden van supernova-explosies waarbij een begeleidende ster betrokken was. Vooralsnog zien ze in hun ontdekking steun voor het al bestaande vermoeden dat de meeste zware sterren als dubbelsterren ontstaan en evolueren. (EE)
Meer informatie:
Hubble Reveals Surviving Companion Star in Aftermath of Supernova

   
4 mei 2022 • Nieuwe ‘zwarte weduwe’-dubbelster opgespoord
Astronomen van het Massachusetts Institute of Technology (VS) hebben een dubbelster ontdekt die (vermoedelijk) bestaat uit een snel rondtollende neutronenster of pulsar en een lichte ster die om elkaar heen wentelen. De afstand tussen beide objecten is dermate gering dat de pulsar zijn metgezel langzaam kan opslokken, net zoals een zwarte-weduwespin haar partner leegzuigt (Nature, 4 mei). Tot nu toe zijn in ons Melkwegstelsel ruim tien van dit soort dubbelsterren opgespoord. De nieuwe kandidaat, die de aanduiding ZTF J1406+1222 heeft gekregen, heeft de kortste omlooptijd van allemaal. De pulsar en zijn begeleider wentelen in 62 minuten om elkaar. Een andere bijzondere eigenschap van de vermoedelijke zwarte-weduwedubbelster is dat er (op ruime afstand) nog een derde ster omheen cirkelt. De astronomen denken dat ZTF J1406+1222, net als de meeste zwarte weduwen, is voortgekomen uit een zogeheten bolvormige sterrenhoop. Deze sterrenhoop is op enig moment waarschijnlijk naar het centrum van ons Melkwegstelsel gemigreerd, waar hij door de zwaartekracht van het centrale zwarte gat uit elkaar is getrokken. Het drievoudige stersysteem, dat waarschijnlijk al langer in het Melkwegstelsel rondzwerft dan de zon bestaat, is daarbij intact gebleven. De meeste zwarte weduwen worden ontdekt via de gamma- en röntgenstraling die de centrale pulsar uitzendt. Maar bij ZTF J1406+1222 hebben de astronomen gebruik gemaakt van de regelmatige helderheidsvariaties die de lichte begeleidende ster op zichtbare golflengten vertoont. Deze variaties ontstaan doordat de ‘voorkant’ van de ster – de kant die altijd naar de pulsar is gericht – vele malen heter is dan de achterkant, vanwege de energierijke straling die hij van de pulsar ontvangt. De ontdekking is het resultaat van een gerichte zoekactie met de Zwicky Transient Facility (een sterrenwacht in Californië) naar sterren die op tijdschalen van een uur of minder met een factor 10 of meer in helderheid variëren. Deze combinatie van eigenschappen kan erop wijzen dat er sprake is van een ster die op geringe afstand om een pulsar draait. Bij deze zoekactie werden de al bekende zwarte weduwen ‘herontdekt’, wat de betrouwbaarheid van de nieuwe aanpak bevestigde. En vervolgens ontdekten de astronomen een ster waarvan de helderheid elke 62 minuten met een factor 13 verandert. Daarmee was de ontdekking van ZTF J1406+1222 een feit. Omdat het tot nu toe niet is gelukt om gamma- of röntgenstraling van de centrale pulsar te detecteren, is het nog niet helemaal zeker dat ZTF J1406+1222 een ‘zwarte weduwe’ is. Dat zullen verdere waarnemingen moeten uitwijzen. (EE)
Meer informatie:
Astronomers discover a rare “black widow” binary, with the shortest orbit yet

   
4 mei 2022 • Krachtige zonnevlam kondigt komst van nieuwe zonnevlekkengroep aan
Op 3 mei heeft de zon een krachtige uitbarsting geproduceerd. De ‘zonnevlam’ van klasse X1 – de zwaarste categorie – hangt samen met een zonnevlekkengroep aan de rand van de zon, die tevens een stuk of tien kleinere zonnevlammen heeft ontketend. De zonnevlam verstoorde het kortegolf-radioverkeer boven de Atlantische Oceaan en Europa. Zonnevlammen zijn explosieve verschijnselen aan het zonsoppervlak waarbij grote lussen van zonnematerie – zogeheten plasma – opstijgen. Bij de grootste zonnevlammen komt een miljard keer zoveel energie vrij als bij de explosie van een waterstofbom. De uitbarstingen worden ingedeeld naar sterkte: de kleinste zonnevlammen zijn van klasse A. Daarna volgen B, C, M en X, waarbij elke klasse een factor tien krachtiger is dan de voorgaande. Een X-vlam is dus tien keer zo hevig als een M-vlam en honderd keer zo hevig als een C-vlam. Elke klasse is op zijn beurt weer ingedeeld in een fijnere schaal die in principe van 1 tot 9 loopt. Omdat er soms X-vlammen optreden die krachtiger zijn dan X9, kan de teller bij deze categorie hoger oplopen. Zo werd in maart 1989 een zonnevlam van (naar schatting) klasse X28 geregistreerd. De activiteit van de zon is de laatste maanden flink toegenomen. Het ziet er dus naar uit dat er de komende tijd nog meer krachtige zonnevlammen zullen optreden. Naar verwachting zal de zonneactiviteit in de zomer van 2027 een piek bereiken en daarna weer afnemen. (EE)
Meer informatie:
X-flare Announces New Sunspot Group

   
3 mei 2022 • Waarom heeft de aarde geen ‘trojanen’?
Grote inslagen op onze pas gevormde planeet, zoals de inslag die leidde tot de vorming van de maan, hebben mogelijk kleine planetoïden verdreven uit hun ‘veilige havens’ in de baan van de aarde om de zon. Tot die conclusie komt een onderzoeksteam van de Universiteit van Michigan onder leiding van Kevin Napier (Sky&Telescope, 2 mei). In vergelijkbare stabiele gebieden in de omloopbaan van Jupiter – de zogeheten lagrangepunten L4 en L5 die zestig graden vóór en achter de planeet zelf liggen – zijn duizenden van zulke trojaanse planetoïden te vinden. En ook de planeten Neptunus en Mars worden door een flink aantal trojanen begeleid. Maar de punten L4 en L5 van de aarde lijken zo goed als leeg te zijn, afgezien van twee kleine objecten die onze planeet waarschijnlijk slechts tijdelijk begeleiden. Eventuele aardse trojanen zijn moeilijk te vinden, omdat ze zich van ons uit gezien altijd dicht bij de zon ophouden. Toch kunnen zich sinds de prille jeugd van de aarde, toen het zonnestelsel wemelde van de planetoïden, talrijke objecten in de gebieden L4 en L5 hebben verzameld. Maar waar zijn die dan gebleven? Napier en zijn collega’s stellen dat grote inslagen, zoals die waarbij de maan is ontstaan, daarvoor verantwoordelijk kunnen zijn geweest. Hun computersimulaties laten zien dat ze een eventuele oerpopulatie van trojanen sterk zouden hebben verstoord. Een grote inslag op aarde brengt namelijk kleine veranderingen teweeg in de vorm van de aardbaan. En deze veranderingen destabiliseren op hun beurt de trojanen rond de lagrangepunten. Op die manier zou onze planeet haar meeste, of zelfs alle, trojanen zijn kwijtgeraakt. Overigens staat het allerminst vast dat er daadwerkelijk zo’n grote oerpopulatie van trojanen bij de aarde heeft bestaan. Zo stelt Bill Bottke van het Southwest Research Institute dat de grote planeten-in-wording in ons zonnestelsel de vele planetoïden in langgerekte schuine omloopbanen hebben gemanoeuvreerd, waardoor er weinig of geen objecten rond L4 en L5 achterbleven. (EE)
Meer informatie:
Where Did Earth’s Trojans Go? Ask the Moon

   
29 april 2022 • Webb-ruimtetelescoop staat op scherp, maar is nog niet klaar
NASA’s Webb-ruimtetelescoop is nu volledig uitgelijnd. Uit een volledige analyse blijkt dat de telescoop in staat is om scherpe opnamen te maken met elk van zijn wetenschappelijke instrumenten. Als volgende stap zullen nu die instrumenten stuk voor stuk in bedrijf worden genomen – een proces dat ongeveer twee maanden in beslag zal nemen. Volgens het team van technici dat de uitlijning heeft verricht zijn de optische prestaties van de telescoop beter dan de meest optimistische voorspellingen. De beeldkwaliteit die aan alle instrumenten wordt geleverd is ‘buigingsbegrensd’, wat wil zeggen dat de fijnheid van de details die kunnen worden waargenomen zo goed is als met een telescoop van deze omvang mogelijk is. Van nu af aan zal aan de hoofdspiegel van de Webb-telescoop die uit achttien zeshoekige segmenten bestaat, afgezien van kleine periodieke bijstellingen, niet meer worden ‘gesleuteld’. De komende maanden zal het Webb-team zich bezighouden met de in bedrijfstelling van de vier wetenschappelijke instrumenten van de ruimtetelescoop. Elk instrument bestaat uit een geavanceerd combinatie van lenzen, maskers, filters en elektronica, waarmee wetenschappelijk onderzoek zal worden gedaan. Tijdens de inbedrijfstellingsfase zullen de instrumenten worden geconfigureerd en in verschillende combinaties worden gebruikt, om er zeker van te zijn dat ze klaar zijn voor gebruik. (EE)
Meer informatie:
NASA’s Webb In Full Focus, Ready for Instrument Commissioning

   
29 april 2022 • Gammastraling uit Melkwegcentrum lijkt toch niet afkomstig van donkere materie
Onderzoekers van de Australian National University (ANU) hebben een alternatieve verklaring gevonden voor de mysterieuze concentratie van gammastraling die afkomstig is uit het centrum van ons Melkwegstelsel. Sommige astronomen beschouwen deze straling als een signatuur van de hypothetische donkere materie. Maar de ANU-onderzoekers denken nu dat zogeheten millisecondepulsars – extreem snel rondtollende neutronensterren – de bron zijn (Nature Astronomy, 28 april). Neutronensterren zijn de compacte restanten van sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Sommige van deze objecten zenden bundels van elektromagnetische straling uit waardoor ze waarneembaar zijn als een pulserend object: een pulsar. Als zo’n pulsar ruwweg honderd keer per seconde om zijn as tolt, wordt hij een millisecondepulsar genoemd. Van sommige nabije millisecondepulsars is bekend dat ze gammastraling uitzenden. En de Australische onderzoekers hebben nu berekend dat de gezamenlijke emissie van een populatie van deze objecten – ongeveer 100.000 in getal – een hoeveelheid gammastraling zou produceren die overeenkomt met de ‘overtollige’ gammastraling die uit de richting van het galactisch centrum komt. Volgens de wetenschappers zou ook het gamma-signaal van het naburige Andromedastelsel grotendeels aan millisecondepulsars kunnen worden toegeschreven. (EE)
Meer informatie:
Spinning stars shed new light on strange signal coming from galactic center

   
28 april 2022 • Tientallen kometen ontdekt bij ster Bèta Pictoris
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Fransman Alain Lecavelier des Etangs (CNRS/Sorbonne-universiteit, heeft tientallen kometen ontdekt in het planetenstelsel-in-wording van de ster Bèta Pictoris. De ontdekking is het resultaat van 156 dagen van waarnemingen met NASA-satelliet TESS, die speciaal is bedoeld voor het opsporen van exoplaneten en andere objecten buiten ons zonnestelsel (Scientific Reports, 28 april). De 63 lichtjaar verre ster Bèta Pictoris staat bij astronomen al bijna dertig jaar in het middelpunt van de belangstelling. Dat komt doordat in 1983 een opvallende schijf van stof en puin rond de naar schatting pas 20 miljoen jaar oude ster werd ontdekt met de Nederlands/Brits/Amerikaanse infraroodsatelliet IRAS. In deze schijf zijn in respectieve 2008 en 2019 ook twee forse planeten ontdekt. Bovendien kon in dat laatste jaar uit gegevens van TESS worden opgemaakt dat rond Bèta Pictoris ook talrijke kometen – kleine ijzige hemellichamen – cirkelen. Het was voor het eerst dat het bestaan van (exo)kometen bij een andere ster kon worden bevestigd. Voortbouwend op deze eerdere ontdekkingen hebben Lecavelier des Etangs en zijn collega’s nu dertig kometen bij Bèta Pictoris weten op te sporen. Hun waarnemingen laten zien dat de diameters van deze objecten uiteenlopen van drie to veertien kilometer. Ook konden de wetenschappers een schatting maken van de grootte-verdeling van de kometen, dat wil zeggen: de relatieve aantallen kleine en grote kometen. Gebleken is dat deze verdeling verrassend veel lijkt op die van de kometen in ons eigen zonnestelsel. (EE)
Meer informatie:
Discovery of 30 exocomets in a young planetary system

   
26 april 2022 • Vreemde vulkanische gesteenten op Mars hebben mogelijk een explosieve oorsprong
Een onderzoeksteam onder leiding van planeetwetenschapper Steve Ruff van Arizona State University (VS) heeft aan de hand van gegevens van verschillende Marsmissies vastgesteld dat het raadselachtige olivijnrijke gesteente in de Marskrater Gusev en in en rond de Marskrater Jezero wellicht een type gesteente is dat ignimbriet wordt genoemd – een stollingsgesteente dat ontstaat bij explosieve uitbarstingen van grote vulkaankraters. De Gusev-krater is zestien jaar geleden onderzocht door NASA’s kleine Marsrover Spirit. Tussen deze krater en het gebied in en rond de Jezero-krater, dat momenteel door Marsrover Perseverance wordt verkend, liggen gesteenten aan het oppervlak die veel olivijn bevatten. De overeenkomsten tussen deze ver uit elkaar liggende gesteenten waren nog niet eerder onderzocht, maar de nieuwe analyse wijst erop dat ze op vergelijkbare wijze zijn ontstaan. Olivijn is een veel voorkomend silicaatmineraal dat afkomstig is van magma dat in de mantel van Mars is gevormd (ditzelfde proces doet zich ook op aarde voor). Het is dus aannemelijk dat de olivijnrijke gesteenten op Mars een vulkanische oorsprong hebben. Ruff en zijn team wilden onderzoeken of dit olivijnrijke materiaal wellicht is afgezet in de vorm van vulkanische as die over het gebied is neergedwarreld. Maar uiteindelijk kwamen ze tot een heel andere conclusie. De detailfoto’s die Marsrover Spirit van de gesteenten heeft gemaakt bleken namelijk een opvallend mozaïekpatroon te vertonen dat ook bij een specifiek soort vulkanisch gesteente op aarde te zien is: ignimbriet. Dit gesteente is zowel vulkanisch als sedimentair van karakter. Het ontstaat als een grote stroom van bijna gesmolten vulkanische as en puimsteen over een terrein schuift en zich in een paar dagen ophoopt in lagen van wel een meter dik. Deze ignimbrietafzettingen koelen in de loop van maanden of jaren langzaam af, wat resulteert in een ingewikkeld patroon van breuken die ontstaan doordat het dikke pakket van as en puimsteen samentrekt. Op aarde worden ignimbrieten aangetroffen op plekken als het Yellowstone National Park in het westen van de VS. Deze zijn afkomstig van een enorme vulkaankrater die zich ongeveer 2,1 miljoen jaar geleden heeft gevormd en inmiddels is opgevuld. Nu heeft Mars de grootste vulkaan in ons zonnestelsel en zijn grote delen van de planeet bedekt met gestolde lavastromen. Het is dus niet zo verrassend dat er op veel plaatsen vulkanisch gesteente ligt. Maar van slechts een paar plekken werd vermoed dat er misschien ignimbrieten zouden kunnen voorkomen. De nieuwe bevindingen wijzen er nu op dat dit soort gesteente op meer plaatsen op Mars te vinden is. Er is wel een groot verschil tussen de (vermoedelijke) ignimbrieten van Mars en de aarde: deze laatste bevatten doorgaans veel minder olivijn, met uitzondering van de alleroudste. Volgens Ruff kan dit erop wijzen dat het explosieve soort vulkanisme waarbij ignimbrieten ontstaan alleen in de vroege geologische geschiedenis van een planeet optreedt. (EE)
Meer informatie:
Enigmatic rocks on Mars show evidence of a violent origin

   
26 april 2022 • NASA verlengt wetenschappelijke ruimtemissies
Na een grondige evaluatie heeft het Amerikaanse ruimteagentschap NASA acht onbemande ruimtemissies verlengd vanwege hun wetenschappelijke productiviteit en potentieel om onze kennis van het zonnestelsel te verdiepen. De missies - Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Science Laboratory (Curiosity), InSight lander, Lunar Reconnaissance Orbiter, OSIRIS-REx en New Horizons - krijgen extra tijd, zolang ze technisch gezond blijven tenminste. De meeste missies krijgen drie jaar extra, maar OSIRIS-REx zal met negen jaar worden verlengd om een nieuwe bestemming te kunnen bereiken. Deze ruimtesonde verzamelde in 2020 bodemmonsters van de planetoïde Bennu en is momenteel op weg terug naar de aarde. Het is de bedoeling dat hij het verzamelde materiaal in 2029 aflevert en daarna doorvliegt naar de 370 meter grote planetoïde Apophis, die onze planeet nog datzelfde jaar tot op slechts 32.000 kilometer zal naderen. Dat biedt de mogelijkheid om te onderzoeken welke veranderingen een planetoïde tijdens zo’n ‘scheervlucht’ ondergaat. Ook zal worden geprobeerd om met de ‘uitlaatgassen’ van de ruimtesonde het gruizige oppervlak van Apophis in beroering te brengen. De missie van Marslander InSight wordt slechts tot eind dit jaar voortgezet, tenzij de (stoffige) zonnepanelen van het toestel nog wat langer voldoende stroom kunnen blijven leveren. InSight staat al sinds 2018 op Mars en doet vooral seismisch en meteorologisch onderzoek. De verlenging van de missie van de ruimtesonde MAVEN, die vanuit een omloopbaan om Mars de atmosfeer en het magnetische veld van deze planeet onderzoekt, komt op een uitgelezen moment. Ze maakt het mogelijk om te onderzoeken hoe de hoge atmosfeer en het magnetische veld van Mars reageren op de toenemende zonneactiviteit, die naar verwachting in 2025 een hoogtepunt zal bereiken. (EE)
Meer informatie:
NASA Extends Exploration for 8 Planetary Science Missions

   
25 april 2022 • Grote gasvoorraden ontdekt in ‘slapende’ sterrenstelsels
Nieuwe gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) wijzen erop dat sterrenstelsels die een zogeheten starburst – een ‘geboortegolf’ van sterren – hebben doorgemaakt hun gas niet uitstoten, maar juist vasthouden. Vreemd genoeg gebruiken de sterrenstelsels dat materiaal niet voor de productie van meer sterren (The Astrophysical Journal, 25 april). In de meeste sterrenstelsels is gas min of meer op dezelfde manier verdeeld als het sterlicht. Maar bij post-starburststelsels (PSBs) is dat anders. PSBs verschillen van andere sterrenstelsels omdat ze zijn ontstaan in de nasleep van fusies tussen sterrenstelsels. Zo’n samensmelting van stelsels resulteert doorgaans in een enorme opleving van de stervormingsactiviteit, maar bij PSBs komt daar al snel een einde aan. Daarom dachten astronomen tot nu toe dat er in de kernen van deze stelsels simpelweg geen ‘brandstof’ voor de vorming van nieuwe sterren meer te vinden is. De hele voorraad aan moleculair gas zou onder invloed van sterrenwinden en de jets van zwarte gaten de ruimte in zijn geblazen. De nieuwe gegevens weerleggen deze theorie. Met ALMA zijn aanzienlijke hoeveelheden gas binnen de sterrenstelsels ontdekt, en dat overgebleven gas is zelfs sterk geconcentreerd. Desondanks ontstaan er in deze gaswolken relatief weinig sterren. Een andere opvallende eigenschap van het gas is dat het verrassend turbulent is. Volgens hoofdonderzoeker Adam Smercina van de Universiteit van Washington (VS) is het denkbaar dat de stervorming in de onderzochte stelsels door de turbulenties wordt geremd, net zoals een harde wind een vuur(tje) kan doven. Maar stervorming kan ook worden versterkt door turbulentie, net zoals wind vlammen kan aanwakkeren. De grote vraag is nu hoe deze turbulentie is ontstaan en hoe zij bijdraagt aan het stilleggen van de stervormingsactiviteit. Een definitief antwoord hebben de astronomen nog niet. Maar het is denkbaar dat de energie voor de turbulentie wordt geleverd door de hete accretieschijven rond de superzware zwarte gaten in de centra van de slapende sterrenstelsels. (EE)
Meer informatie:
Scientists Find Elusive Gas From Post-starburst Galaxies Hiding in Plain Sight

   
25 april 2022 • ‘Zwaarste’ bevingen tot nu toe geregistreerd op Mars
De seismometer die door NASA’s Marslander InSight op Mars is geplaatst, heeft zijn twee hevigste seismische gebeurtenissen tot nu toe geregistreerd: Marsbevingen van magnitude 4,2 en 4,1 – vijf keer sterker dan de zwaarste die tot nu toe waren opgetekend. De beide bevingen deden zich voor op het andere halfrond van de planeet (vanuit InSight gezien). Door middel van seismisch onderzoek hopen wetenschappers meer te weten te komen over het inwendige van Mars, en met name over de ligging van de grens waar zijn kern overgaat in zijn mantel (The Seismic Journal, 22 april). Van de zwaarste beving, die de aanduiding S0976a heeft gekregen, kon de oorsprong vrij nauwkeurig worden vastgesteld. Het epicentrum ervan lag nabij Valles Marineris, een uitstrekt stelsel van kilometers diepe ravijnen nabij de evenaar van Mars. Dat dit gebied seismisch actief zou zijn, werd al vermoed: op beelden vanuit de ruimte zijn daar talrijke breuken en aardverschuivingen te zien. De tweede beving (S1000a) kon niet exact worden gelokaliseerd, maar net als bij S0976a lijkt het epicentrum aan de andere kant van Mars te hebben gelegen. De golven van deze 94 minuten durende beving – de langste tot nu toe – lijken de grens tussen kern en mantel te hebben gepasseerd. Beving S0976a had waarschijnlijk een veel diepere oorsprong dan S1000a. Laatstgenoemde vertoonde een frequentiespectrum dat sterke overeenkomsten vertoont met bevingen dicht bij het planeetoppervlak. Het seismische patroon van S0976a lijkt meer op de bevingen die eerder zijn opgetreden bij Cerberus Fossae - een gebied met lange breuklijnen - waarvan de diepte is op ongeveer vijftig kilometer is bepaald. In vergelijking met de overige seismische activiteit die door InSight is gedetecteerd, zijn de twee nieuwe bevingen aan de ‘andere kant’ van Mars echte uitschieters. (EE)
Meer informatie:
Two Largest Marsquakes to Date Recorded from Planet’s Far Side

   
25 april 2022 • Nieuw model kan zeldzame kosmische explosies verklaren
Een team van astrofysici van Northwestern University (VS) heeft een nieuw model gepresenteerd voor een bijzondere klasse van kosmische explosies: de FBOTs – een afkorting die staat voor Fast Blue Optical Transients. Volgens de wetenschappers zou de oorsprong van deze extreem heldere en hete objecten kunnen liggen bij de afkoelende cocons rond de ‘jets’ van stervende sterren. Als een zware ster ineenstort, kan hij twee bundels van materie uitstoten die bijna de snelheid van het licht bereiken. Deze energierijke bundels komen in botsing met de instortende lagen van de stervende ster waardoor zich een cocon om de jet vormt. Het nieuwe model laat zien dat naarmate de jet de cocon verder naar buiten duwt - weg van de kern van de instortende ster - deze afkoelt. De hitte die daarbij vrijkomt, vertoont op optische golflengten een opvallend blauwe gloed (vandaar de ‘B’ in FBOTs). FBOTs zijn supernova-achtige explosies die aanvankelijk op zichtbare golflengten werden waargenomen. De eerste werd in 2018 opgemerkt en voorlopig is de teller blijven steken bij vijf. Dat er zo weinig FBOTs worden opgemerkt, komt doordat ze zo kort duren: ze bereiken binnen enkele dagen hun piekhelderheid en doven dan snel uit – veel sneller dan ‘gewone’ supernova’s. Na de ontdekking van de eerste FBOT vroegen astrofysici zich af of de mysterieuze explosies wellicht verband hielden met een andere klasse van explosieve verschijnselen: de gammaflitsen. Gammaflitsen zijn de hevigste en helderste explosies die we kennen, en ook zij worden in verband gebracht met stervende sterren. Beide zijn van korte duur en stoten jets van energierijke deeltjes uit. Maar opvallend genoeg bevatten de sterren die een gammaflits produceren geen waterstof, terwijl FBOTs juist waterstofrijk zijn. Het nieuwe model biedt een verklaring voor dit verschil. De meeste waterstof in een waterstofrijke ster bevindt zich in diens buitenste schil – een laag die dermate dik is dat de jet er niet doorheen komt. De jet zal de ster dus nooit echt kunnen verlaten, en dat is de reden waarom er geen gammaflits optreedt. De verpieterende jet draagt echter al zijn energie over aan de cocon – de enige component die wél aan de ster kan ontsnappen. De cocon, die waterstof bevat, zou dan de bron van het karakteristieke FBOT-licht zijn. FBOTs zenden niet alleen helder zichtbaar licht uit, maar ook radio- en röntgenstraling. Ook dat kan het model verklaren. Wanneer de cocon in aanraking komt met het dicht gas rond de ster, warmt dit gas op en zendt het radiostraling uit. En wanneer de cocon maar ver genoeg is uitgedijd, kan ook de röntgenstraling ontsnappen die wordt uitgezonden door de ziedend hete materie rond het zwarte gat dat uit de ineenstortende ster is ontstaan. (EE)
Meer informatie:
Dying stars’ cocoons might explain fast blue optical transients

   
22 april 2022 • Dichte atmosfeer houdt Venus draaiende
Zonder haar dichte, snel bewegende atmosfeer zou Venus waarschijnlijk niet ronddraaien. In plaats daarvan zou de zusterplaneet van de aarde altijd met dezelfde kant naar de zon zijn gericht, net zoals we vanaf de aarde steeds dezelfde kant van de maan zien. Volgens astrofysicus Stephen Kane van de Universiteit van Californië te Riverside (VS) zouden planeetatmosferen daarom een belangrijkere rol moeten spelen bij het onderzoek van Venus en andere planeten (Nature Astronomy, 20 april). De zwaartekracht van een groot hemellichaam kan een kleiner object ervan weerhouden om te draaien – een verschijnsel dat ‘synchrone (of gebonden) rotatie’ wordt genoemd. Volgens Kane zou dat ook bij Venus het geval zijn geweest als deze planeet geen dichte atmosfeer had ontwikkeld. Een atmosfeer wordt doorgaans beschouwd als een dunne, bijna op zichzelf staande laag die nauwelijks grip heeft op de onderliggende planeet. Maar als een atmosfeer zo omvangrijk en dicht is als die van Venus oefent deze wel degelijk invloed uit op de planeet, zelfs op diens rotatie. Venus doet er 243 aardse dagen over om één keer om haar as te draaien, maar haar atmosfeer jakkert in vier dagen om de planeet. Deze extreem snelle winden zetten een rem op haar rotatie en verzwakken tegelijkertijd de grip van de zwaartekracht van de zon. De trage rotatie heeft op haar beurt weer grote gevolgen voor het klimaat op Venus, waar de gemiddelde temperatuur 480 graden Celsius bedraagt – een temperatuur waarbij lood zou smelten. Een van de oorzaken van deze hitte is dat bijna alle zonne-energie die door de planeet wordt geabsorbeerd door de atmosfeer wordt opgenomen en nooit het oppervlak bereikt. Tegelijkertijd zorgt de Venus-atmosfeer ervoor dat de planeet de eenmaal verkregen hitte niet meer kan kwijtraken – een toestand die ‘een op hol geslagen’ broeikaseffect wordt genoemd. Onduidelijk is nog in welke mate de gedeeltelijk synchrone rotatie van Venus aan dit broeikaseffect bijdraagt. Volgens Kane zijn de modellen waarmee wetenschappers dit soort situaties proberen te interpreteren doorgaans gebaseerd op aardse modellen, die echter tekortschieten als het om Venus gaat. Verder onderzoek van deze planeet kan helpen om deze computermodellen te verbeteren. Dat is niet alleen van belang om Venus zelf beter te leren begrijpen, maar ook voor het onderzoek van exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel. De meeste exoplaneten die straks met de nieuwe Webb-ruimtetelescoop worden waargenomen, zullen zich heel dicht bij hun ster bevinden – dichter zelfs dan Venus bij de zon. Ook zij zullen waarschijnlijk dus een (min of meer) gebonden rotatie vertonen. Omdat we deze planeten waarschijnlijk nooit van dichtbij zullen zien, is het volgens Kane van cruciaal belang dat de modellen rekening houden met de effecten van getijdenwerking. Anders zullen we de omstandigheden op deze planeten niet goed kunnen begrijpen. (EE)
Meer informatie:
Why Venus rotates, slowly, despite sun’s powerful grip

   
20 april 2022 • Astronomen ontdekken een nieuw soort sterexplosies: micronovae
Een team van astronomen heeft, met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), een nieuw soort sterexplosie waargenomen: een micronova. Deze uitbarstingen doen zich voor op het oppervlak van bepaalde sterren, en kunnen in luttele uren ongeveer 3,5 miljard Grote Piramiden van Gizeh aan stermateriaal opbranden (Nature, 20 april). Micronovae zijn extreem heftige gebeurtenissen, maar naar astronomische maatstaven stellen ze niet zoveel voor. Ze zijn veel minder krachtig dan novae – sterexplosies die astronomen al eeuwen kennen. Beide soorten explosies doen zich voor bij witte dwergen: uitgeputte sterren die ongeveer evenveel massa hebben als onze zon, maar net zo klein zijn als de aarde. Een witte dwerg die deel uitmaakt van een dubbelstersysteem kan materiaal, voornamelijk waterstof, aan zijn begeleider onttrekken, mits deze maar dichtbij genoeg is. Als dit gas op het zeer hete oppervlak van de witte dwergster valt, fuseren de waterstofatomen heel snel tot helium. Gevolg: een thermonucleaire explosie die zich over het gehele steroppervlak uitstrekt. ‘Zo’n detonatie zorgt ervoor dat het hele oppervlak van de witte dwerg opvlamt en wekenlang fel straalt,’ aldus Nathalie Degenaar, astronoom aan de Universiteit van Amsterdam, die deel uitmaakt van het onderzoeksteam. Micronovae zijn vergelijkbaar van aard, maar minder hevig en korter van duur. Ze doen zich voor bij witte dwergen met sterke magnetische velden, die materiaal naar de magnetische polen van de ster kanaliseren. Ook dat resulteert in een thermonucleaire explosie, maar dan lokaal en van beperkte omvang. Toch wordt bij zo’n micronova-explosie altijd nog ongeveer 20.000.000 biljoen kilogram waterstof in helium omgezet. De astronomen kwamen op het spoor van deze ‘micro-explosies’ bij het analyseren van gegevens van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Bij het doorspitten van de gegevens ontdekten ze een heldere lichtflits die een paar uur duurde. Daarna werden er nog twee ontdekt. Twee van de drie explosies vonden plaats op reeds bekende witte dwergsterren, bij de derde kon achteraf worden vastgesteld dat het ook daarbij om een witte dwerg ging. De nieuwe micronovae stellen de bestaande ideeën over sterexplosies op de proef en zouden wel eens talrijker kunnen zijn dan gedacht. Maar hoe talrijk ze precies zijn, zal pas blijken als meer van deze kortstondige explosies zijn waargenomen. (EE)
Meer informatie:
Oorspronkelijk persbericht