De Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een opname gemaakt van een planeet die om b Centauri draait – een dubbelster die met het blote oog waarneembaar is. De planeet draait in een zeer wijde baan om het stersysteem (Nature, 9 december). Het dubbelstersysteem b Centauri (ook bekend als HIP 71865), dat op een afstand van ongeveer 325 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus staat, heeft minstens zes keer zoveel massa als de zon en is daarmee verreweg het zwaarste stersysteem waarbij de aanwezigheid van een planeet is aangetoond. Tot nu toe waren er nog geen planeten waargenomen bij sterren van meer dan drie zonsmassa’s. De meeste zware sterren zijn tevens erg heet, en deze dubbelster vormt daar geen uitzondering op. Zijn hoofdster is een zogeheten type B-ster die meer dan drie keer zo heet is als de zon. Dankzij die zinderende temperatuur zendt hij grote hoeveelheden ultraviolette en röntgenstraling uit. De grote massa en de hitte van dit soort sterren hebben een sterke invloed op het omringende gas, dat de vorming van planeten zou moeten tegengaan. Naarmate een ster heter is, produceert hij meer energierijke straling, waardoor het omringende materiaal sneller verdampt. De nieuwe ontdekking toont echter aan dat zich in zulke heftige stersystemen wel degelijk planeten kunnen vormen – iets wat tot nu toe onwaarschijnlijk werd geacht. De nu ontdekte planeet, b Centauri (AB)b of b Centauri b genaamd, heeft tien keer zoveel massa als Jupiter en is daarmee een van de zwaarste planeten die ooit zijn ontdekt. Bovendien beweegt hij om het stersysteem in een van de wijdste omloopbanen die ooit zijn gezien, op een afstand die maar liefst honderd keer zo groot is als de afstand van Jupiter tot de zon. Deze grote afstand tot het centrale sterrenpaar zou wel eens doorslaggevend kunnen zijn geweest voor het overleven van de planeet. Met ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die later dit decennium zijn eerste waarnemingen zal doen, hopen astronomen meer te weten komen over deze ‘extreme’ planeet. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Aan de hand van waarnemingen met de Very Large Array (VLA), een grote opstelling van radioschotels in Californië (VS), hebben astronomen kunnen aantonen dat de jet van materie die door de kern van het elliptische reuzensterrenstelsel M87 wordt uitgestoten, tot op bijna 3300 lichtjaar afstand van diens centrale superzware zwarte gat wordt gekanaliseerd door een kurkentrekkervormig magnetisch veld. De materie in deze jet is georganiseerd in een dubbele helix, vergelijkbaar met de structuur van DNA (The Astrophysical Journal Letters, 7 december). In M87 bevindt zich een zwart gat dat 6,5 miljard jaar zoveel massa heeft als onze zon. Dat zwarte gat was in 2019 het eerste dat ooit in beeld is gebracht. Op de nieuwe VLA-opname, gemaakt door een team onder leiding van Alice Pasetto van de National Autonomous University of Mexico, is dit zwarte gat niet te zien, maar wel de door hem veroorzaakte ‘straalstroom’ van materie. Pasetto en haar collega’s hebben de VLA gebruikt om het magnetische veld in de omgeving van de zogeheten waarnemingshorizon van het zwarte gat in kaart te brengen. Daartoe hebben zij de polarisatie gemeten die de radiogolven in de verschillende delen van de jet van M87 vertonen. Daarbij is geconstateerd dat het spiraalvormige magnetische veld verrassend sterk is en zich tot ver van het zwarte gat uitstrekt. Verwacht was dat het magnetische veld op grotere afstand van het zwarte gat zou afzwakken, maar het lijkt erop dat instabiliteiten in de stroom van materie binnen de jet het magnetische veld meer geordend kunnen maken. De instabiliteiten fungeren als het ware als ‘hogedrukgebieden’ die de magnetische veldlijnen samendrukken. De astronomen denken dat deze interactie tussen de instabiliteiten in de materiestroom en het magnetische veld de oorzaak is van de dubbele-helixstructuur die op de VLA-beelden te zien is. En als dit in de jet van M87 gebeurt, dan gebeurt het waarschijnlijk ook bij vergelijkbare sterrenstelsels elders in het heelal. (EE)
Meer informatie:
→ VLA Reveals Double-Helix Structure in Massive Galaxy’s Jet
Afgelopen maandag heeft NASA de Space Telescope Imaging Spectrograph van de Hubble-ruimtetelescoop weer geactiveerd. Daarmee zijn nu alle vier de wetenschappelijke instrumenten in bedrijf. Ook zijn er sinds 1 november geen synchronisatiefouten meer opgetreden, die eind oktober ertoe leidden dat de ruimtetelescoop in ‘winterslaap’ ging. NASA-technici zullen blijven werken aan het ontwikkelen en testen van veranderingen aan de instrumentensoftware die hen in staat zou stellen om wetenschappelijke operaties uit te voeren, zelfs als er in de toekomst meerdere synchronisatieberichten optreden. Medio december zal als eerste de Cosmic Origins Spectrograph zo’n digitale ‘boosterprik’ krijgen; de overige instrumenten volgen de maanden daarna. De Hubble-ruimtetelescoop is nu al meer dan 31 jaar operationeel en heeft gedurende deze periode tal van baanbrekende waarnemingen gedaan. NASA rekent erop dat het instrument ook na de lancering van de Webb-ruimtetelescoop, later deze maand, nog tot ver in het lopende decennium zal blijven functioneren, zodat de beide ruimtetelescopen elkaar kunnen aanvullen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Returns Hubble to Full Science Operations
Astronomen hebben een model over hoe botsende clusters van sterrenstelsels de verschillende stadia van hun botsing doorlopen, waarbij ze steeds een nieuwe vorm aannemen. Een stompe vorm verandert in een scherpe kegel, die weer transformeert tot de vorm van een tong. Die eerste en die laatste zijn al vele malen waargenomen, maar de scherpe kegel ontbrak nog – tot nu toe dan (Astronomy & Astrophysics, 7 december). De meeste sterrenstelsels maken deel uit van clusters: groepen van honderden of zelfs duizenden sterrenstelsels. Tussen hen in zit veel ruimte, gevuld met een heet gas dat we het intraclustermedium (ICM) noemen. Sterrenstelsels kun je in zichtbaar licht zien, bijvoorbeeld met de Hubble-ruimtetelescoop, maar het ICM is alleen waarneembaar met röntgentelescopen, omdat het buitengewoon honderden miljoenen graden heet is. Met slechts één deeltje per liter is het extreem ijl, maar omdat het zoveel ruimte inneemt, draagt het nog steeds tienmaal meer massa bij aan een cluster dan zijn sterrenstelsels. De onmetelijkheid van de ruimte binnen een cluster wordt ook duidelijk tijdens een botsing met een naburige cluster: sterrenstelsels passeren elkaar ongehinderd, terwijl het ICM daadwerkelijk botst. Astronomen hebben al tal van zulke botsingen waargenomen, die vertonen echter allemaal ofwel de contouren van een stompe vorm, zoals de beroemde Kogelcluster, ofwel die van een uitgestoken tong, zoals Abell 168. Maar nu heeft een team van astronomen, onder leiding van Xiaoyuan Zhang (SRON/Leidse Sterrewacht), eindelijk het ontbrekende puzzelstukje gevonden. Door de röntgensatelliet Chandra 55 uur op de cluster ZwCl 2341+0000 te richten, hebben ze de scherpe-kegelfase van deze kosmische botsing kunnen registreren. De waarnemingen van ZwCl 2341+0000 geven een inkijkje in hoe de Kogelcluster er over enkele honderden miljoenen jaren zal uitzien. (EE)
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Een internationaal team van onderzoekers onder Groningse leiding heeft ook na veertig uur meten met extra goede telescopen geen spoor van donkere materie vastgesteld bij het sterrenstelsel AGC 114905. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ‘Ga nog maar eens goed meten, want dan zul je zien dat er wél donkere materie rond jullie sterrenstelsel zit.’ Dat hoorden Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) en collega’s nadat ze eind 2019 zes sterrenstelsels hadden ontdekt met amper tot geen donkere materie. Maar na veertig uur extra meten met behulp van de Very Large Array in het Amerikaanse New Mexico lijken de bewijzen voor een donkerematerieloos sterrenstelsel alleen maar sterker te zijn geworden. Het sterrenstelsel in kwestie is AGC 114905 op zo’n 250 miljoen lichtjaar van ons vandaan. Het is een zogeheten ultradiffuus dwergsterrenstelsel. De naam dwergsterrenstelsel slaat op de lichtzwakte en niet op zijn grootte. Het sterrenstelsel is namelijk ongeveer zo groot als onze eigen Melkweg, maar bevat duizend keer minder sterren. Het heersende idee is dat alle sterrenstelsels, en zeker ultradiffuse dwergstelsels, alleen kunnen bestaan als ze door donkere materie bij elkaar wordt gehouden. De onderzoekers verzamelden tussen juli en oktober 2020 uur met behulp van de VLA-telescoop veertig uur lang gegevens over de draaiing van gas in AGC 114905. Vervolgens maakten ze een grafiek met op de x-as de afstand van het gas tot het centrum van het sterrenstelsel en op de y-as de draaisnelheid van het gas. Dat is een beproefde manier om donkere materie te onthullen. Uit de grafiek blijkt dat de draaisnelheid van het gas in AGC 114905 compleet te verklaren is met alleen maar normale materie. Volgens de onderzoekers is er één aanname die roet in het eten kan gooien. Dat is de geschatte hoek waaronder ze het sterrenstelsel denken waar te nemen. Deze hellingshoek moet echter wel heel erg afwijken van de schatting wil er alsnog plaats zijn voor donkere materie. Ondertussen zijn de onderzoekers nog een tweede ultradiffuus dwergsterrenstelsel in detail aan het bekijken. Als ook bij dat sterrenstelsel geen sporen van donkere materie aanwezig lijken te zijn, maakt dat de zaak rond de donkerematerie-arme sterrenstelsels nog sterker. De onderzoeken van Mancera Piña en collega’s staan niet op zichzelf. Eerder al ontdekte onder anderen de Nederlands-Amerikaanse astronoom Pieter van Dokkum (Yale University) een sterrenstelsel met nauwelijks donkere materie.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Uit nieuw onderzoek door astronomen van de Universiteit van Maryland (VS) blijkt dat komeet Bernardinelli-Bernstein (BB), de grootste komeet die ooit is ontdekt, al veel eerder actief was dan eerder werd gedacht. ‘Actief’ betekent dat het ijs in de komeet verdampt, waardoor zich een omhulsel van stof en gas om deze vormt – een zogeheten coma. Slechts één keer eerder is een actieve komeet op grotere afstand van de zon waargenomen, en die was veel kleiner dan komeet BB (The Planetary Science Journal, 29 november 2021). Om de samenstelling van een komeet te kunnen bepalen, is het van belang om te weten wanneer hij actief is (geworden). Kometen zijn samenklonteringen van stof en ijs die zijn overgebleven bij de vorming van het zonnestelsel. Wanneer een komeet zijn kleinste afstand tot de zon nadert, warmt hij op en begint het ijs te verdampen. Hoe warm de komeet moet zijn om de verdamping in gang te laten komen hangt af van het soort ijs dat hij bevat. Vaak gaat het daarbij om (bevroren) water, koolstofdioxide, koolstofmonoxide of een andere verbinding. Komeet BB werd voor het eerst opgemerkt in juni 2021, in bijna zeven jaar oude gegevens van de Dark Energy Survey (DES) – een internationale opgezette hemelverkenning op het zuidelijke halfrond. Op de DES-beelden was de heldere vaste kern van de komeet te zien, maar ze hadden niet genoeg resolutie om ook diens coma te tonen. Met een middellijn van zestig tot honderd kilometer is komeet BB, die nu nog verder van de zon verwijderd is dan de planeet Uranus, verreweg de grootste komeet die ooit is waargenomen. De meeste kometen zijn slechts één kilometer groot en worden op veel geringere afstand van de zon ontdekt. Toen onderzoeker Tony Farnham van de Universiteit van Maryland van de ontdekking hoorde, vroeg hij zich onmiddellijk af of de komeet wellicht ook te zien zou zijn op opnamen van de TESS-satelliet, die de grote stukken hemel afspeurt om exoplaneten te kunnen opsporen. Farnham en zijn collega’s hebben vervolgens duizenden TESS-opnamen uit de periode 2018-2020 digitaal bij elkaar opgeteld – een techniek die ‘stacking’ wordt genoemd – om een duidelijker beeld van de komeet te verkrijgen. Op die manier hebben de onderzoekers een wazige gloed van stof rondom komeet BB ontdekt – een teken dat hij destijds al actief was en een coma had ontwikkeld. Voor de zekerheid hebben ze ook nog een aantal andere verre ‘ijsdwergen’, waarvan vaststaat dat ze niet actief zijn, op deze manier in beeld gebracht. Omdat deze geen waas bleken te vertonen, is het team van Farnham ervan overtuigd dat de gloed rond komeet BB echt een actieve coma is. De grote omvang van de komeet en diens afstand tot de zon doen vermoeden dat het verdampende ijs dat ervoor heeft gezorgd dat zich een coma heeft gevormd grotendeels uit koolstofmonoxide bestaat. Omdat koolstofmonoxide-ijs al begint te verdampen wanneer het vijf keer zo ver verwijderd is van de zon dan komeet BB tijdens zijn ontdekking, is het aannemelijk dat hij al lang voordien actief was. De door astronomen Pedro Bernardinelli en Gary Bernstein ontdekte komeet zal de zon niet dichter naderen dan tot op 1,6 miljard kilometer. Dat zal in januari 2031 het geval zijn. Maar ondanks zijn grote omvang zal hij zelfs dan niet waarneembaar zijn met het blote oog. (EE)
Meer informatie:
→ New Study Shows the Largest Comet Ever Observed was Active at Near-Record Distance
Een internationaal team van 78 onderzoekers, onder leiding van Kristine W.F. Lam en Szilárd Csizmadia van het Institut für Planetenforschung in Berlijn, heeft een uitzonderlijk lichte exoplaneet ontdekt. De ruim 9000 kilometer grote planeet, met de aanduiding GJ 367 b, heeft half zoveel massa als de aarde en doet slechts ongeveer acht uur over één omloop om zijn moederster. Hij is bijna 31 lichtjaar van ons verwijderd (Science, 2 december). GJ 367 b behoort niet alleen tot de lichtste van de bijna 5000 exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, met een omlooptijd van slechts een derde aardse dag is hij is ook een van de snelst bewegende. Uit de combinatie van zijn massa en omvang leiden de wetenschappers af dat het om een rotsachtige planeet gaat, die ongeveer dezelfde dichtheid heeft als Mercurius, de binnenste planeet van ons eigen zonnestelsel. Dat suggereert dat hij, net als Mercurius, een grote ijzerkern heeft. Net als de meeste andere exoplaneten is GJ 367 b ontdekt doordat hij van ons uit gezien met regelmatige tussenpozen voor zijn moederster langs schuift. Dit resulteert in regelmatige dipjes in de helderheid van de ster, die door NASA-satelliet TESS zijn geregistreerd. De massa van de planeet is bepaald met het HARPS-instrument van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili, waarmee kan worden gemeten hoe sterk moederster GJ 367 b door de aanwezigheid van de planeet aan het schommelen wordt gebracht. Het is niet voor het eerst dat een exoplaneet met een omlooptijd van minder dan 24 uur is ontdekt, maar tot nu toe is nog maar een handjevol van deze ‘snellopers’ bekend. Hoe deze ultrasnelle planeten zijn ontstaan is nog onduidelijk. Hoe dan ook: erg vriendelijk zijn de omstandigheden op GJ 367 b niet. Door de nabijheid van de moederster – een rode dwerg die ongeveer half zo groot is als de zon – kan de temperatuur op zijn oppervlak oplopen tot 1500 graden Celsius. (EE)
Meer informatie:
→ Ultra-light and super-fast - Discovery of sub-Earth planet GJ 367b
Astronomen van de McDonald-sterrenwacht van de Universiteit van Texas in Austin (UT Austin) en het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik hebben een ongewoon massarijk zwart gat ontdekt in het hart van Leo I, een van de kleine satellietstelsels van de Melkweg. Opmerkelijk genoeg is dit zwarte gat bijna net zo zwaar als het zwarte gat in het centrum van ons eigen sterrenstelsel, dat dertig keer zo groot is als Leo I. De astronomen besloten Leo I onder de loep te nemen, omdat hij – anders dan de meeste andere kleine satellietstelsels die om het Melkwegstelsel draaien – niet veel donkere materie lijkt bevatten. Bij hun onderzoek hebben de astronomen het donkere-materieprofiel van Leo I gemeten – dat wil zeggen: de wijze waarop de dichtheid van de donkere materie van buiten naar binnen verandert. Zij deden dit door de zwaartekrachtsaantrekking die de sterren van Leo I ondervinden te bepalen: hoe sneller deze sterren bewegen, des te meer materie moet zich binnen hun omloopbanen bevinden. Het onderzoeksteam wilde met name weten of de dichtheid van donkere materie toeneemt naar het centrum van het dwergsterrenstelsel toe, en of hun profielmeting zou overeenkomen met eerdere metingen die zijn gedaan met behulp van oudere waarnemingen in combinatie met computermodellen. Toen de astronomen hun verbeterde gegevens en geavanceerde modellen invoerden in een supercomputer, kwam daar een ongekend resultaat uit. Alles wijst erop dat Leo I inderdaad heel weinig donkere materie bevat, maar wel een ‘overdreven groot’ zwart gat in zijn centrum heeft. ‘Als de massa van het zwarte gat van Leo I groot is, kan dat verklaren hoe de zwarte gaten in grote sterrenstelsels zijn gegroeid’, aldus Karl Gebhardt van UT Austin. Dat komt doordat kleine sterrenstelsels zoals Leo I mettertijd worden opgeslokt door grote soortgenoten. Daarbij smelt het zwarte gat van het kleinere sterrenstelsel samen met dat van het grotere sterrenstelsel, waardoor zijn massa toeneemt. (EE)
Meer informatie:
→ Texas Astronomers Discover Strangely Massive Black Hole in Milky Way Satellite Galaxy
Onderzoekers van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian hebben een nieuw type dubbelster opgespoord waarvan het bestaan al was voorspeld. De ontdekking geeft uitsluitsel over het ontstaan van een zeldzaam soort sterren in het heelal (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, december 2021). Het lang gezochte type dubbelster is ontdekt door postdoc Kareem El-Badry, aan de hand van waarnemingen met de Shane-telescoop van de Lick-sterrenwacht in Californië en gegevens van onder meer de Europese astrometrische satelliet Gaia. De meeste sterren in het heelal eindigen als zogeheten witte dwergen: kleine compacte objecten die ontstaan wanneer een sterren al hun ‘brandstof’ hebben verbruikt en uiteindelijk in elkaar zakken. In uitzonderlijke gevallen verandert de ster daarbij in een witte dwerg van extreem lage massa – een object met minder dan een derde van de massa van de zon. Het bestaan van deze extreem lichte witte dwergen was nogal raadselachtig. Als de heersende theorie van de sterevolutie klopt, zouden deze stellaire onderdeurtjes meer dan 13,8 miljard jaar oud moeten zijn – dus ouder dan het heelal zelf, wat fysisch onmogelijk zou zijn. Mettertijd zijn astronomen dan ook tot de conclusie gekomen dat een extreem lichte witte dwerg alleen kan ontstaan met hulp van een stellaire begeleider. Deze ster zou relatief snel (in minder dan 13,8 miljard jaar tenminste) materie aan de witte dwerg kunnen onttrekken, totdat deze in een extreem lichte witte dwerg verandert. Tot nu toe was echter geen overtuigend voorbeeld van zo’n bijzondere dubbelster gevonden. Wel waren al tal van voorbeelden ontdekt waarbij witte dwergen materie van een begeleidende ster ontvangen en van extreem lichte witte dwergen die een normale witte dwerg als begeleider hebben. De overgangsfase – een ster die het grootste deel van zijn massa is kwijtgeraakt en bijna tot extreem lichte witte dwerg is geslonken – was nog nooit waargenomen. Met behulp van gegevens Gaia en de Zwicky Transient Facility van Caltech heeft El-Badry in eerste instantie vijftig voorbeelden weten te selecteren die kenmerken van extreem lichte witte-dwergen-in-wording leken te vertonen. Eenentwintig daarvan heeft hij aan een nader onderzoek onderworpen, en met succes: het bleken allemaal extreem lichte witte dwergen in de gezochte overgangsfase te zijn. De ontdekte objecten zijn meer opzwollen dan ‘gewone’ extreem lichte witte dwergen en bovendien ook eivormig, vanwege de zwaartekrachtsaantrekking die hun begeleidende ster uitoefent. En bij dertien ervan zijn aanwijzingen gevonden dat ze nog steeds massa aan hun begeleider verliezen. Daarmee lijkt een ontbrekend puzzelstukje in de theorie van de evolutie van dubbelsterren te zijn gevonden. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Observe a New Type of Binary Star Long Predicted to Exist
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een onderzoeksteam, onder leiding van Karina Voggel, astronoom aan de Sterrenwacht van Straatsburg, het meest nabije paar superzware zwarte gaten opgespoord dat ooit is waargenomen. De twee objecten bevinden zich ook veel dichter bij elkaar dan alle andere paren superzware zwarte gaten, en zullen uiteindelijk samensmelten tot één groot zwart gat (Astronomy & Astrophysics, 30 november). De twee zwarte gaten bevinden zich in het sterrenstelsel NGC 7727 in het sterrenbeeld Waterman en zijn ongeveer 89 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd. Dat lijkt misschien ver weg, maar het is veel dichterbij dan de vorige recordhouders, die zich op een afstand van 470 miljoen lichtjaar bevinden. Superzware zwarte gaten houden zich schuil in het centrum van zware sterrenstelsels en wanneer twee van zulke stelsels samensmelten, komen de zwarte gaten op ramkoers te liggen. Het tweetal in NGC 7727 is aan de hemel gezien slechts 1600 lichtjaar van elkaar verwijderd en dat wijst erop dat ze waarschijnlijk al binnen 250 miljoen jaar tot één groot zwart gat zullen samensmelten. Voggel en haar team konden de massa’s van de beide objecten bepalen door te onderzoeken hoe hun zwaartekracht de beweging van de hen omringende sterren beïnvloedt. Het grootste van de twee, dat zich precies in het hart van NGC 7727 bevindt, bleek bijna 154 miljoen keer zoveel massa te hebben als de zon, terwijl de massa van zijn metgezel 6,3 miljoen zonsmassa’s bedraagt. Het is voor het eerst dat de massa’s van een tweetal superzware zwarte gaten op deze manier zijn gemeten. Dat was mogelijk dankzij de relatieve nabijheid van het sterrenstelsel en de nauwkeurige waarnemingen die het team heeft kunnen doen op de Paranal-sterrenwacht in Chili. Daarbij hebben de astronomen gebruikgemaakt van de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van ESO’s VLT. Astronomen hadden al het vermoeden dat zich in NGC 7727 twee zwarte gaten bevonden, maar hadden hun bestaan tot nu toe niet kunnen bevestigen, omdat we geen grote hoeveelheden hoogenergetische straling uit hun directe omgeving waarnemen, die hun bestaan zou hebben verraden. ‘Onze ontdekking impliceert dat er veel meer van deze overblijfselen van samensmeltende sterrenstelsels kunnen bestaan, waarin zich zware zwarte gaten schuilhouden die op ontdekking wachten,’ aldus Voggel. ‘Het totale aantal superzware zwarte gaten dat in het lokale heelal bekend is, zou hierdoor met dertig procent kunnen toenemen.’ (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Na de Advanced Camera for Surveys (ACS) en de cruciale Wide Field Camera 3 is nu ook de Cosmic Origins Spectrograph (COS) van de Hubble-ruimtetelescoop weer geactiveerd. Dat betekent dat het instrument weer voor driekwart in bedrijf is. Alleen de Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) is nog niet ingeschakeld. Op 23 oktober gingen de instrumenten van de ruimtetelescoop na een storing in ‘winterslaap’, waardoor het Hubble-onderzoeksprogramma compleet stil kwam te liggen. De instrumenten gaven toen foutcodes af, die erop wezen dat de timing-informatie die nodig is om correct te reageren op commando’s en data-verzoeken soms wegviel. De daaropvolgende herstart verhielp dit synchronisatieprobleem eventjes, maar twee dagen laten ging het opnieuw mis. Hoewel er sinds 1 november geen synchronisatiefouten meer zijn opgetreden, willen NASA-technici de diverse instrumenten van nieuwe instructies voorzien, die ervoor moeten zorgen dat het onderzoeksprogramma niet zo snel stil komt te liggen. Zodra deze oplossing grondig is getest, wat nog wel een paar weken kan duren, zal COS als eerste worden geüpdatet. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Takes Another Step Toward Full Hubble Ops: Spectrograph Returns
Dankzij een garantstelling van de Radboud Universiteit, is er nu groen licht voor de start van de Africa Millimetre Telescope (AMT). Het project heeft als doel een radiotelescoop in Namibië te bouwen. Daarnaast garandeert de Radboud Universiteit een wetenschappelijke en technische bijdrage aan het EHT-consortium voor de komende tien jaar. De AMT wordt de eerste radiotelescoop in Afrika die gevoelig is voor millimeterstraling, en maakt deel uit van een groot samenwerkingsproject tussen de Radboud Universiteit en de University of Namibia (UNAM). Hoofddoel van het project is om met een radiotelescoop in Namibië het telescopennetwerk van de Event Horizon Telescope uit te breiden. Met dit netwerk is in 2019 de allereerste foto van een zwart gat gemaakt. ‘Door de toevoeging van de AMT aan het netwerk van EHT zijn er meer verbindingen tussen de telescopen mogelijk, zodat betere afbeeldingen en video’s van het zwarte gat in ons eigen sterrenstelsel gemaakt kunnen worden. Wij kunnen hierdoor onze theorieën van zwarte gaten nog beter testen, en begrijpen hoe ze enorme hoeveelheden energie kunnen opwekken’, zegt Heino Falcke, bedenker en wetenschappelijk leider van het project. De AMT werkt ook als standalone telescoop, de enige van zijn soort in heel Afrika. De telescoop kan variaties in helderheid van grote en kleine zwarte gaten gaan monitoren – ook in samenwerking met optische telescopen of telescopen voor de detectie van kosmische gammastraling zoals de H.E.S.S. in Namibië en de CTA in Chili. De telescoop, met een diameter van 15 meter, wordt gebouwd naar een beproefd ontwerp en wordt uitgerust met de nieuwste generatie instrumenten. Soortgelijke telescopen staan al bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili en bij het Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM) op de Plateau de Bure in de Franse Alpen. De AMT wordt op een duurzame manier aangedreven, door het gebruik van zonnestroom en wellicht waterstof.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Op 23 november jl. is Hans de Rijk – bij velen beter bekend als Bruno Ernst – overleden. De Rijk (1926) was een Nederlands natuurkundige, leraar wis- en natuurkunde en kosmografie, publicist en wetenschapspopularisator. Hij werd internationaal bekend door zijn boeken over het werk van de graficus Maurits Escher. Hij publiceerde meer dan 250 werken onder zes pseudoniemen over onderwerpen die uiteenlopen van zonnewijzers en sterrenkunde tot kalligrafie en kunst. Hans de Rijk was onder (veel) meer oprichter van de Nederlandse Zonnewijzerkring en Volkssterrenwacht Simon Stevin te Oudenbosch (recent 'heropgericht' als Sterrenwacht Tivoli). Ook richtte hij de tijdschriften Archimedes (natuurkunde) en Pythagoras (wiskunde) op. En daarnaast was hij gedurende vele jaren redactielid van het sterrenkundetijdschrift Zenit. Als erkenning voor zijn vele activiteiten op het gebied van de wetenschapscommunicatie ontving De Rijk in 2009 de Eurekaprijs van NWO. En bovendien is er een planetoïde naar hem vernoemd. (EE)
Gegevens van de Europese Gaia-satelliet herschrijven de geschiedenis van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Wat lang voor satellietstelsels van het Melkwegstelsel werd aangezien, blijken nu veelal relatieve nieuwkomers te zijn in onze galactische omgeving (The Astrophysical Journal, 24 november). Een dwergsterrenstelsel is een verzameling van tussen de duizend en enkele miljarden sterren. Decennialang werd algemeen aangenomen dat deze dwergstelsels al vele miljarden jaren satellieten van ons Melkwegstelsel zijn. Maar dankzij de nieuwste Gaia-gegevens heeft een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van François Hammer van het Observatoire de Paris-Université Paris Sciences et Lettres (Frankrijk) nu de bewegingen van de dwergstelsels heel precies kunnen uitrekenen, en de resultaten zijn nogal verrassend. Hammer en zijn collega’s hebben ontdekt dat de vermeende satellietstelsels veel sneller bewegen dan de reuzensterren en sterrenhopen waarvan vaststaat dat zij in banen om het Melkwegstelsel draaien. De dwergstelsels hebben zoveel snelheid dat zij nog niet per se door de Melkweg ‘ingevangen’ hoeven te zijn. Ze zijn waarschijnlijk pas een paar miljard jaar geleden in onze omgeving beland. De nieuwe bevindingen stemmen overeen met de eerdere ontdekking dat de Grote Magelhaense Wolk, een fors nabij dwergstelsel, eveneens teveel snelheid heeft om door de zwaartekracht aan de Melkweg gebonden te zijn, terwijl lang werd aangenomen dat hij als een satelliet om ons sterrenstelsel draaide. Datzelfde lijkt nu dus ook voor veel kleine ‘satellietstelsels’ te gelden. Of de nieuwkomers uiteindelijk door het Melkwegstelsel zullen worden ingevangen of ons gewoon zullen passeren, is nog onduidelijk. Sommige misschien wel, maar andere niet. Dit hangt af van de exacte massa van het Melkwegstelsel, en die is niet goed bekend: de bestaande schattingen lopen met een factor twee uiteen. De ontdekking heeft belangrijke implicaties voor de aard van de dwergsterrenstelsels. Stelsels die in banen om het Melkwegstelsel draaien staan bloot aan sterke getijdenkrachten: ze zouden op den duur dus uit elkaar getrokken moeten worden. Dat dit bij de vermeende satellieten van de Melkweg niet is gebeurd, bracht astronomen tot de conclusie dat zij veel donkere materie bevatten – materie die niet waarneembaar is, maar wel zwaartekracht uitoefent. Maar het feit dat Gaia heeft aangetoond dat de meeste dwergstelsels pas ‘sinds kort’ om het Melkwegstelsel cirkelen, betekent dat zij helemaal geen donkere materie hoeven te bevatten, en dat het nog wel even kan duren voordat ze gesloopt worden. (EE)
Meer informatie:
→ Gaia reveals that most Milky Way companion galaxies are newcomers to our corner of space
Vanochtend (donderdag 24 november) om 7.21 uur Nederlandse tijd is vanaf de Vandenberg-ruimtebasis in Californië de Double Asteroid Redirection Test (DART) gelanceerd. DART heeft de 780 meter grote planetoïde Didymos als bestemming. Zijn taak is om met hoge snelheid op het ongeveer 160 meter grote maantje van deze planetoïde, Dimorphos geheten, in te slaan en diens omloopbaan te beïnvloeden. De ruimtesonde, met een lanceergewicht van 610 kilogram, heeft niet veel meer aan boord dan wat navigatie-sensoren en een camera. Doel van dit experiment is om te onderzoeken of planetoïden die ongemakkelijk dicht bij de aarde dreigen te komen voldoende uit koers kunnen worden gebracht om een botsing te vermijden. DART zal zijn doelwit op 26 september volgend jaar bereiken. Zijn inslag zal worden gefilmd door een mini-ruimtesonde van Italiaanse makelij – LICIACube – die zich tien dagen van tevoren van DART moet losmaken. In 2024 wordt nog de Europese ruimtesonde Hera naar de beide planetoïden gestuurd, om meer te weten te komen over de massa en oppervlakte-eigenschappen van Dimorphos, en over de krater die DART heeft geslagen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s DART Mission Launches!
Seismische gegevens verzameld op Elysium Planitia, het op één na grootste vulkanische gebied op Mars, wijzen erop dat er onder het planeetoppervlak een ondiepe sedimentlaag ingeklemd zit tussen twee lavastromen. Dat blijkt uit metingen van de Amerikaanse Marslander InSight, waar diverse internationale onderzoekspartners bij betrokken zijn, onder wie Cédric Schmelzbach van de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich en Brigitte Knapmeyer-Endrun van de Universiteit van Keulen, die daarover op 23 november in Nature Communications berichten. De wetenschappers hebben gebruik gemaakt van seismische gegevens van InSight om de samenstelling van de Elysium Planitia-regio te analyseren. Daarbij hebben zij informatie verkregen over de ondergrond van het gebied tot een diepte van ongeveer tweehonderd meter. Een analyse van de verzamelde gegevens laat zien dat zich vlak onder het oppervlak een ongeveer drie meter dikke laag van zanderig materiaal bevindt, die op een vijftien meter dikke laag van grover materiaal rust. Deze laatste bestaat waarschijnlijk uit rotsblokken die bij een meteorietinslag werden opgeworpen en weer terugvielen. Onder deze toplagen is een ongeveer 150 meter dikke laag basaltgesteenten, oftewel afgekoelde en gestolde lavastromen, ontdekt. Op een diepte van 150 meter bevindt zich echter nog een extra laag van dertig à veertig meter dik die afwijkende seismische eigenschappen vertoont. Deze wijzen erop dat de laag uit losser materiaal bestaat. Om de ondiepere lavastromen te dateren, hebben de onderzoekers kratertellingen uit bestaande literatuur gebruikt. Geologen kunnen gesteenten dateren aan de hand van bestaande kennis over de inslagfrequentie van meteorieten: oppervlakken met talrijke inslagkraters zijn ouder dan oppervlakken met minder kraters. Bovendien reiken grotere kraters tot in diepere lagen, waardoor ook diepe gesteente kunnen worden gedateerd. De conclusie van het onderzoek is dat de ondiepere lavastromen ongeveer 1,7 miljard jaar oud zijn en zich hebben gevormd tijdens de Amazone-periode - een geologisch tijdperk op Mars dat wordt gekenmerkt door een gering aantal inslagen en door koude, extreem droge omstandigheden, die ongeveer drie miljard jaar geleden zijn begonnen. De diepere basaltlaag werd veel vroeger gevormd – ongeveer 3,6 miljard jaar geleden, toen er nog veel vulkanische activiteit was op Mars. Al met al lijkt het gesteente onder Elysium Planitia meer gelaagdheid te vertonen en poreuzer te zijn dan werd aangenomen. De resultaten dragen niet alleen bij tot een beter begrip van de geologische processen die Elysium Planitia hebben gevormd, maar kunnen ook waardevol zijn voor toekomstige Marslandingen. De gegevens geven bijvoorbeeld meer inzicht in de draagkracht van de bodem. (EE)
Meer informatie:
→ Analysis of Mars’s wind-induced vibrations sheds light on the planet’s subsurface properties
De lancering van de James Webb Space Telescope (JWST) – de prestigieuze opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop – is minstens vier dagen opgeschoven. De extra tijd is nodig om de ruimtetelescoop aan extra tests te onderwerpen, na een recent ‘incident’ tijdens de voorbereidingen van de lancering. Volgens planning zou de JWST op 18 december met een Europese Ariane 5-raket vanuit Kourou in Frans Guyana worden gelanceerd. Het incident deed zich voor bij werkzaamheden in de voorbereidingsfaciliteit in Kourou, die onder verantwoordelijkheid van Arianespace worden uitgevoerd. Technici waren bezig met de voorbereidingen om de ruimtetelescoop aan de adapter van de draagraket te bevestigen, die nodig is om het instrument aan de bovenste trap van de Ariane 5-draagraket te koppeling. Daarbij schoot een klemband los, waardoor er trillingen optraden. Daarop werd een door NASA geleide onderzoeksraad bijeengeroepen, die nu aanvullende tests zal uitvoeren, om er zeker van te zijn dat de JWST geen averij heeft opgelopen. Deze tests zullen naar verwachting eind deze week zijn afgerond. De Webb-ruimtetelescoop is een internationaal samenwerkingsproject van NASA en de ruimteagentschappen van Europa en Canada. Hij zal de kosmos op infrarode golflengten gaan onderzoeken – van ons eigen zonnestelsel tot verre sterrenstelsels in het vroege heelal. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Provides Update on Webb Telescope Launch
Astronomen hebben een uitgeputte ster ontdekt die een begeleidend object – een planeet of een lichte ster – het leven zuur maakt. Hij bestookt hem met hitte en intense straling en trekt hem ook nog eens aan flarden. De meeste sterren, waaronder onze zon, ondergaan een complete gedaanteverandering wanneer hun brandstof opraakt. Ze zwellen op en koelen af tot een ‘rode reus’, die vervolgens zijn buitenste lagen afstoot. Wat resteert is een ‘witte dwerg’ – een compacte ster die nog miljarden jaren kan blijven nagloeien. Een team van onderzoekers heeft met behulp van de röntgensatellieten Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA) ontdekt dat drie van deze witte dwergsterren ongewoon gedrag vertonen. Witte dwergen stralen doorgaans laagenergetische röntgenstraling uit, maar dit drietal produceert ook verrassend veel röntgenstraling bij hogere energieën. Bij een van de drie, de 1300 lichtjaar verre witte dwerg KPD 0005+5106, neemt de intensiteit van de hoogenergetische röntgenstraling om de 4,7 uur toe en af. Dat wijst erop dat er een ander object – een planeet of een ster met weinig massa – in een baan om hem heen cirkelt. Het materiaal dat de witte dwerg van zijn lichte begeleider aantrekt, komt op zijn oppervlak terecht, en veroorzaakt daar een zeer heldere vlek van hoogenergetische röntgenstraling. Van ons uit gezien schuift de begeleider met regelmatige tussenpozen voor deze ‘hotspot’ langs, waardoor de röntgenhelderheid van de witte dwerg tijdelijk afneemt. De astronomen hebben vastgesteld dat de afstand tussen de witte dwerg en zijn begeleider slechts ongeveer 800.000 kilometer bedraagt. Dat betekent dat de onfortuinlijke ster of (waarschijnlijker) planeet niet alleen voortdurend met intense hitte wordt bestookt, maar ook in snel tempo materiaal kwijtraakt. Berekeningen laten zien dat hij binnen een paar honderd miljoen jaar helemaal aan flarden getrokken zal zijn. Van de beide andere witte dwergen werd eveneens gedacht dat het solitaire objecten waren, maar ook zij zenden hoogenergetische röntgenstraling uit. Dit doet vermoeden dat alle drie de onderzochte witte dwergen kleine begeleiders (vermoedelijk planeten) hebben. Onduidelijk is nog hoe planeten op zulke geringe afstanden om witte dwergsterren kunnen cirkelen. (EE)
Meer informatie:
→ Roasted and Shredded by a Stellar Sidekick
Vanaf zijn positie hoog boven de aardatmosfeer heeft de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA dit najaar scherpe opnamen gemaakt van de vier buitenste planeten van ons zonnestelsel. Anders dan de rotsachtige binnenplaneten, zoals de aarde en Mars, bestaan deze verre werelden grotendeels uit ijzig koude mengsels van gassen zoals waterstof, helium, ammoniak, methaan. De kiekjes die Hubble dit jaar van deze dynamische ‘gasreuzen’ heeft geschoten, maken deel uit van het langlopende Outer Planets Atmospheres Legacy-programma (OPAL). Het doel van dit onderzoeksprogramma is om de vier buitenplaneten elk jaar nauwkeurig in beeld te brengen, om eventuele veranderingen in hun atmosferen te kunnen registreren. De kennis die daarbij wordt opgedaan kan in de toekomst worden gebruikt om opnamen van planeten buiten ons zonnestelsel te interpreteren. De recente Hubble-opnamen van Jupiter bevestigen het veranderlijke karakter van diens turbulente atmosfeer, waarin zich diverse nieuwe stormen hebben ontwikkeld. Maar onderzoekers zijn nog het meest verrast door de verkleuring rond de evenaar van de planeet. Dit deel van de Jupiter-atmosfeer vertoont al sinds een paar jaar niet meer zijn vertrouwde witte of beige tint, maar is nu diep oranje van kleur. De verwachting was dat deze gordel zijn roodachtige waas mettertijd zou verliezen, maar dat is tot nu toe niet gebeurd. Ook de atmosfeer op het noordelijk halfrond van Saturnus, waar het momenteel ‘herfst’ is, vertoont opvallende kleurveranderingen, net als in voorgaande jaren. Zo vertoont het gebied rond de zuidpool van de planeet nu een blauwachtige tint. Op het noordelijk halfrond van Uranus is het nu lente, en daardoor ontvangt dit deel van de planeet nu meer ultraviolette straling van de zon. Als gevolg daarvan lijkt het poolgebied helderder te zijn geworden. De oorzaak daarvan wordt gezocht bij de afbraak van methaangas en de aanwezigheid van smogdeeltjes in de atmosfeer. Vreemd genoeg is de scherpe zuidelijke begrenzing van de ‘poolkap’ niet opgeschoven, mogelijk doordat de aangrenzende straalstroom een onneembare barrière vormt. Op de nieuwe beelden van Neptunus is de donkere wervelstorm in de atmosfeer van deze planeet, die de afgelopen jaren sterke koersveranderingen heeft vertoond, nog steeds zichtbaar. Ook is een opvallende donkere kring te zien rond de zuidpool van Neptunus en zijn enkele heldere wolken in zijn atmosfeer waarneembaar. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble’s Grand Tour of the Outer Solar System
In 2016 ontdekten astronomen een aarde-achtige planeet die binnen de ‘leefbare zone’ om Proxima Centauri – de dichtstbijzijnde buur van onze zon – cirkelt. Er bestond hoop dat deze planeet, Proxima b, geschikt zou zijn voor de zoektocht naar chemische sporen van buitenaards leven. Maar een nieuwe analyse van gegevens van NASA-satelliet TESS wijst erop dat het – ondanks zijn relatief kleine afstand van ruim vier lichtjaar – heel moeilijk zal zijn om de planeet op de aanwezigheid van leven te onderzoeken (Universe Today, 17 november). Om te kunnen vaststellen of er leven mogelijk is op Proxima b, moeten astronomen diens atmosfeer kunnen analyseren. En dat is alleen mogelijk als de planeet kan worden waargenomen op momenten dat hij voor zijn moederster langs beweegt, en het licht de ster door zijn atmosfeer heen schijnt. Nieuw onderzoek door Emily Gilbert van de Universiteit van Chicago heeft nu echter laten zien dat het baanvlak van de planeet blijkbaar zodanig georiënteerd is, dat er van ons uit gezien geen planeetovergangen of transits optreden. Proxima b is destijds ontdekt met een techniek die de radiale-snelheidsmethode wordt genoemd. Met behulp van deze techniek kunnen de kleine schommelingen worden gedetecteerd die een ster vertoont wanneer er een planeet omheen draait. Deze schommelingen zijn het gevolg van de zwaartekrachtsaantrekking van de planeet, en kunnen worden gebruikt om diens massa te schatten. In het geval van Proxima b hebben astronomen kunnen vaststellen dat diens massa 1,24 tot 2,06 aardmassa’s bedraagt. Dat doet vermoeden dat de Proxima b in principe groot genoeg is om waarneembare helderheidsdipjes in het licht van zijn moederster te veroorzaken, maar alleen als er van ons uit ook daadwerkelijk planeetovergangen waarneembaar zijn. De eerste pogingen om zulke dipjes te registreren gaven wisselende resultaten te zien. Dat had voor een belangrijk deel te maken met het wispelturige gedrag van de ster Proxima Centauri, die geregeld uitbarstingen vertoont die óók in helderheidsvariaties resulteren. Bij hun nieuwe onderzoek hebben Gilbert en haar team nu algoritmes gebruikt waarmee de helderheidsfluctuaties van de ster Proxima uit de data van TESS kunnen worden ‘weggepoetst’. Vervolgens is het resterende ‘signaal’ van de ster onderzocht op de regelmatig optredende dipjes die karakteristiek zijn voor planeetovergangen. En die zijn niet aangetroffen. Dat betekent dat we het licht van moederster Proxima nooit door de atmosfeer van Proxima b zien schijnen – de meest voor de hand liggende manier om de chemische samenstelling van diens atmosfeer te bepalen. Toch is nader onderzoek van de Proxima b niet helemaal onmogelijk: met de nieuwe grote telescopen die de komende jaren op aarde en in de ruimte in gebruik worden genomen, zal het wellicht mogelijk zijn om Proxima b rechtstreeks te fotograferen. Ook op die manier kunnen astronomen meer te weten komen over zijn gesteldheid. (EE)
Meer informatie:
→ Maybe There’s No Way to Tell if Habitable Planets Orbit Proxima Centauri… Yet!
Astrofysici van de Universiteit van Surrey (VK) en het Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, Spanje) hebben vastgesteld dat een zwak hemelobject, ontdekt door een amateur-astronoom, een nog onbekend dwergsterrenstelsel is. Het stelsel heeft de aanduiding Pisces VII/Tri III gekregen. Amateur-astronoom Giuseppe Donatiello ontdekte het sterrenstelsel bij het bestuderen van openbaar beschikbare gegevens, en zijn vondst werd nader onderzocht door een team van professionele astrofysici, onder leiding van David Martinez-Delgado van het IAA, die gebruik maakten van betere opnamen die met de Telescopio Nazionale Galileo waren gemaakt. Deze laatste beelden waren detailrijk genoeg om te kunnen bevestigen dat het om een dwergstelsel gaat, maar om de precieze locatie van het stelsel te kunnen vaststellen zal het met nog grotere telescopen onderzocht moeten worden. Pisces VII/Tri III zou ofwel een solitair dwergstelsel kunnen zijn ofwel een satelliet van het Driehoekstelsel (M33). In het eerste geval is het ’t zwakste stelsel in zijn soort. In het tweede geval zou het pas de tweede satelliet van M33 die tot nu toe is gevonden. Naar verwachting zouden nog veel meer satellietstelsels om M33 moeten draaien, maar die zijn tot nu toe onvindbaar gebleven – mogelijk omdat ze dermate lichtzwak zijn dat ze gemakkelijk over het hoofd worden gezien. Om te kunnen bevestigen of Pisces VII/Tri III een eenling is of een satelliet van M33, zal de afstand van het dwergstelsel nauwkeurig moeten worden gemeten. En daarvoor zijn waarnemingen met een 8- of 10-meter telescoop nodig. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomical object found by amateur identified as new dwarf galaxy
Een stralingssensor aan boord van de Marsrover Curiosity heeft gegevens verzameld die van nut kunnen zijn voor toekomstige bemande missies naar de planeet Mars. Uit de metingen van deze Radiation Assessment Detector (RAD) blijkt dat lavabuizen, grotten en ondergrondse schuilplaatsen bescherming kunnen bieden tegen de kosmische (deeltjes)straling waarmee de rode planeet voortdurend wordt bestookt. Anders dan de aarde heeft Mars geen magnetisch veld dat bescherming biedt tegen de energierijke deeltjes uit de ruimte, die schadelijk zijn voor de gezondheid van astronauten. Het grootste deel van deze straling is afkomstig van exploderende sterren, maar ook de zon draagt er bij vlagen flink aan bij. Data die het RAD-instrument heeft verzameld toen Curiosity een tijdje tegen een klif aan ‘geparkeerd’ stond, laten een globale stralingsafname met vier procent zien. Belangrijker nog is de afname van 7,5 procent in de intensiteit van de neutrale deeltjesstraling, die bijzonder schadelijk is voor de mens. De afname wordt toegeschreven aan het feit dat, vanuit de Marsrover gezien, een flink deel van de hemel was afgeschermd, waardoor een deel van de kosmische straling werd tegengehouden. Als voorbereiding op toekomstige bemande missies naar Mars onderzoekt NASA op allerlei manieren hoe astronauten tegen de invloed van het ’ruimteweer’ kan worden beschermd. Zo heeft Curiosity’s opvolger Perseverance vijf ‘monsters’ bij zich van materialen die voor het maken van ruimtepakken worden gebruikt. Onderzocht zal worden hoe goed deze materialen bestand zijn tegen kosmische straling. (EE)
Meer informatie:
→ How NASA’s Curiosity Rover Is Making Mars Safer for Astronaut
Nieuw onderzoek, gebaseerd op gegevens van NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), toont aan dat er in donkere kraters rond de zuidpool van de maan niet alleen bevroren water, maar ook bevroren koolstofdioxide (CO2) te vinden kan zijn. Dat is goed nieuws voor toekomstige bemande maanmissies. Na water is koolstof waarschijnlijk de belangrijkste hulpbron op de maan. Het kan worden gebruikt voor de productie van raketbrandstof, biomaterialen en staal. In kraters rond de ijskoude polen van de maan kunnen zich allerlei vluchtige stoffen ophopen. De maan heeft weliswaar geen atmosfeer, en dus ook niet veel water, maar er wordt wel geregeld water en koolstof aangevoerd door kometen en koolstofhoudende (micro)meteorieten. Veel van de aldus gevormde moleculen verdwijnen uiteindelijk de ruimte in, maar moleculen die bij toeval in diepe kraters rond de polen van de maan verzeild raken, kunnen ter plaatse neerslaan als ijs. De temperaturen aldaar zijn, bij gebrek aan invallend zonlicht, dermate laag dat de kraters als ‘koudevallen’ fungeren. Meetgegevens van het Diviner Lunar Radiometer Experiment van de LRO laten zien dat de temperaturen rond de polen van de maan laag genoeg zijn om CO2-moleculen ‘in de val’ te laten lopen. Theoretisch zouden zich hier dan ook grote hoeveelheden CO2 kunnen hebben opgehoopt, maar of dat ook werkelijk zo is, zal nog moeten blijken. Vast staat wel dat een andere NASA-maansonde in 2009 CO2 heeft gedetecteerd in de pluim van materiaal die opstoof nadat een rakettrap (doelbewust) was ingeslagen bij de zuidpool van de maan. De totale oppervlakte aan CO2-koudevallen rond de zuidpool van de maan bedraagt ongeveer 200 vierkante kilometer. Ter vergelijking: de koudevallen van waterijs beslaan bijna 14.000 vierkante kilometer. De eventuele concentraties van CO2 zijn dus heel schaars, maar de meeste koudevallen zijn te vinden op de bodem van de relatief gemakkelijk toegankelijke krater Amundsen. De temperatuur aldaar komt nooit boven de –212 °C uit, dus zal het wel een uitdaging worden om dit gebied te verkennen. (EE)
Meer informatie:
→ CO2 Cold Traps Offer Potential Lunar Resource
De ongeveer vijftig meter grote planetoïde Kamo`oalewa, die vrij dicht in de buurt van onze planeet blijft, zou een brokstuk van onze maan kunnen zijn. Tot die conclusie komt een team van astronomen onder leiding van de Universiteit van Arizona (Nature Communications Earth and Environment, 11 november). Kamo`oalewa is een zogeheten quasi-satelliet – een benaming die wordt gebruikt voor planetoïden die in een eigen baan om de zon draaien, op relatief kleine afstand van de aarde. Er is weinig bekend over deze objecten, omdat ze heel lichtzwak, en daardoor moeilijk waarneembaar zijn. Kamo`oalewa is in 2016 ontdekt door de PanSTARRS-telescoop op Hawaï en zijn naam is afgeleid van een Hawaïaans scheppingslied. Hij komt nooit dichterbij dan ongeveer 15 miljoen kilometer (38 keer de afstand aarde-maan). Het onderzoeksteam, onder leiding van postdoc Ben Sharkey, heeft Kamo`oalewa dit voorjaar waargenomen met de Large Binocular Telescope op Mount Graham in het zuiden van Arizona. Daarbij is vastgesteld dat het reflectiespectrum van de planetoïde een sterke overeenkomst vertoont met dat van maanstenen die door Apollo-astronauten zijn verzameld. De meest plausibele verklaring voor deze gelijkenis is dat hij daadwerkelijk van de maan afkomstig is. Hoe en wanneer de planetoïde zich van de maan heeft losgemaakt, is onduidelijk. Maar het lijkt in elk geval heel onwaarschijnlijk dat Kamo`oalewa ergens anders vandaan komt: de spectra van andere planetoïden die in de buurt van de aarde komen zien er heel anders uit. Bovendien is de kans uiterst klein dat een toevallig passerende huis-tuin-en keukenplanetoïde bij toeval in een baan als die van Kamo`oalewa terechtkomt. De astronomen schatten dat Kamo`oalewa ongeveer 500 jaar geleden in zijn huidige, instabiele omloopbaan is beland. Naar verwachting zal hij nog eens ongeveer 300 jaar in deze specifieke baan kunnen blijven. (EE)
Meer informatie:
→ Near-earth asteroid might be a lost fragment of the moon
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen een klein zwart gat buiten ons Melkwegstelsel weten op te sporen, door te kijken naar hoe het de beweging van een ster in zijn nabijheid beïnvloedt. Het is voor het eerst dat deze detectiemethode is gebruikt om een zwart gat buiten ons Melkwegstelsel te ontdekken. De methode zou van cruciaal belang kunnen zijn voor het opsporen van verborgen zwarte gaten in de Melkweg en in nabije sterrenstelsels, en zou licht kunnen werpen op de manier waarop deze geheimzinnige objecten ontstaan en evolueren. Het pas ontdekte zwarte gat, dat ongeveer elf keer zoveel massa heeft als onze zon, hield zich schuil in NGC 1850, een verzameling van duizenden sterren op ongeveer 160.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg. De astronomen kwamen hem op het spoor via de zwaartekrachtsinvloed die hij uitoefent op de ster van vijf zonsmassa’s die om hem heen draait. Eerder hebben astronomen zulke kleine zwarte gaten al in andere sterrenstelsels weten op te sporen door de röntgenstraling te detecteren die zwarte gaten uitzenden wanneer ze materie opslokken of via de zwaartekrachtgolven die zwarte gaten uitzenden wanneer ze in botsing komen met elkaar of met neutronensterren. De meeste zwarte gaten van enkele zonsmassa’s verraden hun bestaan echter niet door het uitzenden van röntgenstraling of zwaartekrachtgolven. Ze kunnen alleen worden ontdekt als ze een gewone ster als begeleider hebben en diens beweging op een subtiele maar detecteerbare manier beïnvloeden. Het is voor het eerst dat een zwart gat in zo’n jonge sterrenhoop is aangetroffen (NGC 1850 is slechts ongeveer 100 miljoen jaar oud – een oogwenk naar astronomische maatstaven). Door ook andere, vergelijkbare sterrenhopen onder de loep te nemen, hopen de astronomen nog meer jonge zwarte gaten te kunnen opsporen, en deze te vergelijken met de grotere zwarte gaten in oudere sterrenhopen. Op die manier kan meer inzicht worden verkregen in de wijze waarop deze objecten ‘groeien’ door zich met sterren te voeden of met andere zwarte gaten samen te smelten. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Met behulp van een nieuwe techniek, mede ontwikkeld door Nader Haghighipour van het Planetary Science Institute, hebben astronomen een exoplaneet kunnen ontdekken die om twee ‘zonnen’ draait (The Astronomical Journal, 10 november). Het opsporen van zo’n ‘circumbinaire’ planeet is veel gecompliceerder dan het detecteren van planeten die om enkelvoudige sterren draaien. Doorgaans gebeurt dat met behulp van een methode die transit-fotometrie wordt genoemd. Bij deze methode worden sterren onderzocht op periodiek optredende helderheidsdipjes, die worden veroorzaakt door planeten waarvan de omloopbanen zodanig zijn georiënteerd dat ze van ons uit gezien met regelmatige tussenpozen voor hun ster langs schuiven. Om de baan van zo’n planeet nauwkeurig te kunnen bepalen, moeten minstens drie van deze transits of planeetovergangen worden waargenomen. Maar bij een planeet die om een dubbelster draait ligt dat ingewikkelder, omdat de planeet eerst voor de ene en dan voor de andere langs kan schuiven. Daarbij komt nog dat de omlooptijden van circumbinaire planeten altijd veel langer zijn dan de omlooptijd van de twee om elkaar wentelende sterren. Dat betekent dat astronomen de dubbelster gedurende een langere periode moeten observeren om drie planeetovergangen te kunnen waarnemen. Voor de inmiddels uitgeschakelde Kepler-ruimtetelescoop was dit geen probleem: die keek 3,5 jaar lang naar één bepaald hemelgebied keek. Maar zijn opvolger TESS speurt bijna de hele hemel af, en neemt elk stukje hemel slechts 27 dagen achtereen waar – en dat eenmalig. Dat maakt het eigenlijk onmogelijk voor TESS om drie overgangen van één planeet te registreren. Nader Haghighipour en zijn collega’s hebben in 2020 echter een nieuwe techniek bedacht waarmee zij toch circumbinaire planeten kunnen opsporen in gegevens van TESS. Voorwaarde is wel dat de planeet tijdens de 27 dagen durende waarneming twee overgangen voltooid, waarbij elke ster één keer wordt gepasseerd. En nu hebben ze op die manier inderdaad een nieuwe circumbinaire planeet kunnen opsporen. De planeet heeft de aanduiding TIC 172900988b gekregen. Hij draait om een dubbelster bestaande uit twee zonachtige sterren die net iets groter en zwaarder zijn dan onze zon. Hun circumbinaire planeet heeft een omlooptijd van ruwweg 200 dagen en is ongeveer zo groot als de planeet Jupiter. (EE)
Meer informatie:
→ Circumbinary Planet Discovered by TESS Validates New Detection Technique
NASA’s ‘vuurvaste’ Parker Solar Probe, die geleidelijk in een baan wordt gemanoeuvreerd die hem in 2025 tot op 7 miljoen kilometer van de zon moet brengen, heeft last van het alom aanwezige stof in ons zonnestelsel. Tijdens zijn baanbeweging om de zon komt ruimtesonde met snelheden van meer dan 100 kilometer per seconde in botsing met deze deeltjes, en dat levert wellicht meer schade op dan gedacht. Door de grote snelheid van de ruimtesonde worden de stofdeeltjes waarmee hij in botsing komt dermate heet dat ze verdampen en tot plasma ioniseren. Hierdoor ondergaat Parker voortdurend kleine plasma-explosies, waarvan de impact wordt onderzocht door wetenschappers van de Universiteit van Colorado in Boulder en de Johns Hopkins Universiteit. De nieuwste onderzoeksresultaten, die donderdag worden gepresenteerd tijdens de 63ste jaarlijkse bijeenkomst van de sectie Plasmafysica van de American Physical Society, laten zien dat bij sommige inslagen stukjes verf en metaal van de ruimtesonde af kunnen spatten. Dat is op zich geen groot probleem, maar de vrijkomende deeltjes kunnen Parkers navigatiecamera’s verblinden door zonlicht in de richting van de camera’s te weerkaatsen. In het allerergste geval zou de ruimtesonde daarbij zo lang verblind kunnen zijn, dat hij gedesoriënteerd raakt en zijn beschermende hitteschild niet meer precies op de zon gericht blijft. En als dat gebeurt wordt de rest van de ruimtesonde bijna letterlijk geroosterd. Het worden dus nog spannende jaren voor Parker. (EE)
Meer informatie:
→ Hypervelocity dust impacts on a spacecraft produce plasma explosions and debris cloud (Phys.org)
Het Hubble-missieteam heeft één van de wetenschappelijke instrumenten van de ruimtetelescoop – de Advanced Camera for Surveys – weer in bedrijf gesteld. Ondertussen zoekt NASA nog steeds naar de oorzaak van de storing die Hubble op 23 oktober jl. heeft getroffen. Zolang daar geen duidelijkheid over is, blijven de overige instrumenten in ‘winterslaap’. Er wordt onder meer over gedacht om de software van de ruimtetelescoop zodanig aan te passen, dat het synchronisatieprobleem dat tot het uitvallen van de meetinstrumenten leidde wordt omzeild. Mocht de storing dan opnieuw optreden, zullen de instrumenten zichzelf niet meer automatisch in veilige modus schakelen. Of dit een veilige oplossing is, wordt met behulp van simulaties op aarde nagegaan. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble’s Advanced Camera for Surveys Instrument Resumes Science, Investigation Continues
Onze telescopen hebben nog nooit een zwart gat waargenomen zwaarder dan twintig zonsmassa’s. Toch weten we dat ze bestaan, getuige de tientallen detecties van zwaartekrachtgolven. Een team van astronomen onder leiding van Peter Jonker (SRON/Radboud) heeft nu ontdekt dat telescopen een handicap hebben als het om het opsporen van zware zwarte gaten gaat (The Astrophysical Journal, 9 november). In 2015 registreerde de zwaartekrachtgolvendetector LIGO voor het eerst een zwaartekrachtgolf afkomstig van twee zwarte gaten van tientallen zonsmassa’s die op elkaar knalden en het heelal deden schudden op zijn grondvesten. Vooraf hadden weinig astronomen verwacht dat zulke zware stellaire zwarte gaten überhaupt bestaan. Ze waren met conventionele telescopen namelijk nog nooit waargenomen, terwijl er wel al een stuk twintig lichtere stellaire zwarte gaten bekend waren. Inmiddels zijn er al negentig detecties van zwaartekrachtgolven gedaan, waarvan de meeste eveneens door zware stellaire zwarte gaten zijn veroorzaakt. Toch is er nog steeds niet één zwaar stellair zwart gat met telescopen opgespoord. Deze discrepantie is deels te verklaren doordat astronomen middels zwaartekrachtgolven een groter volume van het heelal kunnen afspeuren. Detectoren als LIGO kunnen de zwaardere zwarte gaten makkelijker ‘zien’, omdat ze sterkere golven produceren. Maar dan nog zou je minstens een paar zware zwarte gaten verwachten die zich binnen het bereik van onze telescopen bevinden. Telescopen kunnen zwarte gaten zien als deze een normale ster als begeleider hebben. Wanneer het zwarte gat hapjes materiaal van die ster afsnoept zendt hij namelijk elektromagnetische straling uit. De baan van de ster verraadt vervolgens de massa. Op die manier zijn, zoals gezegd, ook daadwerkelijk tientallen stellaire zwarte gaten opgespoord, maar die zijn allemaal relatief licht. Jonker en zijn collega’s denken daar nu een verklaring voor te hebben. Zware stellaire zwarte gaten ontstaan uit sterren die imploderen in plaats van exploderen. Zij blijven daardoor in het stofrijke vlak van de Melkweg zitten, waar ze onzichtbaar blijven voor onze telescopen. Lichtere zwarte gaten zijn wel uit supernova-explosies ontstaan, en krijgen daarbij een ‘recoil kick’: ze worden als het ware uit het Melkwegvlak weggeschopt – weg van al het stof. Bovendien, zo redeneren Jonker en zijn team, zijn stellaire voorlopers van zware zwarte gaten dermate groot dat een begeleidende ster per definitie ver weg staat, wat het afsnoepen van materie bemoeilijkt. Daardoor zijn ze sowieso al moeilijker waarneembaar met telescopen. Binnenkort hopen de onderzoekers hun theorie te kunnen testen met de Webb-ruimtetelescoop, die op 18 december wordt gelanceerd. Deze zal namelijk wél in staat zijn om zware zwarte gaten op te sporen, omdat hij via infrarood licht dwars door het stof in de Melkwegschijf heen kijkt. (EE)
Meer informatie:
→ Bias telescopen blijkt oorzaak ontbrekende zware zwarte gaten
Een groot internationaal onderzoeksteam heeft de meest recente ‘oogst’ aan gravitatiegolven gepresenteerd die met de speciaal voor dit doel gebouwde detectoren LIGO en Virgo zijn gedetecteerd. Tussen november 2019 en maart 2020 zijn 35 nieuwe detecties gedaan van zwaartekrachtgolven, veroorzaakt door paren van zwarte gaten die samensmelten (32) en door botsingen tussen neutronensterren en zwarte gaten (3). Dat brengt het totale aantal detecties op negentig. De geregistreerde zwaartekrachtgolven zijn afkomstig van gebeurtenissen die zich veelal op miljarden lichtjaren afstand hebben afgespeeld. Zwaartekrachtgolven werden in 1916 al voorspeld door Albert Einstein, maar zijn pas in september 2015 voor het eerst gemeten. Het gaat om extreem kleine rimpelingen in de lege ruimte - honderden malen per seconde en veel kleiner dan de middellijn van een atoomkern – die zich met de snelheid van het licht voortplanten. Ze worden onder meer opgewekt waar twee zwarte gaten of een zwart gat en een neutronenster om elkaar heen draaien. Hoe sneller de draaiing, des te ‘sterker’ de optredende zwaartekrachtgolven. Zo gaat er energie verloren, en gaan de beide objecten steeds dichter (en sneller) om elkaar heen wentelen. Uiteindelijk komt het daarbij tot een botsing. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists detect a "tsunami" of gravitational waves
