De twee binnenste manen van Neptunus, Naiad en Thalassa, bewegen in banen die maar 1850 kilometer uit elkaar liggen. Toch komen ze nooit zo dicht bij elkaar, zo blijkt uit nieuw onderzoek. De baan van Naiad staat een beetje scheef ten opzichte van die van Thalassa en is zo getimed dat de twee elkaar nooit dichter dan 3540 kilometer naderen (Icarus, 13 november). Nadia maakt in iets meer dan zeven uur een rondje om Neptunus, Thalassa doet daar een half uur langer over. Als gevolg van de gekantelde omloopbaan van Naiad, ziet een waarnemer op Thalassa het buurmaantje een op- en neergaande beweging maken. Daarbij ziet hij deze afwisselend tweemaal boven en tweemaal onder zich langs passeren. Zo’n regelmatig herhalend bewegingspatroon wordt een resonantie genoemd. Het is deze resonantie die de banen van de twee maantjes stabiel houdt: doordat ze nooit te dicht in elkaars buurt komen, verstoren ze elkaar niet. Neptunus heeft voor zover bekend veertien manen. De buitenste, Neso, volgt een langgerekte baan om de planeet en heeft een omlooptijd van 27 jaar. De maantjes Naiad en Thalassa behoren tot een groepje van zeven kleine manen die zich deels tussen de ijle ringen van hun moederplaneet bevinden. Vermoed wordt dat deze kleine maantjes zijn ontstaan nadat het oorspronkelijke manenstelsel van Neptunus overhoop werd gehaald door het invangen van wat nu de grootste maan van de planeet is: Triton. Deze laatste zou oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van de Kuipergordel voorbij de baan van Neptunus. Bij inlijving van Triton zou het oorspronkelijke manenstelsel van Neptunus zijn verwoest. De huidige manen en ringen van de planeet zouden zijn ontstaan voor samenklontering van het ijzige puin dat daarbij vrijkwam. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Finds Neptune Moons Locked in ‘Dance of Avoidance’
In de nacht van 21 op 22 november is, bij helder weer, mogelijk een korte maar hevige regen van ‘vallende sterren’ te zien. Het gaat om een meteorenzwerm die doorgaans niet erg opvallend is, maar af en toe een flinke opleving laat zien. Voor het laatst gebeurde dit in 1995, toen op het hoogtepunt meer dan zes meteoren per minuut te zien waren. De opleving van de Alfa Monocerotiden, zoals de zwerm heet, is voorspeld door de Nederlands-Amerikaanse astronoom Peter Jenniskens en zijn Finse collega Esko Lyytinen. Het hoogtepunt van de ‘sterrenregen’ wordt rond 5.50 uur Nederlandse tijd verwacht, maar Lyytinen raadt aan om niet later dan 5.15 uur naar buiten te gaan. Het verschijnsel duurt 15 tot 40 minuten. De radiant van de meteorenzwerm staat dan een flink stuk boven de zuidelijke horizon. De bron van de Alfa Monocerotiden is onbekend, maar de baaneigenschappen van deze meteoren wijzen erop dat ze worden worden veroorzaakt door deeltjes die afkomstig zijn van een komeet met een omlooptijd van ongeveer 500 jaar. Dit ijzige object heeft in de loop der tijden een smal spoor van kleine deeltjes achtergelaten. Sommige van deze ‘komeetkruimels’ worden door de aarde opgeveegd en verbranden in de dampkring van ons planeet. (EE)
Meer informatie:
→ Intense Meteor Outburst Expected from the Alpha Monocerotids
Onderzoekers van de universiteit van Jena (Duitsland) hebben ontdekt dat bijna 1 op de 6 (relatief) nabije zonachtige sterren waarbij planeten zijn ontdekt deel uitmaken van een dubbelstersysteem. Dat blijkt uit nauwkeurige waarnemingen die gedaan zijn met de Europese satelliet Gaia. Bij het onderzoek is gekeken naar meer dan 1300 sterren waarvan al bekend was dat er planeten omheen draaien. Uit de Gaia-metingen blijkt dat ongeveer 200 van deze sterren een andere ster als begeleider hebben. Het gaat daarbij zowel om nauwe dubbelstersystemen, waarbij de sterren slechts enkele miljarden kilometers van elkaar verwijderd zijn, als om wijdere dubbelsterren met onderlinge afstanden van ruwweg 0,1 lichtjaar. De begeleidende sterren variëren ook in massa, temperatuur en ontwikkelingsstadium. De zwaarste hebben 1,4 keer zoveel massa als onze zon, terwijl de lichtste bij 0,08 zonsmassa blijven steken. Lichte, koele sterren zijn in de meerderheid. Verrassend genoeg zitten er ook gevallen bij waarbij de begeleider een zogeheten witte dwerg is. Een witte dwerg is de compacte, uitgebrande kern van een zonachtige ster die zijn buitenste lagen heeft afgestoten. Blijkbaar hoeft dat proces geen desastreuze gevolgen te hebben voor de exoplaneten van een naburige ster. De meeste meervoudige sterren die bij het onderzoek zijn opgespoord bestaan uit slechts twee sterren. Maar er zitten ook enkele tientallen drievoudige stersystemen en zelfs één viervoudig stersysteem bij. Alles bij elkaar bleek 15 procent van de onderzochte sterren minstens één stellaire begeleider te hebben. Daar staat tegenover dat ruwweg een derde van alle zonachtige sterren stellaire begeleiders hebben. Het lijkt er dus op dat de nabijheid van andere sterren niet gunstig is voor het planeetvormingsproces. (EE)
Meer informatie:
→ Distant worlds under many suns
Wetenschappers denken een antwoord te hebben gevonden op de vraag waar de zogeheten buckyballen – complexe koolstofmoleculen met een balvormige structuur – in de interstellaire ruimte vandaan komen. Buckyballen heten officieel buckminsterfullereen en bestaan uit 60 of 70 koolstofatomen. Hun vorm doet denken aan de koepelstructuren van de architect Richard Buckminster Fuller. Lang werd aangenomen dat buckyballen alleen onder laboratoriumomstandigheden kan worden geproduceerd, maar enkele jaren geleden ontdekten astronomen deze vreemde moleculen ook in de omgeving van zogeheten planetaire nevels in de ruimte – het ‘puin’ van stervende sterren. Dat is opmerkelijk, omdat buckyballen uit zuivere koolstof bestaan, terwijl het stellaire puin juist rijk is aan waterstof. En dat zou funest moeten zijn voor de vorming van fullerenen. Om deze kwestie nader te onderzoeken, hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van een laboratoriuminstrument van de Universiteit van Arizona, waarin vrijwel luchtledige omstandigheden heersen die sterke overeenkomsten vertonen met die in een planetaire nevel. Ze plaatsten siliciumcarbide in dat instrument – een veel voorkomende verbinding in de omgeving van stervende sterren – verhitten dit en bestookten het met intense deeltjesstraling. Bij dat proces kwam het silicium vrij en bleven laagjes grafiet – ringen van zes koolstofatomen – achter. En op plekken waar de grafietmoleculen ongelijkmatig verdeeld waren ontstonden bolvormige structuren die qua afmetingen overeenkomen met buckyballen. Het onderzoek wijst er dus op dat buckyballen ontstaan uit het siliciumcarbide dat door stervende sterren wordt aangemaakt. Dit materiaal staat van nature bloot aan hoge temperaturen, schokgolven en energierijke deeltjes. Overigens hebben Leidse onderzoekers vijf jaar geleden laten zien dat buckyballen ook kunnen ontstaan door een vergelijkbaar proces: de afbraak van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in de omgeving van stervende sterren. (EE)
Meer informatie:
→ Mysteries Behind Interstellar Buckyballs Finally Answered
Hayabusa2 is begonnen aan de thuisreis naar de aarde. De Japanse ruimtesonde heeft vannacht volgens plan de stuwraketjes opgestart die hem het eerste zetje in de goede richting gaven. Het Japanse ruimteagentschap JAXA heeft de bevestiging ontvangen dat de procedure het gewenste resultaat heeft gehad. De eigenlijke thuisreis begint zodra de vluchtleiding zeker weet dat de apparatuur aan boord, waaronder de elektrische aandrijving, goed werkt. Dat zal naar verwachting begin december zijn. Sinds 27 juni 2018 begeleidde Hayabusa2 de ongeveer één kilometer grote planetoïde Ryugu, die op een gemiddelde afstand van ongeveer 180 miljoen kilometer om de zon cirkelt. In die anderhalf jaar heeft hij enkele kleine onderzoeksmodules op het rotsige oppervlak van de planetoïde afgezet. Ook heeft hij met behulp van een projectiel een kleine krater geslagen en monsters van het oppervlak ingezameld. Het is de bedoeling dat de ruimtesonde dit materiaal, verpakt in een stevige capsule, in december 2020 op aarde aflevert. Op het moment dat hij langs de aarde vliegt zal hij de capsule afstoten, die met behulp van een parachute een zachte landing in de woestijn van Zuid-Australië moet maken. Als Hayabusa2 goed blijft werken, wordt overwogen om zijn missie te verlengen en nog een andere planetoïde te gaan onderzoeken. (EE)
Meer informatie:
→ Hayabusa2 departs from Ryugu
Voor het eerst hebben wetenschappers de seizoensveranderingen van de gassen in de lucht boven de Gale-krater op Mars gemeten. Daarbij is de verrassende ontdekking gedaan dat de hoeveelheid zuurstof in die lucht ruwweg dezelfde variaties vertoont als de hoeveelheid methaan. Waarom dat zo is, is onduidelijk (Journal of Geophysical Research: Planets, 12 november). De metingen zijn gedaan met behulp van een instrument van de mobiele Marsverkenner Curiosity. In grote lijnen bevestigen de resultaten dat de Marsatmosfeer voor 95 procent uit koolstofdioxide (CO2) bestaat, voor 2,6 procent uit stikstof en voor 1,9 procent uit argon. De overgebleven 0,5 procent komt voor rekening van zuurstof en geringe hoeveelheden andere gassen, waaronder methaan. De metingen laten ook zien dat dit mengsel in de loop van het jaar van samenstelling verandert. Dat komt doordat in de winter veel CO2 als ijs neerslaat op de polen van Mars, en later weer verdampt. Daardoor vertoont het CO2-gehalte van de atmosfeer afwisselend stijgingen en dalingen, en dat gaat gepaard met dalingen en stijgingen van de relatieve hoeveelheden stikstof en argon. De verwachting was dat zuurstof hetzelfde zou doen. Maar in lente en zomer vertoont het zuurstofgehalte een veel sterkere stijging, die in de winter wordt gecompenseerd door een onverwacht sterke daling. Het lijkt erop dat ‘iets’ ervoor zorgt dat er periodiek veel zuurstofgas wordt geproduceerd, dat later weer snel wordt geabsorbeerd. Bekende processen, zoals de afbraak van CO2- of watermoleculen in de Marsatmosfeer, kunnen daar niet verantwoordelijk voor zijn. Die werken veel te traag om de gemeten variaties te kunnen veroorzaken. En bovendien zouden deze processen ook niet kunnen verklaren waarom het zuurstofgehalte min of meer hetzelfde verloop laat zien als het veel geringere methaangehalte (waarover trouwens enige twijfel bestaat). De wetenschappers vermoeden dat de verklaring voor dit verschijnsel in de Marsbodem moet worden gezocht. Tot nu toe hebben ze echter geen proces kunnen aanwijzen waarbij voldoende zuurstof ontstaat om de gemeten variaties te kunnen verklaren. (EE)
Meer informatie:
→ With Mars Methane Mystery Unsolved, Curiosity Serves Scientists a New One: Oxygen
Het Kuipergordelobject 2014 MU69, beter bekend als Ultima Thule, heet vanaf nu officieel Arrokoth – het woord waarmee de Powhatan/Algonkin-indianen van Noord-Amerika de (sterren)hemel aanduiden. Arrokoth is een van de duizenden kleine ijsobjecten voorbij de omloopbaan van de planeet Neptunus. Op 1 januari van dit jaar is deze merkwaardig gevormde ‘ijsdwerg’ van dichtbij gefotografeerd door NASA-ruimtesonde New Horizons. Het New Horizons-team gebruikte toen nog de bijnaam Ultima Thule voor 2014 MU69 – naar de mythische noordelijkste plaats op aarde. Deze aanduiding leverde echter de nodige kritiek op, omdat die benaming in Nazi-Duitsland werd gebruikt voor het ’thuisland’ van het Arische volk. Vandaar dat het team dat 2014 MU69 heeft ontdekt nu – met goedkeuring van vertegenwoordigers van de Powhatan-stam – voor een andere naam heeft gekozen. (EE)
Meer informatie:
→ New Horizons Kuiper Belt Flyby Object Officially Named ‘Arrokoth’
Astronomen hebben een ster ontdekt die, vijf miljoen jaar geleden, met een snelheid van maar liefst 6 miljoen kilometer per uur uit het hart van onze Melkweg is verdreven. De ster, S5-HVS1, beweegt tien keer sneller dan de meeste sterren in de Melkweg en is op weg om ons sterrenstelsel te verlaten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 november). S5-HVS1 behoort tot de kleine klasse van sterren die met snelheden in de orde van 1000 km/s door de Melkweg razen. Daarvan zijn er nog maar een stuk of twintig bekend. S5-HVS1 is met een afstand van ongeveer 29.000 lichtjaar de meest ‘nabije’ van deze klasse. Met behulp van gegevens van de Europese satelliet Gaia hebben de astronomen de snelheid van de ster kunnen bepalen en de richting waarin deze beweegt. Daaruit kan worden afgeleid dat hij uit het centrum van de Melkweg komt, waar zich het 4 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat Sagittarius A* bevindt. Zwarte gaten kunnen sterren ‘wegschoppen’ door middel van het zogeheten Hills-mechanisme. Wanneer een dubbelster – twee om elkaar wentelende sterren dus – dicht in het buurt van Sagittarius A* komt, kan het gebeuren dat een van beide sterren door deze wordt opgeslokt. Daarbij krijgt de andere ster juist extra veel snelheid – genoeg om aan de greep van het zwarte gat te ontsnappen. (EE)
Meer informatie:
→ Hyper-fast star ejected by supermassive black hole
Moleculair waterstof (H2) beslaat 99% van het koude dichte gas in sterrenstelsels. Dus het in kaart brengen waar sterren worden geboren betekent in feite het opmeten van H2, dat helaas een sterke kenmerkende signatuur mist bij lage temperaturen. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen hebben nu een emissiesignaal in kaart gebracht van het traceermolecuul waterstoffluoride (HF), op een plek waar het standaard traceermolecuul koolmonoxide afwezig is. Ze zijn de eersten die een kaart van HF produceren voor een regio in het heelal, waarmee ze een nieuw hulpmiddel creëren om indirect H2 in kaart te brengen (Astronomy & Astrophysics, 6 november). Kriskras door alle sterrenstelsels in ons heelal ontstaan en sterven er sterren. En terwijl het leven op aarde is gebaseerd op een rijke mengelmoes van allerlei elementen en moleculen, is het koude dichte gas waaruit sterren ontstaan erg monotoon met 99% moleculair waterstof (H2). Dus als je in kaart wilt brengen waar sterren worden geboren, kun je maar beter goed in de vingers hebben hoe je H2 detecteert. Helaas is deze stof moeilijk om te zien door een gebrek aan een sterk karakteristiek signaal bij lage temperaturen—in tegenstelling tot zijn atomaire neef (H), die radiostraling uitzendt op een gemakkelijk te onderscheiden golflengte van 21 cm. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen hebben nu een nieuw hulpmiddel ontdekt om indirect H2 te meten, door waterstoffluoride (HF) in kaart te brengen en de aanwezigheid daarvan te linken aan die van H2. Het nieuwe hulpmiddel komt van pas als andere trucjes het laten afweten, bijvoorbeeld in de Orion-balk, tussen de regio’s rond de Orion Trapeziumsterren en de Orion moleculaire wolk. In deze gebieden is koolstof geïoniseerd, wat betekent dat koolstofmonoxide (CO) - doorgaans een betrouwbaar tracermolecuul om H2 te vinden - in dit geval niet werkt als tracer. Floris van der Tak en zijn team waren verrast toen ze, in data van de Herscheltelescoop, een karakteristiek HF-signaal vonden vanuit de Orion-balk, omdat astronomen waterstoffluoride tot dusverre alleen als silhouet hadden gedetecteerd: HF dat andere straling absorbeert. Je kunt de aanwezigheid van HF en H2 aan elkaar linken, omdat HF wordt geproduceerd in een chemische reactie waarin H2 reageert met atomair fluor (F) om HF te vormen en atomair waterstof (H). Zonder H2 heb je geen HF. Het team, onder leiding van SRON-promovendus Ümit Kavak, gebruikte hun kaart van HF om een aantal mechanismen te bestuderen waardoor het zijn signaal kan uitzenden. Botsingen van HF-moleculen met elektronen en moleculair waterstof blijkt het hoofdmechanisme te zijn. De botsingen slaan HF-moleculen aan naar een hoger energieniveau, waarna ze terugvallen naar hun grondtoestand onder uitzending van infrarood licht met een karakteristieke golflengte van 1,2 THz.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
De NICER-röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS heeft op 20 augustus jl. een grote uitbarsting van röntgenstraling waargenomen. Deze was waarschijnlijk het gevolg van een thermonucleaire explosie op het oppervlak van een pulsar – het kleine, compacte overblijfsel van een ster die lang geleden is geëxplodeerd. De röntgenuitbarsting – de helderste die NICER tot nu toe heeft geregistreerd – was afkomstig van een object dat SAX J1808.4-3658 of kortweg J1808 wordt genoemd. Bij de explosie kwam in 20 seconden bijna net zoveel energie vrij als onze zon in tien dagen produceert. J1808 bevindt zich op een afstand van circa 11.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Boogschutter. De pulsar tolt 401 keer per seconde om zijn as en heeft een bruine dwerg – een ondermaatse ster – als begeleider. Vanuit deze ster stroomt waterstofgas naar de pulsar, dat zich in een schijf om deze laatste verzamelt. Om de paar jaar heeft zich zoveel gas rond de pulsar verzameld, dat de schijf instabiel wordt en er flinke hoeveelheden materie naar het pulsaroppervlak vallen. Zo ontstaat een laag waterstofgas waarin temperatuur en druk hoog genoeg worden om waterstof tot helium te fuseren – net zoals dat in de kern van onze zon gebeurt. Het gevormde helium zakt omlaag en vormt zijn eigen laag. Zodra deze enkele meters diep is, fuseert het helium op explosieve wijze tot koolstof. Het gevolg is een thermonucleaire vuurbal die zich over het hele pulsaroppervlak uitstrekt. De NICER-waarnemingen laten zien dat de röntgenhelderheid van J1808 niet gestaag opliep. Er zat een ‘pauze’ van ongeveer een seconde in, waarna de helderheid in een geleidelijker tempo toenam. Volgens de astronomen die de NICER-gegevens hebben geanalyseerd zou de pauze het moment zijn geweest waarop zich voldoende energie had opgebouwd om de waterstoflaag de ruimte in te blazen. Twee seconden later gebeurde hetzelfde met de heliumlaag. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s NICER Catches Record-setting X-ray Burst
Wetenschappers uit Duitsland en de VS hebben de resultaten gepresenteerd van een nieuwe geavanceerde computersimulatie van de evolutie van sterrenstelsels. ’TNG50’ is de meest gedetailleerde grootschalige kosmologische simulatie tot nu toe. De resultaten ervan zijn op 7 november gepresenteerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bij eerdere simulaties was onvoldoende rekenkracht beschikbaar om de evolutie van een groot stuk heelal heel gedetailleerd na te bootsen. Er moest steeds worden gekozen tussen ofwel een omvangrijk gebied met weinig detail of een klein gebied met veel detail. Bij de TNG50-simulatie is nu de combinatie van beide geslaagd. Er is een meer dan 230 miljoen lichtjaar grote kubus van ruimte doorgerekend, gevuld met een oermengsel van donkere (onzichtbare) materie, sterren, gas, magnetische velden en superzware zwarte gaten. Met deze rekenklus is een Duitse supercomputer meer dan een jaar zoet geweest. De simulatie laat zien hoe uit de chaotische en zeer turbulente gaswolken die het heelal oorspronkelijk vulden schijfvormige sterrenstelsels zoals onze Melkweg ontstonden. Daar was niet meer voor nodig dan de complexe interacties tussen de basisingrediënten die in het model zijn gestopt. Mettertijd is het heelal vanzelf steeds minder ‘rommelig’ geworden: uit chaos ontstond orde. (EE)
Meer informatie:
→ Galactic fountains and carousels: order emerging from chaos
Onderzoek onder leiding van Jeremy Lim en Emily Wong van de universiteit van Hong Kong heeft een verrassende ontdekking opgeleverd over de oorsprong van zogeheten bolhopen – compacte, bolvormige verzamelingen van miljoenen sterren. Aangenomen werd dat alle bolhopen vrij kort na de oerknal zijn gevormd. Dat zou gelijktijdig met of zelfs iets vóór de vorming de eerste sterrenstelsels zijn gebeurd. Sindsdien zouden de bolhopen nauwelijks zijn veranderd, behalve dan dat hun sterren inmiddels veel ouder zijn geworden. Hierdoor zijn veel bolhopen relatief rood van kleur. Rond ons eigen Melkwegstelsel zwermen ongeveer 150 van die bolhopen, maar rond grotere sterrenstelsels zijn dat er meer. De grootste aantallen bolhopen, tien tot twintig duizend, zijn te vinden rond de elliptische reuzenstelsels in de centra van clusters. Clusters bestaan uit honderden tot duizenden sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Maar het overgrote deel van hun massa bestaat uit heet gas dat de ruimte tussen de stelsels vult. Aan de hand van gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben Lim en zijn team ontdekt dat de bolhopen rond het grote sterrenstelsel in het centrum van de 240 miljoen lichtjaar verre Perseus-cluster lang niet allemaal superoud zijn. Een paar duizend ervan lijken pas in de loop van de laatste miljard jaar te zijn ontstaan. De ‘jonge’ bolhopen zijn geboren in een complex netwerk van filamenten van afgekoeld gas, dat vanuit de omgeving naar het clustercentrum toe is gestroomd. De ontdekking kan een aantal raadselachtige aspecten van de bolhopen rond reuzenstelsels verklaren. Op de eerste plaats zijn dat hun enorme aantallen: blijkbaar zijn die voor een belangrijk deel te danken aan de enorme voorraad clustergas. Ook is nu duidelijk waarom de bolhopen rond reuzenstelsels zulke uiteenlopende kleuren vertonen: het blijkt te gaan om een mix van jonge (blauwe) en oude (rode) sterrenhopen. De onafgebroken vorming van bolvormige sterrenhopen kan ook de enorme omvang van de sterrenstelsels in de clustercentra verklaren. De zwaarste bolhopen hebben een lange levensduur, maar hun lichtere soortgenoten worden naar verwachting aan flarden getrokken door het sterrenstelsel waar ze omheen cirkelen. Hun sterren voegen zich vervolgens bij het centrale stelsel, dat hierdoor in omvang toeneemt. (EE)
Meer informatie:
→ HKU astronomy research team unveils one origin of globular clusters around giant galaxies
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft een nieuw mozaïek gepresenteerd van de zuidelijke hemel. De afbeelding is opgebouwd uit opnamen die de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tijdens haar eerste onderzoeksjaar heeft gemaakt. TESS heeft als hoofdtaak om planeten bij andere sterren op te sporen. Dat heeft tot nu toe 29 zekere en meer dan duizend mogelijke ontdekkingen van exoplaneten opgeleverd. Voor het eerste deel van de TESS-missie was de zuidelijke hemel opgedeeld in 13 sectoren, die stuk voor stuk gedurende een maand met vier camera’s zijn bekeken. Dat heeft in totaal 15.347 opnamen van dertig minuten opgeleverd. Voor het samenstellen van het mozaïek, waar ook een video-versie van beschikbaar is, zijn slechts 208 opnamen gebruikt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s TESS Presents Panorama of Southern Sky
Aanstaande maandag (11 november 2019) beweegt de planeet Mercurius voor de zon langs. Het stipje van de planeet schuift even over half twee voor de zon. Rond 16.20 uur is de overgang halverwege, dan staat de zon al erg laag. Met zonsondergang om 16.53 uur verdwijnen de zon en Mercurius samen achter de westelijke horizon. Zonder speciale telescoop is het verschijnsel niet te bekijken. Daarom stellen sterrenwachten, verenigingen en universiteitsobservatoria speciale kijkers op om de Mercuriusovergang veilig waar te nemen. Een overzicht van de plekken waar het verschijnsel is te zien staat op https://www.sterrenkunde.nl/knvws/mercuriusovergang. Mercurius draait in 88 dagen een rondje om de zon. Hierdoor beweegt de planeet vanaf de aarde gezien elke 116 dagen tussen de aarde en zon door. Mercurius kruist daarbij niet altijd de denkbeeldige lijn die aarde en zon verbindt. Vanaf de aarde gezien lijkt Mercurius soms onder of juist boven de zon langs te bewegen. Dit komt doordat de planeetbanen onderling iets gekanteld zijn. Als zon, Mercurius en aarde wel op één lijn staan, is een zeldzame planeetovergang zichtbaar. De vorige Mercuriusovergang was op 9 mei 2016. Op de volgende moeten we nog 13 jaar wachten, tot 13 november 2032 (zie ook Transit of Mercury). Op 11 november om 13.36 uur raakt Mercurius voor het eerst de rand van de zon en dan begint de planeetovergang. Na krap 2 minuten is het hele schijfje van Mercurius zichtbaar voor de zonneschijf. De zon staat dan op zo’n 18 graden boven de ZZW-horizon. Je moet met een telescoop dus vrij zicht hebben op het westen om de Mercuriusovergang te kunnen volgen. Rond 16.20 uur is de overgang halverwege. Dan staat de zon vier graden boven de horizon. Om 16.:53 uur verdwijnen de zon en Mercurius samen achter de westelijke horizon. De overgang eindigt om 19.04 uur wanneer het stipje van Mercurius van de zon af beweegt. Die fase van de Mercuriusovergang is dus niet zichtbaar vanuit Nederland.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Op 5 november 2018 bereikte ruimtesonde Voyager 2, net als Voyager 1 voor haar, de interstellaire ruimte. In vijf artikelen die vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd, maken wetenschappers de balans op van deze gebeurtenis. De beide ruimtesondes werden in 1977 kort na elkaar gelanceerd om de buitenste planeten van ons zonnestelsel te verkennen. Het grootste deel van hun reis heeft zich afgespeeld binnen de heliosfeer: de ‘holte’ in het interstellaire medium die in stand wordt gehouden door de zonnewind. Bij de rand van deze holte – de zogeheten heliosfeer – stuiten de zonnedeeltjes op soortgenoten van andere sterren. Omdat de Voyagers niet precies dezelfde kant op gaan en ook verschillende snelheden hebben, bereikten ze de interstellaire ruimte niet vlak na elkaar. Uiteindelijk had Voyager 2 een achterstand van zes jaar. Maar in de tussentijd lijkt de ‘drempel’ naar de interstellaire ruimte vrijwel niet van zijn plek te zijn gekomen. Hij lag in beide gevallen op ruwweg 18 miljard kilometer van de zon – 120 keer de afstand zon-aarde. Volgens de wetenschappers impliceert dit dat de voorkant van de heliosfeer min of meer symmetrisch is. Met ‘voorkant’ wordt dat deel van heliosfeer bedoeld van waaruit interstellaire deeltjes op ons af komen. Welke vorm de heliosfeer als geheel heeft, is nog onzeker. Het is overigens niet zo dat de zonnedeeltjes bij de heliopauze abrupt tot stilstand komen. Hun snelheden beginnen al vóór het bereiken ervan af te nemen. Dat komt doordat de deeltjes zich, onder invloed van de interstellaire ‘tegenwind’, beginnen op te hopen. Opvallend is dat Voyager 2 minder tegenwind heeft ondervonden dan Voyager 1 destijds. Ook de komende jaren zullen de beide Voyagers metingen blijven doen. Maar zo langzamerhand raken hun nucleaire batterijen uitgeput. Hierdoor zullen ze naar verwachting binnen een jaar of vijf zonder stroom komen te zitten en komt er een einde aan hun lange onderzoeksmissie. (EE)
Meer informatie:
→ Voyager 2 reaches interstellar space
Astronomen zijn mogelijk op het spoor gekomen van een nieuwe klasse van zwarte gaten. De objecten zouden kleiner en lichter zijn dan alle zwarte gaten die tot nu toe in onze Melkweg zijn aangetroffen (Science, 1 november). Wanneer een zware ster al zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt, ontstaat er een supernova-explosie. Daarbij worden de buitenste lagen van de ster de ruimte in geblazen en stort zijn kern in tot een compact object. Afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid materie verandert de sterkern daarbij in een neutronenster of een zwart gat – een object dat zo’n sterke zwaartekrachtsaantrekking heeft dat niets eraan kan ontsnappen, zelfs licht niet. Astronomen hebben de afgelopen decennia tal van neutronensterren en zwarte gaten opgespoord, maar eenvoudig is dat niet. Een zwart gat is nog het makkelijkst te vinden wanneer hij een normale ster als begeleider heeft die materie aan hem overdraagt. Voordat deze materie in het zwarte gat verdwijnt, wordt zij zeer heet. De intense röntgenstraling die daarbij wordt uitgezonden verraadt de aanwezigheid van het zwarte gat. De zwarte gaten die op deze manier zijn opgespoord hebben massa’s van vijf tot tien zonsmassa’s. Neutronensterren blijven doorgaans steken bij ongeveer 2,1 zonsmassa – als ze de grens van 2,5 zonsmassa zouden passeren, zouden ze instorten tot zwarte gaten. Dat impliceert dat er ook zwarte gaten van 2,5 tot vijf zonsmassa’s kunnen bestaan – bijvoorbeeld in dubbelstersystemen waarin toevallig geen materie-overdracht tussen ster en zwart gat plaatsvindt. Met die gedachte heeft een team onder leiding van Todd Thompson van Ohio State University de gegevens doorgekamd van het APOGEE-project. Bij dat project zijn de spectra van ongeveer 100.000 sterren van onze Melkweg vastgelegd. Wanneer een ster om een onzichtbaar object c.q. een zwart gat draait, verschuift zijn spectrum afwisselend naar kortere en langere golflengten. Dat komt doordat de beide objecten om hun gezamenlijke zwaartepunt wentelen. De zoektocht leverde in eerste instantie 200 interessante sterren op, maar van deze kandidaten bleef er uiteindelijk maar één over. Deze ster, een zogeheten rode reus, blijkt om een object te draaien dat waarschijnlijk minder massa heeft dan alle bekende zwarte gaten in onze Melkweg, maar zwaarder is dan de zwaarste neutronenster. Het heeft ongeveer 3,3 keer zoveel massa als de zon. Omdat bij deze zoekactie maar een kleine fractie van alle sterren in de Melkweg is bekeken, is het aannemelijk dat er duizenden van deze lichte zwarte gaten bestaan. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists may have discovered whole new class of black holes
Astronomen hebben geconstateerd dat een sterrenstelsel op 5 miljard lichtjaar afstand een dubbele wind van gas de ruimte in blaast. De ontdekking bevestigt het vermoeden dat sterrenstelsels een belangrijke rol spelen bij de totstandkoming van het zogeheten circumgalactische medium (Nature, 31 oktober). Verreweg het meeste gas in het heelal bevindt zich niet in sterrenstelsels, maar juist in de ruimte daarbuiten. Dat is niet alleen het geval bij stelsels die recent bij botsingen betrokken zijn geweest, zoals het nu onderzochte stelsel Makani, maar ook bij relatief rustige exemplaren. De oorzaak van de hevige wind van Makani zijn de vele nieuwe sterren die dit stelsel rijk is. Makani is namelijk het resultaat van een botsing tussen twee kleinere sterrenstelsels. Bij zo’n botsing wordt het aanwezige gas in beroering gebracht en samengedrukt. Dat resulteert in een ‘starburst’ – een geboortegolf van sterren. Al die sterren produceren hun eigen sterrenwind, een uitstroom van gas. En sommige eindigen hun bestaan met een supernova-explosie, wat ook aan de ‘wind’ van Makani bijdraagt. Met behulp van een van de nieuwste instrumenten van de Keck-telescoop op Hawaï – de Keck Cosmic Web Imager (KCWI) – en beelden van de Hubble-ruimtetelescoop en de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili hebben astronomen nu vastgesteld dat Makani tweemaal flinke hoeveelheden gas heeft uitgestoten. De ene uitstoot bestaat uit snel bewegend gas dat slechts een paar miljoen jaar geleden is ‘gelanceerd’, de andere is honderden miljoenen jaren eerder ontstaan en is inmiddels flink afgeremd. Tezamen vormen de beide uitstromen een zandlopervormige nevel zoals die ook bij andere sterrenstelsels te zien is. Maar de wind van Makani heeft een veel grotere reikwijdte: tot op een afstand van meer dan 300.000 lichtjaar is gas te zien. Ongeveer tien procent van de zichtbare massa van het stelsel is met snelheden van duizenden kilometers per seconde de ruimte in geblazen. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Catch Wind Rushing Out Of Galaxy
Er is opnieuw een duidelijke aanwijzing gevonden dat de eerste sterren in het heelal al heel vroeg zijn ontstaan. Een team onder leiding van Eduardo Bañados van het Max-Planck-Institut für Astronomie heeft een gaswolk op bijna 13 miljard lichtjaar afstand ontdekt die allerlei chemische elementen zwaarder dan helium bevat. Dat betekent dat de vorming van sterren en sterrenstelsels al tijdens de eerste honderden miljoenen jaren na de oerknal op gang kwam (The Astrophysical Journal, 31 oktober). De gaswolk is bij toeval ontdekt tijdens waarnemingen van een quasar – de extreem heldere kern van een ver sterrenstelsel. De astronomen ontdekten dat het lichtspectrum van deze quasar er nogal merkwaardig uitzag. Daaruit leidden ze af dat het quasarlicht onderweg door een iets nabijer gelegen gaswolk was gegaan. Daarbij heeft de gaswolk donkere absorptielijnen in het spectrum van de quasar achtergelaten. En dit patroon van absorptielijnen bevat informatie over de chemische samenstelling, temperatuur, dichtheid en zelfs de afstand van de gaswolk. In het spectrum van de gaswolk zijn sporen van diverse chemische elementen te zien, waaronder koolstof, zuurstof, ijzer en magnesium. De hoeveelheden daarvan zijn weliswaar 800 keer zo klein als in de atmosfeer van onze zon, maar hun onderlinge verhoudingen lijken wel op die van gaswolken die nu nog in de ruimte tussen de sterrenstelsels te vinden zijn. De chemische verrijking van het gas in het heelal is veroorzaakt door opeenvolgende generaties van sterren. Door middel van kernfusie zetten sterren waterstof en helium om in zwaardere elementen. Dit materiaal wordt bij supernova-explosies over de ruimte, en het daarin aanwezige gas, verspreid. De samenstelling van de verre gaswolk kan echter niet zijn veroorzaakt door de allereerste generatie van sterren, die verwarrend genoeg ‘Populatie III’ wordt genoemd. Anders dan alle latere generaties van sterren bevatten deze sterren bij hun ontstaan namelijk alleen waterstof en helium – de enige elementen die bij de oerknal zijn gevormd. Het materiaal dat deze ‘oersterren’ bij hun uiteindelijke supernova-explosies verspreidden had daardoor ook een andere samenstelling dan dat van hun opvolgers. Het feit dat de gaswolk zware elementen in de ’moderne’ verhoudingen vertoont, toont aan dat de chemische sporen van Populatie III al zijn uitgewist door die van latere generaties van sterren. En dat betekent dat er maar weinig tijd kan hebben gezeten tussen de oerknal en het ontstaan van de eerste generatie van sterren. (EE)
Meer informatie:
→ Ancient gas cloud shows that the first stars must have formed very quickly
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft het South West Research Institute (SwRI) geld gegeven om de haalbaarheid en kosten van een nieuwe missie naar de dwergplaneet Pluto te onderzoeken. De missie zou moeten bestaan uit een ruimtesonde die gedurende langere tijd om Pluto blijft cirkelen. Het SwRI leidde ook de tot nu toe enige missie naar de verre dwergplaneet, New Horizons. Deze ruimtesonde scheerde in 2015 met hoge snelheid langs Pluto en zijn manen en heeft deze dus maar kort kunnen onderzoeken. Op 1 januari jl. heeft hij ook nog een bezoekje gebracht aan 2014 MU69, een klein ijsachtig object. De opvolger van New Horizons zou twee jaar om Pluto moet draaien. Vervolgens zou hij zijn reis moeten vervolgen naar minstens één andere ‘ijsdwerg’ en naar een van de andere dwergplaneten in de Kuipergordel, het buitengebied van ons zonnestelsel. De mogelijke Pluto-missie zal moeten concurreren met negen andere missievoorstellen. De resultaten van de haalbaarheidsstudie(s) zullen in de eerste helft van 2020 worden ingediend. Het eindrapport voor deze Planetary Decadal Study wordt in 2022 verwacht. (EE)
Meer informatie:
→ SwRI To Plan Pluto Orbiter Mission
Nieuw onderzoek, waarvan de resultaten op preprint-site arXiv zijn verschenen, wijst erop dat de interstellaire komeet 2I/Borisov relatief veel waterdamp uitstoot, al zijn de tot nu toe gevonden meetwaarden nog erg onzeker. Bij het onderzoek zijn, met behulp van een telescoop in New Mexico (VS), twee spectra van de komeet vastgelegd. Net als andere kometen zendt 2I/Borisov zelf geen licht uit, maar wordt hij aangelicht door de zon. Bij het maken van een spectrum wordt dit weerkaatste licht opgesplitst in zijn samenstellende golflengten. Omdat de diverse chemische elementen en verbindingen licht op specifieke golflengten absorberen of uitzenden, kunnen wetenschappers op die manier de samenstelling van het door de komeet uitgestoten gas bepalen. In de twee spectra van de komeet is nu een duidelijke absorptielijn vastgelegd, die op de aanwezigheid van waterdamp wijst. Op basis van de sterkte van deze lijn stellen de onderzoekers vast dat er per seconde ongeveer 19 kilogram water uit de komeet verdampt. Bij eerdere metingen door andere teams was al vastgesteld dat de stofuitstoot van de komeet ongeveer 2 kilogram per seconde bedraagt. Het lijkt er dus op dat 2I/Borisov ruwweg tien keer meer water dan stof verliest. Daarbij moet echter worden aangetekend dat de getallen over de stofuitstoot van de komeet nog behoorlijk onzeker zijn. Bij de diverse berekeningen zijn allerlei aannamen gedaan, die er gerust een factor tien naast kunnen zitten. Het is dus heel goed mogelijk dat de wateruitstoot niet veel groter is dan de stofuitstoot, of zelfs kleiner. Afgaande op het nu berekende waterverlies zou ongeveer 1,7 vierkante kilometer aan komeetoppervlak waterdamp moeten uitstoten. Voor een komeet met een geschatte maximale middellijn van ruim 7 kilometer is dat vrij normaal. Maar het is ook goed mogelijk dat 2I/Borisov nog geen kilometer groot is. In dat geval zou het om een ‘hyperactieve’ komeet gaan die over zijn hele oppervlak water verliest. Behalve stof en water stoot de interstellaire komeet ook andere substanties uit, zoals koolstof en cyaniden. En dat gebeurt in verhoudingen die min of meer vergelijkbaar zijn met die van onze lokale kometen. Al met al lijkt 2I/Borisov vooralsnog op een doodnormale komeet. (EE)
Meer informatie:
→ Detection of a Water Tracer in Interstellar Comet 2I/Borisov (arXiv)
Met behulp van een techniek die asteroseismologie wordt genoemd, hebben astronomen een ‘onwaarschijnlijke’ planeet ontdekt. De planeet cirkelt om een ster die al zo ver moet zijn opgezwollen dat zijn buitenste lagen tot ver voorbij de huidige omloopbaan van de planeet reiken (The Astrophyisical Journal, 29 oktober). Het onderzoek is gedaan met de Amerikaanse satelliet TESS, die primair bedoeld is voor het opsporen van exoplaneten – planeten bij andere sterren. In dit geval is echter gekeken naar subtiele variaties in het licht van twee zogeheten rode reuzensterren. Deze variaties zijn het gevolg van kleine trillingen aan de oppervlakken van de sterren, die informatie geven over hun inwendige en evolutiestadium. Op vergelijkbare wijze onderzoeken seismologen het binnenste van de aarde aan de hand van aardbevingen. Rode reuzen zijn zonachtige sterren die tegen het einde van hun bestaan beginnen op te zwellen. Bekend was al dat er om beide onderzochte sterren minstens één planeet cirkelt. Een team van onderzoekers onder leiding van Tiago Campante van het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Portugal) wilde weten welke gevolgen de late levensfasen van deze sterren hebben gehad voor de ontwikkeling van hun planetenstelsels. Daarbij kwam aan het licht dat de planeet van de ster HD 212771 net buiten het bereik van zijn opzwellende moederster kan zijn gebleven. Maar de planeet die om de ster HD 203949 cirkelt heeft een veel krappere omloopbaan. Dat laatste zou natuurlijk kunnen betekenen dat HD 203949 momenteel bezig is om op te zwellen en nog niet zijn grootste omvang heeft bereikt. De eigenschappen van de ster wijzen er echter op dat hij al verder geëvolueerd is. Waarom heeft hij zijn planeet dan niet opgeslokt? Met behulp van computersimulaties hebben de astronomen een mogelijk verklaring voor deze vreemde situatie gevonden. De planeet zou oorspronkelijk in een wijdere baan om de ster hebben gecirkeld, en onder invloed van de getijdenkrachten tussen ster en planeet naar binnen zijn gemigreerd. Op die manier heeft hij een noodlottige afloop weten te vermijden. (EE)
Meer informatie:
→ TESS reveals an improbable planet
Een team van voornamelijk Italiaanse astronomen heeft ontdekt dat de ultraheldere röntgenpulsar ULX-1 in het 55 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 5907 is omgeven door een 600 lichtjaar grote wolk van heet plasma. Volgens de astronomen is deze mogelijk veroorzaakt door een ‘wind’ van deeltjes die afkomstig is van ULX-1. Als dat inderdaad zo is, heeft deze rondtollende neutronenster een hoeveelheid energie in zijn omgeving gepompt die overeenkomt met honderd supernova-explosies (Nature Astronomy, 28 oktober). ULX-1 behoort tot de zogeheten röntgendubbelsterren. Deze objecten bestaan uit een compact object (een zwart gat of een neutronenster) en een normale ster die als ‘donor’ fungeert. Deze laatste verliest materie, die vervolgens wordt ingevangen door zijn compacte begeleider. Bij dit zogeheten accretieproces ontstaan röntgenstraling, deeltjeswinden en soms ook relativistische jets – energierijke deeltjes die in bundels worden weggeschoten. De totale hoeveelheid energie die daarbij vrijkomt is evenredig met de massa van het compacte object. Het vermoeden bestond dan ook dat de helderste röntgendubbelsterren een zwart gat bevatten – die hebben immers de meeste massa. De laatste jaren zijn echter ook ultraheldere röntgenbronnen ontdekt die een neutronenster als ‘aantrekker’ hebben. Ook van de winden en jets van röntgendubbelsterren werd aangenomen dat deze bij zwarte gaten het hevigst zouden zijn. De waarnemingen van ULX-1 lijken er nu echter op te wijzen dat een neutronenster ook in dit opzicht net zoveel energie kan genereren als een zwart gat. De hoeveelheid energie die zo’n compact object genereert kan worden afgeleid uit de hevigheid waarmee zijn snelle wind of jet in botsing komt met gas in de interstellaire ruimte. Bij deze botsing ontstaat een schokgolf van heet gas die met hoge snelheid uitdijt. Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra is nu de temperatuur van dat gas gemeten, en die meting wijst erop dat de schokgolf van ULX-1 een snelheid van 1000 kilometer per seconde heeft. In combinatie met de omvang van de bel van röntgenstraling rond het object volgt daaruit dat laatstgenoemde al ongeveer 70.000 jaar grote hoeveelheden energie genereert. Dat de energieproducent van ULX-1 een neutronenster is, staat wel vast. Maar over de aard van de bel van röntgenstraling rond dit object bestaat nog enige twijfel. Een (minder waarschijnlijke) alternatieve verklaring is dat de omvangrijke röntgenemissie wordt veroorzaakt door de verstrooiing van fotonen in een wolk van stof rond de neutronenster. Om daar uitsluitsel over te krijgen zal ULX-1 ook op zichtbare en andere golflengten moeten worden waargenomen. (EE)
Meer informatie:
→ A pulsar’s shocking power
Astronomen hebben, met behulp van het SPHERE-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT), ontdekt dat de planetoïde Hygiea als een dwergplaneet kan worden beschouwd. Het object is – na Ceres, Vesta en Pallas – het op drie na grootste lid van de planetoïdengordel. Maar het is nu pas voor het eerst dat astronomen Hygiea met voldoende hoge resolutie hebben waargenomen om haar oppervlak te bestuderen en haar vorm en afmetingen te bepalen. Daarbij hebben ze geconstateerd dat Hygiea bolvormig is en mogelijk de titel van kleinste dwergplaneet van het zonnestelsel van Ceres overneemt (Nature Astronomy, 28 oktober). Als lid van de planetoïdengordel voldoet Hygiea automatisch aan drie van de vier voorwaarden voor de classificatie als dwergplaneet: ze draait om de zon, is geen maan en heeft – anders dan een planeet – niet de omgeving van haar omloopbaan schoongeveegd. De laatste voorwaarde is dat zij voldoende massa heeft om, met behulp van haar eigen zwaartekracht, min of meer een bolvorm aan te nemen. En dat is wat de VLT-waarnemingen van Hygiea nu hebben uitgewezen. De astronomen hebben de SPHERE-waarnemingen ook gebruikt om de grootte van Hygiea te bepalen. Haar diameter blijkt iets meer dan 430 kilometer te bedragen. Pluto, de bekendste dwergplaneet, heeft een diameter van bijna 2400 kilometer, terwijl Ceres bijna 950 kilometer groot is. Verrassend genoeg hebben de waarnemingen ook laten zien dat er op Hygiea geen omvangrijke inslagkrater te vinden is. Dat is merkwaardig omdat Hygiea aan het hoofd staat van een van de grootste families van planetoïden, bestaande uit 7000 objecten die allemaal uit een en hetzelfde moederlichaam zijn voortgekomen. Astronomen dachten dat de gebeurtenis die tot de vorming van deze grote familie heeft geleid een groot, diep litteken op Hygiea heeft achtergelaten. Maar hoewel de astronomen 95 procent van het oppervlak van Hygiea konden bekijken, hebben ze maar twee duidelijke kraters kunnen ontdekken. Geen van beide is groot genoeg om de oorzaak te zijn geweest van de inslag waarbij de Hygiea-familie is ontstaan.Om deze kwestie verder te onderzoeken, heeft het team computersimulaties gedaan. Uit de resultaten daarvan leiden de astronomen af dat zowel de bolvorm van Hygiea als de bijbehorende grote familie van planetoïden waarschijnlijk het resultaat zijn van een frontale botsing met een object dat een diameter van 75 tot 150 kilometer had. Bij deze krachtige inslag, die ongeveer 2 miljard jaar geleden zou hebben plaatsgevonden, zou het moederlichaam volledig verbrijzeld zijn. Uit de nadien weer samenklonterende brokstukken ontstonden de bolvormige planetoïde Hygiea en haar duizenden metgezellen. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een analyse van gedetailleerde driedimensionale beelden van een omvangrijke aardverschuiving op Mars, die een meer dan 55 kilometer breed gebied beslaat, wijst erop dat deze niet per se door onderliggende lagen van glad ijs is veroorzaakt. Deze conclusie kan ook gevolgen hebben voor de interpretatie van vergelijkbare structuren elders in het zonnestelsel (Nature Communications, 24 oktober). Aardwetenschappers vergelijken de aardverschuivingen op Mars vaak met aardverschuivingen op onze eigen planeet, met name die bovenop gletsjers. Dat ligt voor de hand, omdat beide eenzelfde patroon van richels en groeven vertonen. Een onderzoeksteam, bestaande uit wetenschappers van instituten in Engeland, Israël en de VS, heeft nu echter nog eens goed gekeken naar gedetailleerde beelden van zo’n aardverschuiving die door de Mars Reconnaissance Orbiter van NASA zijn gemaakt. Daarbij hebben ze de verhoudingen gemeten tussen de hoogte van de richels, de breedte van de groeven en de dikte van het pakket sediment dat door de aardverschuiving is afgezet. Het onderzoek laat zien dat de gemeten verhoudingen overeenkomen met de resultaten van experimenten die met zand zijn gedaan. Dat doet vermoeden dat de aardverschuivingen ook op een instabiele, droge ondergrond kunnen zijn ontstaan. De onderzochte aardverschuiving op Mars ligt aan de voet van een kilometers hoog gebergte en is naar schatting 400 miljoen jaar geleden ontstaan. Waar het sediment op zijn dikst is, zijn de richels 60 meter hoog en de groeven 400 meter breed. Volgens de wetenschappers kunnen deze structuren zijn ontstaan door gesteente dat met snelheden tot wel 360 kilometer per uur omlaag gleed over een onderliggende puinlaag. Dat sluit overigens niet uit dat er ijs bij betrokken was, maar echt nodig is dat niet. Een van de wetenschappers die bij dit onderzoek betrokken waren is Apollo 17 astronaut Harrison Schmitt, die in 1972 op de maan wandelde en daar geologisch veldwerk deed. (EE)
Meer informatie:
→ Martian landslides not conclusive evidence of ice
Voor het eerst is in de ruimte een vers geproduceerd zwaar element, strontium, gedetecteerd na de samensmelting van twee neutronensterren. Deze ontdekking is gedaan met de X-shooter-spectrograaf van ESO’s Very Large Telescope en vandaag gepubliceerd in Nature. De detectie bevestigt dat de zwaardere elementen in het heelal bij botsingen tussen neutronensterren kunnen ontstaan. In 2017, na de detectie van zwaartekrachtsgolven die de aarde passeerden, richtte ESO haar telescopen in Chili, waaronder de VLT, op de bron: twee samensmeltende neutronensterren die de aanduiding GW170817 kregen. Astronomen vermoedden dat als bij zo’n botsing zwaardere elementen werden gevormd, de signaturen daarvan te detecteren zouden zijn in de ‘kilonova’ – de explosieve nasleep van de samensmelting. Dat is wat een team van Europese onderzoekers nu is gelukt met behulp van gegevens van het X-shooter-instrument. Na de detectie van GW170817 begon ESO-telescopen de aanzwellende kilonova-explosie op allerlei golflengten te observeren. Daarbij registreerde X-shooter een reeks spectra in het ultraviolet tot nabij-infrarood. Bij een eerste analyse van deze spectra werden al aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van zware elementen in de kilonova, maar tot nu toe konden astronomen geen specifieke elementen herkennen. Door de gegevens uit 2017 nog eens nauwkeurig te analyseren, hebben astronomen nu vastgesteld dat zich bij de explosie het zware element strontium heeft gevormd. Op aarde komt strontium van nature in de bodem voor, en concentraties ervan zijn in bepaalde mineralen terug te vinden. Strontiumzouten worden gebruikt om siervuurwerk een helderrode kleur te geven. Elementen zoals strontium worden gevormd door een proces dat ‘snelle neutronenvangst’ wordt genoemd. Dat is een proces waarbij een atoomkern snel genoeg neutronen invangt om de vorming van zeer zware elementen mogelijk te maken. Veel elementen worden in de kernen van sterren aangemaakt, maar de vorming van elementen zwaarder dan ijzer, waaronder dus ook strontium, vereist een nóg hetere omgeving waar veel vrije neutronen zijn. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Ivo Labbé, is bij toeval gestuit op een groot sterrenstelsel in het vroege heelal. De ontdekking is gedaan met de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili (The Astrophysical Journal, 22 oktober). Het naar schatting 12,5 miljard lichtjaar verre stelsel werd ontdekt bij een waarnemingen van sterrenstelsels die dichterbij staan. Op de ALMA-opnamen was een vage vlek te zien, op een plek waar op andere golflengten helemaal geen sterrenstelsel te bekennen was. Dat was een aanwijzing dat het object heel ver weg was en schuilging achter wolken van stof. De door ALMA waargenomen straling is waarschijnlijk afkomstig van de warme gloed van stofdeeltjes die door sterren diep in het inwendige van een jong sterrenstelsels zijn opgewarmd. Het vele stof onttrekt deze sterren aan het zicht. De astronomen vermoeden dat het sterrenstelsel ongeveer net zoveel sterren heeft als onze Melkweg, maar het is nog lang niet volgroeid. Er komen jaarlijks nog ruwweg 300 zonsmassa’s aan nieuwe sterren bij. De nieuwe ontdekking kan een vraagstuk helpen oplossen waar astronomen al een tijdje mee worstelen. Sommige van de grootste sterrenstelsels in het jonge heelal lijken heel snel te zijn gegroeid, wat in strijd is met theoretische voorspellingen. Nog vreemder is dat deze volwassen sterrenstelsels vrij plotseling zijn opgedoken, op een moment dat het heelal nog maar tien procent van zijn huidige leeftijd had bereikt. Met ALMA is het nu gelukt om zo’n sterrenstelsel te betrappen terwijl het met zijn groeispurt bezig is. De grote vraag is hoe talrijk sterrenstelsels als deze zijn. Bij het nieuwe onderzoek is een hemelgebiedje verkend dat honderd keer zo klein is als de volle maan. Dat hier een ver, groot en stofrijk sterrenstelsel is aangetroffen kan toeval zijn, maar aannemelijker is dat sterrenstelsels als deze heel talrijk waren in het vroege heelal. Het wachten is nu op de James Webb Space Telescope, die in maart 2021 gelanceerd moet worden. Dit instrument kan door de stofsluiers van de verre sterrenstelsels heen kijken. Pas dan zal echt duidelijk worden hoe groot ze zijn en hoe snel ze groeien. (EE)
Meer informatie:
→ Cosmic Yeti from the Dawn of the Universe Found Lurking in Dust
Astronomen van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik hebben de eerste opnamen gepresenteerd die met het eROSITA-instrument zijn gemaakt. eROSITA is een camera van de Russisch-Duitse ruimtetelescoop Spektr-RG, waarmee de komende vier jaar de complete hemel op röntgengolflengten in beeld moet worden gebracht. De beelden tonen de Grote Magelhaense Wolk, een klein buurstelsel van de Melkweg, en een tweelingcluster van duizenden sterrenstelsels elk op ongeveer 800 miljoen lichtjaar afstand. Een van de details op de foto van de Grote Magelhaense Wolk is het restant van supernova 1987A. De eROSITA-opname laat zien dat deze röntgenbron, zoals verwacht, zwakker wordt naarmate de schokgolf van de explosie zich een weg baant door het interstellaire medium. Waar normale foto’s vooral de sterren in een sterrenstelsel laten zien, worden röntgenopnamen gedomineerd door objecten die heel veel energie produceren, zoals de accretieschijf rond het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel. En röntgenbeelden van clusters van sterrenstelsels tonen ook het hete gas tussen de afzonderlijke sterrenstelsels. Spektr-RG of voluit Spektrum-Röntgen-Gamma (SRG) werd op 13 juli van dit jaar gelanceerd en bereikte op 21 oktober zijn bestemming: een punt dat van de zon uit gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde ligt. Spektr-RG beweegt nu in een baan om dit zogeheten L2-punt. De ruimtetelescoop beschikt tevens over een tweede camera, de Russische camera ART-XC, die energierijkere röntgenstraling kan detecteren dan eROSITA. (EE)
Meer informatie:
→ Revealing the Beauty of the Hidden Universe: eROSITA sees first light
Bij nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen een ontdekking gedaan die zou kunnen verklaren waarom er al vroeg in de geschiedenis van het heelal superzware zwarte gaten bestonden. Tegengestelde gasstromen, zoals die zijn waargenomen in het hart van het sterrenstelsel NGC 1068, zouden weleens de sleutel kunnen zijn (The Astrophysical Journal Letters, 20 oktober). In het centrum van NGC 1068 bevindt zich een superzwaar zwart gat dat wordt gevoed vanuit een dunne, ronddraaiende schijf van gas en stof – een zogeheten accretieschijf. Een team van onderzoekers onder leiding van Violette Impellizzeri van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) heeft ALMA gebruikt om in te zoomen op deze gasschijf. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij dat de schijf uit twee delen bestaat. Het binnenste deel heeft een middellijn van 2 tot 4 lichtjaar en volgt de rotatie van het sterrenstelsel. Het buitenste meet 4 tot 22 lichtjaar en draait in tegengestelde richting. Volgens de astronomen betekent dit dat de gasstroom rond het zwarte gat om de een of andere reden verstoord is geraakt. De meest voor de hand liggende oorzaak is dat er een grote aanvoer van in tegengestelde richting stromend gas heeft plaatsgevonden, bijvoorbeeld vanuit een klein sterrenstelsel dat door NGC 1068 is ingevangen. Op dit moment is de toestand van deze schijf stabiel. Maar daarin zal verandering komen zodra er materiaal vanuit het buitenste deel van de schijf naar binnen toe ‘valt’. De beide gasstromen komen dan met elkaar in botsing, waarna de beide schijven in elkaar zakken en er grote hoeveelheden moleculair gas met hoge snelheid naar het zwarte gat toe stromen. Het kan overigens nog wel honderdduizenden jaren gaan duren voordat het zover is. Superzware zwarte gaten bestonden al toen het heelal nog maar een miljard jaar oud was. Hoe deze uitzonderlijke objecten, met massa’s die kunnen oplopen tot miljarden zonsmassa’s, zo snel zoveel materie hebben kunnen verzamelen is een van de grote vraagstukken in de astronomie. De nieuwe ALMA-waarnemingen van NGC 1068 bieden een mogelijke verklaring: wellicht hebben tegengesteld roterende gasstromen aan dit snelle vormingsproces bijgedragen. (EE)
Meer informatie:
→ Going Against the Flow Around a Supermassive Black Hole
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop hebben bevestigd dat het diffuse sterrenstelsel NGC 1052-DF4 (of kortweg DF4) weinig of geen donkere materie bevat (arXiv, 16 oktober). De grote vraag is nu hoe dergelijke sterrenstelsels zijn ontstaan. De nieuwe Hubble-waarnemingen zijn gebruikt om de afstand tot DF4 nauwkeurig te kunnen bepalen. Met behulp van de ruimtetelescoop zijn de helderste rode reuzensterren in het sterrenstelsel opgespoord. Deze sterren kunnen worden gebruikt als ‘standaardkaarsen’, wat wil zeggen dat ze een voorspelbare absolute helderheid hebben. Uit hun schijnbare helderheid – de helderheid zoals we die vanaf de aarde waarnemen – kan daardoor rechtstreeks hun afstand worden berekend. Uit de resultaten concludeert een team van astronomen, onder wie Shany Danieli en Pieter van Dokkum van de Yale Universiteit, dat DF4 ongeveer 61 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. Dat ontkracht de bevindingen van een ander team, onder leiding van Ignacio Trujillo van het Instituto de Astrofísica de Canarias, dat meende dat DF4 veel dichterbij is. Dat laatste zou dan betekenen dat het stelsel toch een normale hoeveelheid donkere materie bevat. In 2018 ontdekten Van Dokkum en zijn team al een ander sterrenstelsel, DF2, dat eveneens een gebrek aan donkere materie vertoont. Dat werd afgeleid uit de trage snelheden waarmee sterren(hopen) om het centrum van het stelsel cirkelen. Omdat verondersteld wordt dat ongeveer 85 procent van alle materie in het heelal uit donkere materie bestaat, was dat nogal verbazingwekkend. Inmiddels staan Van Dokkum en collega’s niet meer alleen. Eind september maakte een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) de ontdekking bekend van zes lichtzwakke sterrenstelsels die óók amper donkere materie lijken te bevatten. Als deze onderzoeksresultaten standhouden, zou dat betekenen dat er aan het ontstaan van sommige sterrenstelsels geen grote hoeveelheden donkere materie te pas zijn gekomen. Het begint erop te lijken dat er in het vroege heelal ook wolken van normaal gas bestonden die van zichzelf al voldoende dichtheid hadden om sterren te kunnen vormen. Maar de discussie hierover is vast nog niet ten einde. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble reveals that galaxies without dark matter really exist
Nieuw onderzoek laat zien dat de meest massarijke spiraalstelsels in het heelal sneller ronddraaien dan verwacht. Onze Melkweg, een gemiddeld spiraalstelsel, heeft ter plaatse van onze zon een rotatiesnelheid van 210 kilometer per seconde. Bij een ‘superspiraal’ is deze snelheid bijna drie keer zo hoog. Superspiralen zijn in bijna alle opzichten uitzonderlijk. Ze hebben niet alleen veel meer massa dan de Melkweg, maar zijn ook groter en helderder. De allergrootste hebben een middellijn van 450.000 lichtjaar – ruim vier keer de Melkweg. Van deze reuzen zijn tot nu toe pas een stuk of honderd bekend. Bekend was al dat spiraalstelsels sneller roteren naarmate ze meer massa bevatten in de vorm van zichtbare materie (sterren en gas). Op zich is het dus niet verbazingwekkend dat superspiralen sneller ronddraaien dan de Melkweg. Maar ze roteren aanzienlijk sneller dan je op grond van hun massa aan sterren en gas zou mogen verwachten. Vermoed wordt dat dit komt doordat de superspiralen omgeven zijn door kolossale halo’s van donkere materie. Het feit dat superspiralen zich niet houden aan het gebruikelijke verband tussen de rotatiesnelheid en hoeveelheid zichtbare materie is een tegenslag voor een bekende alternatieve zwaartekrachtstheorie, de Modified Newtonian Dynamics of MOND. Volgens deze theorie is de zwaartekracht op de schalen van sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels groter dan de theorieën van Newton en Einstein voorspellen. MOND is ontworpen om de gebruikelijke relatie tussen massa en rotatie van spiraalstelsels te reproduceren, maar kan niet overweg met buitenbeentjes zoals de superspiralen. De kolossale halo’s die de superspiralen omgeven lijken overigens niet alleen van invloed te zijn op hun rotatie. De zwaarste spiraalstelsels zijn onderbedeeld als het om sterren gaat. Dat suggereert dat de enorme hoeveelheid donkere materie ook van invloed is op de stervorming. Dat zou een gevolg van de snelle rotatie van de stelsels kunnen zijn: die zou de samentrekking van gaswolken tot sterren kunnen bemoeilijken. (EE)
Meer informatie:
→ Super Spirals Spin Super Fast
