Astronomen hebben een reusachtige exoplaneet ontdekt – drie tot tien keer zo groot als Jupiter – die zich schuilhoudt in de schijf van gas en stof rond een jonge ster. Eerdere waarnemingen van deze ster, MP Mus genaamd, suggereerden dat er geen planeten omheen cirkelden. Maar nieuw onderzoek, gebaseerd op waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en gegevens van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia, wijzen erop dat de ster toch niet zo eenzaam is (Nature Astronomy, 14 juli). Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Álvaro Ribas van de Universiteit van Cambridge (VK), heeft een grote gasreus ontdekt in de protoplanetaire schijf rond MP Mus: de pannenkoekvormige wolk van gas, stof en ijs waarin zich planeten kunnen vormen. Door te onderzoeken hoe zich planeten vormen in de protoplanetaire schijven rond jonge sterren, kunnen astronomen meer te weten komen over hoe ons eigen zonnestelsel is ontstaan. Via een proces dat kernaccretie wordt genoemd, zorgt de zwaartekracht ervoor dat deeltjes in zo’n schijf aan elkaar kleven en uiteindelijk grotere vaste lichamen vormen, zoals planetoïden of planeten. Als zich jonge planeten vormen, vegen ze als een soort ‘stofzuigers’ een gordel in de schijf schoon. Het opsporen van deze jonge planeten is echter een enorme uitdaging vanwege het verhullende gas en stof in de schijf. Tot nu toe zijn er slechts drie betrouwbare detecties van jonge planeten in een protoplanetaire schijf gedaan. Ribas nam de protoplanetaire schijf rond MP Mus (ook bekend als PDS 66) voor het eerst waar in 2023. De resultaten toonden een ogenschijnlijk eenzame jonge ster, omringd door een volkomen egale schijf van gas en stof waarin zich geen planeten hadden gevormd. ‘Onze eerdere waarnemingen lieten een saaie, platte schijf zien’, zegt Ribas. ‘Maar dit leek ons vreemd, omdat deze schijf tussen de zeven en tien miljoen jaar oud is. In een schijf van die leeftijd zouden we sporen van planeetvorming verwachten.’Daarom hebben Ribas en zijn collega’s uit Duitsland, Chili en Frankrijk MP Mus een tweede kans gegeven. Met behulp van ALMA hebben ze de ster opnieuw waargenomen, maar ditmaal op langere golflengten, waardoor ze dieper in de schijf konden kijken. De nieuwe waarnemingen brachten een holte dicht bij de ster aan het licht en twee lege gordels verder daarvandaan, die bij de eerdere waarnemingen niet te zien waren. Dit wijst erop dat MP Mus toch gezelschap heeft. Tegelijkertijd vond Miguel Vioque, onderzoeker bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) een ander stukje van de puzzel. Met behulp van gegevens van ruimtetelescoop Gaia ontdekte hij dat MP Mus een schommelbeweging vertoont. Op basis van een combinatie van Gaia- en ALMA-waarnemingen en computermodellen zeggen de onderzoekers dat de schommelbeweging waarschijnlijk wordt veroorzaakt door een gasreus met minder dan tien keer de massa van Jupiter, die op een afstand van één tot driemaal de afstand zon-aarde rond zijn ster draait. Het is voor het eerst dat in een protoplanetaire schijf op deze indirecte manier een planeet is ontdekt, dat wil zeggen: door nauwkeurige Gaia-gegevens van sterbewegingen te combineren met detailrijke waarnemingen van de schijf. Het betekent ook dat in andere protoplanetaire schijven mogelijk nog veel meer verborgen planeten op ontdekking wachten. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers find a giant hiding in the ‘fog’ around a young star
De LIGO-Virgo-KAGRA-samenwerking (LVK) heeft de samensmelting gedetecteerd van de zwaarste zwarte gaten die ooit via hun zwaartekrachtgolven zijn waargenomen. Bij de fusie ontstond uiteindelijk een zwart gat dat meer dan 225 keer zoveel massa had als onze zon. Het bijbehorende zwaartekrachtgolf-signaal, met de aanduiding GW231123, werd waargenomen tijdens de vierde waarnemingsronde van het LVK-netwerk op 23 november 2023. Gravitatiegolf-detectoren zoals LIGO (VS), Virgo (Italië) en KAGRA (Japan) zijn ontworpen om minieme vervormingen van de ruimtetijd te meten die worden veroorzaakt door heftige kosmische gebeurtenissen, zoals samensmeltingen van zwarte gaten. De twee zwarte gaten die in het geval van GW231123 samensmolten hadden ongeveer honderd en honderdveertig keer zoveel massa als de zon. Ook draaiden ze snel rond. ‘Dit is het zwaarste zwarte gat dat we via zwaartekrachtgolven hebben waargenomen, en het vormt een echte uitdaging voor ons begrip van de vorming van zwarte gaten’, zegt professor Mark Hannam van de Universiteit van Cardiff en lid van de wetenschappelijke LIGO-samenwerking. ‘Zwarte gaten van deze massa staan op gespannen voet met de gangbare sterevolutie-modellen. Een mogelijke verklaring is dat deze twee om elkaar wentelende zwarte gaten zijn ontstaan door eerdere fusies van kleinere zwarte gaten.'‘De twee zwarte gaten lijken heel snel te draaien: dichtbij de limiet die Einsteins algemene relativiteitstheorie toestaat’, legt astronoom Charlie Hoy van de Universiteit van Portsmouth uit. Tot nu toe zijn ongeveer driehonderd fusies van zwarte gaten waargenomen door middel van zwaartekrachtgolven. De zwaarste fusie tot nu toe (GW190521) had een totale massa van ‘slechts’ honderdveertig zonsmassa’s. GW231123 wordt gepresenteerd op de gezamenlijke Internationale Conferentie over Algemene Relativiteit en Gravitatie en de Edoardo Amaldi-conferentie over zwaartekrachtgolven, die van 14 tot 18 juli in Glasgow (Schotland) wordt gehouden. (EE)
Meer informatie:
→ LIGO-Virgo-KAGRA detect most massive black hole merger to date
Volgens nieuw onderzoek, waarvan de resultaten vandaag (11 juli) zijn gepresenteerd op de bijeenkomst van de Royal Astronomical Society die deze week in Durham (VK) word gehouden, zou ons Melkwegstelsel tachtig tot honderd meer satellietstelsels kunnen bevatten dan astronomen tot nu toe hebben kunnen voorspellen of waarnemen. Tot die conclusie komen kosmologen van de Universiteit van Durham, op basis van een nieuwe techniek die geavanceerde supercomputer-simulaties combineert met wiskundige modellen. Als deze sterrenstelsels met telescopen kunnen worden opgespoord, zou dat een sterke bevestiging zijn voor het zogeheten Lambda-CDM model (ook wel het kosmologische standaardmodel genoemd), die de grootschalige structuur van het heelal en de vorming van sterrenstelsels verklaart. Volgens dit model vertegenwoordigt gewone materie in de vorm van atomen slechts vijf procent van de totale inhoud van het heelal. De rest zou bestaan uit koude donkere materie (vijf procent) en donkere energie (zeventig procent). Volgens het standaardmodel vormen sterrenstelsels zich in het centrum van enorme opeenhopingen van donkere materie die halo’s worden genoemd. De meeste sterrenstelsels in het heelal zijn dwergstelsels van geringe massa, die veelal als ‘satellieten’ om grotere sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel draaien. Maar volgens het standaardmodel zouden er veel meer van die satellietstelsels moeten bestaan dan uit de huidige kosmologische simulaties en waarnemingen blijkt. Het nieuwe onderzoek toont aan dat de ontbrekende satellieten van de Melkweg extreem zwakke sterrenstelsels zijn die door de zwaartekracht van de halo van de Melkweg bijna al hun donkere materie zijn kwijtgeraakt. Deze ‘verweesde’ sterrenstelsels gaan in de meeste simulaties verloren, maar zouden volgens de Durham-onderzoekers nog in het echte heelal te vinden moeten zijn. Ze hopen dat nieuwe telescopen en instrumenten, zoals de LSST-camera van de recent in bedrijf genomen Rubin-sterrenwacht, astronomen in staat zal stellen om deze uiterst zwakke objecten op te sporen. (EE)
Meer informatie:
→ The Milky Way could be teeming with more satellite galaxies than previously thought
Komeet 3I/ATLAS, het derde object waarvan bekend is dat het vanuit de interstellaire ruimte het zonnestelsel is binnengekomen, heeft een andere oorsprong dan zijn voorgangers. Volgens een team onder leiding van astrofysicus Matthew Hopkins van de Universiteit van Oxford is de komeet afkomstig uit de dikke schijf van de Melkweg – een heel andere omgeving dan waar de zon zich nu bevindt (ArXiv, 7 juli). Slechts drie keer hebben astronomen objecten door ons zonnestelsel zien bewegen in banen die alleen verklaard kunnen worden als dat object van ver buiten het zonnestelsel afkomstig is. De eerste twee waren 'Oumuamua en komeet 2I/Borisov, die respectievelijk in 2017 en 2019 opdoken. Komeet 3I/ATLAS, ontdekt op 1 juli 2025, is de derde, en astronomen zijn druk bezig om uit te zoeken waar hij vandaan komt en hoe hij eruitziet. Hopkins en zijn collega’s hebben een protocol toegepast dat bekend staat als het Ōtautahi-Oxford-model. Dit model gebruikt gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, in combinatie met modellen van de chemie van de schijf van de Melkweg om populaties van interstellaire objecten in kaart te brengen. Bij zijn ontdekking had 3I/ATLAS een snelheid van 57 kilometer per seconde en volgde hij een koers die hem in oktober 2025 net binnen de baan van Mars zal brengen voordat hij het zonnestelsel weer verlaat. Hij heeft een middellijn van tien tot twintig kilometer, een blauwachtig oppervlak en een rodere coma dan de meeste ‘inheemse’ kometen van ons zonnestelsel. Het onderzoeksteam heeft vastgesteld dat de snelheid van de komeet past bij een oorsprong in de dikke schijf van de Melkweg – de opgezwollen delen rond de dunne schijf waar de meeste sterren van de Melkweg zich ophouden, waaronder ook onze zon. De dikke schijf bevat naar schatting ongeveer tien procent van de sterren in ons sterrenstelsel en de meeste daarvan zijn meer dan tien miljard jaar oud. Als dit wordt bevestigd, betekent dit dat 3I/ATLAS aanzienlijk ouder is dan het zonnestelsel zelf. De onderzoekers schatten zijn leeftijd op 7,6 tot 14 miljard jaar. Ter vergelijking: de zon is slechts 4,6 miljard jaar oud. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Have Traced Our New Interstellar Comet's Origin, And It's a First (ScienceAlert)
De ontdekking van meer dan vijftienduizend kilometer aan oude rivierbeddingen op Mars suggereert dat de rode planeet ooit veel natter kan zijn geweest dan tot nu toe werd vermoed. Dat hebben Britse onderzoekers bekendgemaakt tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Royal Astronomical Society in Durham (VK). De wetenschappers baseren hun conclusie op het bestaan van kronkelige richels in Noachis Terra, een gebied in de zuidelijke hooglanden van Mars. Aangenomen wordt dat deze zich hebben gevormd toen sediment dat door rivieren werd afgezet, verhardde en later bloot kwam te liggen doordat het omringende materiaal erodeerde. Soortgelijke structuren zijn op verschillende plekken op Mars aangetroffen. Hun aanwezigheid suggereert dat in dit gebied op Mars ooit veel water heeft gestroomd, waarschijnlijk doordat er veel neerslag viel. De bevindingen wijzen erop dat het waterpeil in Noachis Terra ongeveer 3,7 miljard jaar geleden stabiel kan zijn geweest. Noachis Terra is niet zo uitgebreid bestudeerd als andere gebieden op Mars, deels omdat er weinig valleien zijn, die zich vertakkende erosiestructuren vormen die vaak worden gebruikt om vroegere neerslag en waterstromen in kaart te brengen. Het nieuwe onderzoek richtte zich in plaats daarvan op zogeheten stroomruggen, die worden gekenmerkt door hun verhoogde ligging. De brede verspreiding en vorm van deze ruggen suggereren dat ze zich waarschijnlijk hebben gevormd gedurende een periode van stabiele oppervlakteomstandigheden. Het feit dat de ruggen uitgebreide onderlinge systemen vormen suggereert dat Noachis Terra geruime tijd warme en natte omstandigheden heeft gekend. De nieuwe bevindingen weerleggen de bestaande theorieën, volgens welke Mars over het algemeen koud en droog was, afgezien van sporadische, korte perioden van opwarming, toen het smeltwater van de ijskappen een aantal valleien heeft gevormd. (EE)
Meer informatie:
→ Ancient river systems reveal Mars was wetter than we thought
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Tomas Stolker (Universiteit Leiden) heeft een jonge gasvormige reuzenplaneet in beeld gebracht bij een slechts twaalf miljoen jaar oude ster. De planeet draait op ruime afstand rond een ster waar de planeetvorming klaar is, terwijl de even oude partnerster nog omgeven is door een planeet-vormende schijf (Astronomy & Astrophysics, 9 juli). Het dubbelstersysteem HD 135344 AB bevindt zich op ongeveer 440 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Wolf. Het bestaat uit twee jonge sterren – A en B – die op zeer grote afstand om elkaar draaien. Tomas Stolker bestudeerde ster B al tijdens zijn promotieonderzoek (2013-2017) vanwege diens interessante planeet-vormende schijf. ‘Maar ster A was nooit bestudeerd omdat die geen schijf had. Mijn collega’s en ik waren benieuwd of daar misschien al een planeet was gevormd’, zegt Stolker. ‘En het antwoord is nu dus – na vier jaar minutieus meten en wat geluk: ja.’ De nieuw ontdekte exoplaneet, HD 135344 Ab, is een jonge gasreus die hooguit twaalf miljoen jaar oud is. Hij heeft ongeveer tien keer zoveel massa als Jupiter en bevindt zich op een afstand tot zijn ster die vergelijkbaar is met de afstand van Uranus tot de zon. De onderzoekers wijzen erop dat de bijbehorende ster A al klaar is met planeetvorming terwijl ster B nog een protoplanetaire schijf bezit. Dit betekent dat de planeetvorming rond dubbelsterren zich langs verschillende tijdlijnen kan voltrekken. De onderzoekers hebben het SPHERE-instrument van de Very Large Telescope (VLT) gebruikt om naar het zwakke licht van de mogelijke planeet te speuren. De planeet werd vrij snel gevonden, maar het was lange tijd niet duidelijk of het echt om een planeet ging of om een ster op de achtergrond. Om deze mogelijkheid uit te sluiten, volgden de onderzoekers de planeet ook met het GRAVITY-instrument. Dit instrument combineert het licht van de vier grote telescopen van de VLT en kon daardoor heel precies de locatie van de planeet in kaart brengen. De onderzoekers keken in vier jaar tijd zeven keer naar de ster en de planeet en zagen dat die zich samen verplaatsen. Het ging dus daadwerkelijk om een planeet en niet om een achtergrondster. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Britse astronomen willen de geheimen van de ‘kosmische dageraad’ ontsluieren door een kleine ruimtesonde in een omloopbaan om de maan te brengen en daarmee te gaan ‘luisteren’ naar het heel vroege heelal, toen dit – bij gebrek aan sterren en sterrenstelsels – nog donker en leeg was. Het plan wordt vandaag gelanceerd tijden de bijeenkomst van de Royal Astronomical Society in Durham (Engeland). Voor het onderzoek van deze kosmische dageraad is radiostilte een must. En de aarde is een te ‘lawaaierige’ plek voor het opvangen van zwakke radiosignalen die miljarden jaren geleden werden geproduceerd. Om de ruis van waterstof – het eerste en meestvoorkomende element in het heelal – op te kunnen vangen, moet het absoluut stil zijn. Voor de gewenste waarnemingen gebruikt de Britse CosmoCube-missie de maan als een groot schild dat alle radioruis van de aarde tegenhoudt. Met dit hulpmiddel willen astronomen erachter komen hoe ons heelal veranderde van zijn oorspronkelijke donkere staat in de huidige, met licht gevulde kosmos met al zijn sterren en sterrenstelsels. Ook kan de missie meer inzicht geven in de geheimzinnige donkere materie, en de rol die deze heeft gespeeld bij het ontstaan van de grote kosmische structuren. De kosmische dageraad is een van de laatste onontgonnen terreinen in de observationele kosmologie. Dit pre-stellaire tijdperk biedt een ongerepte blik op de vorming van structuren, de eigenschappen van donkere materie en de vroege evolutie van het heelal. CosmoCube wordt ontwikkeld door een internationaal consortium onder Britse leiding, met onderzoekers van de Universiteiten van Cambridge en Portsmouth. De ontwikkeling van het instrument is in volle gang en er zijn al tests gedaan met prototypes. Het team achter het project mikt op een ontwikkelingstraject van vier à vijf jaar. Het doel is om de ruimtesonde voor het einde van dit decennium in een baan om de maan te brengen. (EE)
Meer informatie:
→ Probing the cosmic Dark Ages from the far side of the Moon
Astronomen hebben wolken van koud gas ontdekt die diep zijn ingebed in grotere wolken van superheet gas in het centrum van ons Melkwegstelsel. De ontdekking suggereert dat de deze Fermi-bellen veel jonger zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Fermi-bellen zijn enorme structuren van heet gas die zich boven en onder de Melkwegschijf uitstrekken tot op afstanden van ongeveer 25.000 lichtjaar. Ze zijn in 2010 voor het eerst gezien met telescopen die gammastraling detecteren. Een team onder leiding van Rongmon Bordol van North Carolina State University (VS) heeft de Fermi-bellen nu waargenomen met de Green Bank-radiotelescoop, om zo meer te weten te komen over de samenstelling en de snelheid van het daarin aanwezige gas. Het meeste gas in de Fermi-bellen heeft een temperatuur van ongeveer een miljoen graden Celsius, maar tot hun verrassing ontdekten de onderzoekers verspreid in de bellen ook dichte, relatief koude wolken van neutraal waterstofgas, met temperaturen van slechts ongeveer tienduizend graden Celsius – dus minstens honderd keer zo koel als hun omgeving. Dat is verrassend, omdat de uitstroom van de superhete gassen van de Fermi-bellen het koelere gas allang had moeten verdrijven. ’Het is alsof je ijsblokjes ontdekt in een vulkaan,’ aldus de astronomen. ‘Computermodellen van interacties tussen koel gas en heet uitstromend gas in extreme omgevingen zoals de Fermibellen laten zien dat het koele gas doorgaans binnen enkele miljoenen jaren wordt verdreven – een tijdschaal die overeenkomt met eerdere schattingen van de leeftijd van de Fermibellen’, aldus Bordoloi. ‘De wolken zouden helemaal niet meer kunnen bestaan als de Fermibellen 10 miljoen jaar of ouder waren’. Het team is er tevens in geslaagd om de snelheid te berekenen waarmee de gassen bewegen: ongeveer anderhalf miljoen kilometer per uur. Volgens Bordeloi bevestigt dit dat de Fermi-bellen een recent verschijnsel zijn: ‘Deze wolken bestonden nog niet toen de dinosauriërs op aarde rondzwierven. Kosmisch gezien is een miljoen jaar een oogwenk.’ (EE)
Meer informatie:
→ ‘Ice in a Volcano’ Reveals Age of Gas Cloud at Milky Way’s Center
Ruimte-ijs bevat minuscule kristallen en is niet – zoals tot nu toe werd aangenomen – een volledig ongeordend materiaal zoals vloeibaar water. Tot die conclusie komen Britse wetenschappers op basis van experimenten en computersimulaties (Physical Review B, 7 juli). Bij hun nieuwe studie hebben de wetenschappers zich gebogen over de meest voorkomende vorm van ijs in het heelal: amorf ijs van geringe dichtheid, zoals dat ondermeer voorkomt in kometen, op ijsmanen en in stofwolken waarin sterren en planeten worden gevormd. Daarbij ontdekten ze dat computersimulaties van dit ijs het best overeenkwamen met de resultaten van eerdere experimenten als het ijs niet volledig amorf was, maar kleine kristallen bevatten die in ongeordende structuren waren ingebed. Ook herkristalliseerden (d.w.z. verwarmden) ze echte monsters van amorf ijs dat op verschillende manieren was gevormd. Daarbij stelden ze vast dat de uiteindelijke kristalstructuur afhing van hoe het amorfe ijs was ontstaan. Als dit ijs volledig amorf was geweest, zou het geen ‘vingerafdruk’ van zijn oorspronkelijke vorm kunnen behouden. De bevindingen hebben gevolgen voor een speculatieve theorie over hoe het leven op aarde is begonnen. Volgens deze theorie, die bekendstaat als panspermie, werden de bouwstenen van het leven door een komeet op aarde afgeleverd, waarbij ijs van lage dichtheid als ‘verpakkingsmateriaal’ diende voor ingrediënten zoals eenvoudige aminozuren. Het nieuwe onderzoek suggereert nu dat dit ijs minder geschikt is als transportmateriaal voor moleculen die van belang zijn voor het ontstaan van leven, omdat er in ijs met een gedeeltelijk kristallijne structuur minder plek is voor deze ingrediënten. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Space ice’ is less like water than we thought
Een team van Britse en Amerikaanse astronomen suggereert dat donkere dwergen de ware aard van de zogeheten donkere materie kunnen onthullen. Donkere dwergen zijn kleine hemellichamen die – anders dan hun naam doet vermoeden – niet echt donker zijn, maar wel een bijzondere relatie hebben met de donkere materie (Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 7 juli). Astronomen vermoeden dat een kwart van het heelal bestaat uit een soort materie die geen licht uitzendt, waardoor ze onzichtbaar is voor onze telescopen. Deze donkere materie verraadt haar bestaan alleen via de zwaartekracht die ze uitoefent. Waaruit zij bestaat staat nog niet vast, maar een veelgenoemde kandidaat zijn de zogeheten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles): zware deeltjes die geen interacties aangaan met normale materie, geen licht uitzenden en ongevoelig zijn voor elektromagnetische krachten. Volgens de onderzoekers zou dit type donkere materie nodig zijn voor het bestaan van donkere dwergen. Donkere materie is immers gevoelig voor de zwaartekracht en kan dus worden ingevangen door sterren en zich daarbinnen ophopen. Als dat gebeurt kunnen WIMPs elkaar vernietigen en komt energie vrij die de ster verhit. Gewone sterren, zoals onze zon, stralen omdat er in hun kernen fusieprocessen plaatsvinden waarbij enorme hoeveelheden licht en energie vrijkomen. Ook donkere dwergen zenden licht uit, maar niet door kernfusie. Deze objecten hebben ongeveer tien keer zo weinig massa als de zon, en dat is niet genoeg om fusiereacties in gang te zetten. Ze produceren slechts een zwakke gloed en worden daarom bruine dwergen genoemd.Als zo’n bruine dwerg zich in een omgeving bevindt waar veel donkere materie aanwezig is – zoals in het centrum van ons Melkwegstelsel – kan hij zo veel van deze materie verzamelen dat hij in een donkere dwerg verandert. En hoe meer donkere materie zich in de ster verzamelt, des te meer energie wordt er geproduceerd door de vernietiging ervan. Maar hoe onderscheid je een donkere dwerg van een ‘gewone’ bruine dwerg? Volgens de astronomen speelt het element lithium-7 daarbij een sleutelrol. In gewone sterren wordt lithium heel snel ‘verbrandt’. Dus als je een object tegenkomt dat eruitziet als een donkere dwerg, zou je kunnen kijken of deze – anders dan een bruine dwerg – inderdaad lithium bevat. Op die manier zouden astronomen – bijvoorbeeld met de Webb-ruimtetelescoop – donkere dwergen kunnen opsporen en het bestaan van WIMPs bevestigen. (EE)
Meer informatie:
→ Dark dwarfs lurking at the center of our galaxy might hint at the nature of dark matter
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili, een kijkje genomen in het vroege heelal, om zo de bouwstenen van sterrenstelsels-in-wording te kunnen onderzoeken. De ALMA-beelden tonen het gas en stof in sterrenstelsels zoals ze er een miljard jaar na de oerknal uitzagen en geven een indruk van hoe de eerste schijfvormige sterrenstelsels zijn ontstaan. De astronomen hebben – in het kader van de zogeheten CRISTAL-survey – alles bij elkaar 39 sterrenstelsels onder de loep genomen, waarbij naast de ALMA-data ook nabij-infrarood-opnamen van de ruimtetelescopen Webb en Hubble zijn gebruikt. Op die manier kon het interstellaire medium in elk stelsel gedetailleerd in kaart worden gebracht. Een van de belangrijkste bevindingen is dat de stervormingsgebieden in de meeste sterrenstelsels grote ‘klonten’ vertonen met afmetingen van enkele duizenden lichtjaren. Daarnaast vertoont een deel van de stelsels tekenen van rotatie, wat erop wijst dat er al vroeg schijfvormige stelsels zijn gevormd – de voorlopers van de moderne spiraalstelsels, waartoe ook ons Melkwegstelsel behoort. Twee sterrenstelsels in het onderzoek vielen op. Het stelsel CRISTAL-13 bevat enorme wolken van kosmisch stof die het zichtbare licht van pasgeboren sterren tegenhouden. En CRISTAL-10 is een raadselachtig geval: de emissie van geïoniseerde koolstof in dit stelsel is ongewoon zwak in verhouding tot zijn helderheid in het infrarood. Deze combinatie komt alleen voor in zeldzame, sterk verduisterde sterrenstelsels zoals Arp 220, dat vermoedelijk het resultaat is van een botsing tussen twee stelsels. Door voor het eerst systematisch onderzoek te doen naar het koude gas in vroege sterrenstelsels, en dit te vergelijken met hun sterren en stof, heeft CRISTAL een nieuw venster geopend op de kosmische geschiedenis. De survey vormt de opmaat naar toekomstige waarnemingen die kunnen onthullen hoe vroege, turbulente sterrenstelsels zijn veranderd in de netjes geordende sterrenstelsels in ons lokale heelal.
Meer informatie:
→ ALMA Reveals Hidden Structures in the First Galaxies of the Universe
Astronomen hebben de ontdekking bekendgemaakt van een object van buiten ons zonnestelsel dat met hoge snelheid dichterbij komt. Het is pas de derde keer dat zo’n interstellaire ‘bezoeker’ is ontdekt, al bestaat het vermoeden dat zulke objecten in veel gevallen onopgemerkt blijven. De nieuwkomer, met de aanduiding 3I/Atlas, is waarschijnlijk de grootste die tot nu toe is gedetecteerd: hij is tien à twintig kilometer groot. 3I/Atlas wordt als een komeet beschouwd, omdat hij er op de eerste opnamen vrij wazig uitziet. Dit wijst erop dat hij grotendeels uit (verdampend) ijs bestaat in plaats van gesteente. Het object vormt geen bedreiging voor de aarde en evenmin voor voor de planeet Mars, waar hij in oktober relatief dicht langs zal scheren. Astronomen zijn hun berekeningen nog aan het verfijnen, maar de interstellaire komeet lijkt een snelheid van meer dan zestig kilometer per seconde te hebben. Dit bewijst dat hij – anders de kometen en planetoïden van ons eigen zonnestelsel – niet gravitationeel gebonden is aan de zon. De twee interstellaire objecten die ons zonnestelsel eerder hebben betreden waren 1I/'Oumuamua (in 2017) en komeet 2I/Borisov (in 2019). Aangenomen wordt dat deze en andere interstellaire bezoekers oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van andere stersystemen en daaruit zijn ontsnapt doordat hun banen werden verstoord door een passerende ster. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Confirms New Interstellar Object Is Zooming Through Solar System (ScienceAlert)
Astronomen hebben het eerste duidelijke geval ontdekt van een planeet die zijn moederster in beroering brengt. De ontdekking geeft meer inzicht in de spectaculaire interacties tussen sterren en hun planeten (Nature, 2 juli). Het onderzoek, onder leiding van Ekaterina Ilin van ASTRON (Nederlands Instituut voor Radioastronomie) richtte zich op HIP 67522, een jong stersysteem op 408 lichtjaar afstand. Dit systeem, dat slechts 17 miljoen jaar oud is, bevat een reuzenplaneet in een extreem krappe omloopbaan, die in slechts zeven dagen een rondje om zijn ster maakt. Door vijf jaar aan gegevens van NASA’s TESS-satelliet en de CHEOPS-telescoop van het Europese ruimteagentschap ESA te analyseren, ontdekten Ilin en haar collega’s dat de ’zonnevlammen’ op HIP 67522 voornamelijk te zien zijn wanneer de planeet van ons uit gezien voor zijn ster langs trekt. Hierdoor konden ze aantonen dat de vlammen ontstaan wanneer de planeet de magnetische veldlijnen van de ster verstoort en langs deze ‘magnetische snelwegen’ energie terugleidt naar het oppervlak van de ster, waar vervolgens een grote uitbarsting plaatsvindt. Uit de onderzoeksresultaten blijkt verder dat de planeet ongeveer zes keer vaker wordt blootgesteld aan de erupties van zijn moederster dan zonder hun onderlinge interactie het geval zou zijn. De versterkte uitbarstingen hebben grote gevolgen voor de planeet die, volgens recente waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop, een bijzonder sterk opgezwollen atmosfeer heeft en mogelijk in versneld tempo zijn atmosferische gassen verliest. In een begeleidend artikel, gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, bevestigen de onderzoekers dat HIP 67522 een magnetisch actieve ster is en een sterke bron van radiostraling die wordt aangedreven door zijn magnetische veld. Het team heeft HIP 67522 ongeveer 135 uur lang waargenomen met de Australian Telescope Compact Array. De resultaten laten zien dat dit stersysteem een schoolvoorbeeld is van hoe magnetische interacties tussen sterren en planeten de evolutie van met name jonge planeten kunnen beïnvloeden. (EE)
Meer informatie:
→ Exoplanet Sparks Stellar Fireworks
Voor het eerst hebben astronomen visueel bewijs gevonden dat een ster aan zijn einde is gekomen door twee keer te ontploffen. Door met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) de eeuwenoude overblijfselen van supernova SNR 0509-67.5 te onderzoeken, hebben ze patronen gevonden die bevestigen dat de ster twee explosies heeft ondergaan (Nature Astronomy, 2 juli). De meeste supernova’s zijn het gevolg van zware sterren die aan het einde van hun bestaan exploderen, maar één variant kent een bescheidener bron. Witte dwergen – de kleine, inactieve kernen die overblijven nadat sterren zoals onze zon hun nucleaire brandstof hebben verbruikt – kunnen een supernova van type Ia produceren. ‘De explosies van witte dwergen spelen een cruciale rol in de sterrenkunde’, zegt Priyam Das, promovendus aan de Universiteit van New South Wales in Canberra (Australië), die leiding gaf aan het onderzoek naar SNR 0509-67.5. ‘Maar ondanks het belang van deze supernova’s bleef het aloude vraagstuk van het exacte mechanisme dat hun explosie in gang zet onopgelost. ’ Alle modellen die supernova’s van type Ia verklaren, gaan uit van een dubbelster, bestaande uit een witte dwerg en een andere ster die om elkaar heen draaien. Als de afstand tussen beide sterren klein genoeg is, kan de dwerg materiaal van zijn partner ‘stelen’. Volgens de meest gangbare theorie achter deze explosies verzamelt de witte dwerg materie van zijn partner totdat hij een kritische massa bereikt en een enkelvoudige explosie ondergaat. Recente onderzoeken deden echter vermoeden dat sommige supernova’s van type Ia beter verklaard kunnen worden door een dubbele explosie die plaatsvindt vóórdat de ster zijn kritische massa heeft bereikt. Astronomen hebben nu een nieuwe opname gemaakt die dit vermoeden bevestigt: ten minste sommige supernova’s van type Ia exploderen niet één, maar twee keer. Volgens dit alternatieve scenario vormt zich een deken van gestolen helium om de witte dwerg heen, die instabiel wordt en vervolgens kan ontbranden. Deze eerste explosie veroorzaakt een schokgolf in de kern van de witte dwerg, die de uiteindelijke supernova teweegbrengt. Tot nu toe bestond er geen duidelijk visueel bewijs voor een witte dwerg die een dubbele ontploffing heeft ondergaan. Maar onderzoek wees erop dat de overblijfselen van zo’n supernova twee afzonderlijke schillen van calcium zouden bevatten. En dat is precies wat astronomen nu bij de supernovarest SNR 0509-67.5 hebben aangetroffen. (EE)
Meer informatie:
→ Dubbelknaller: nieuwe opname toont overblijfselen van ster die tweemaal explodeerde
De Webb-ruimtetelescoop heeft nieuwe detailrijke opnamen gemaakt van de zogeheten Kogelcluster, die in feite bestaat uit twee clusters van sterrenstelsels die met elkaar in botsing zijn gekomen (The Astrophysical Journal Letters, 30 juni). Alle sterrenstelsels bestaan uit sterren, gas, stof en donkere materie, die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Op hun beurt vormen sterrenstelsels weer zogeheten clusters, die eveneens door de zwaartekracht bijeen blijven. Deze clusters fungeren als ‘zwaartekrachtlenzen’ die het licht van verder weg staande sterrenstelsels versterken. Met behulp van dit lenseffect kunnen astronomen de verdeling van de zogeheten donkere materie in kaart brengen. Om het zwaartekrachtlens-effect en de donkere materie te visualiseren, kun je denken aan een vijver gevuld met helder water en kiezels. 'Je kunt het water niet zien, tenzij er een briesje opsteekt dat rimpelingen in het water veroorzaakt’, aldus astronoom James Jee, van de Yonsei Universiteit (Seoel, Zuid-Korea), mede-auteur van het onderzoeksverslag dat vandaag in The Astrophysical Journal Letters is gepubliceerd. ‘Door deze rimpelingen werkt het water als een lens die de onderliggende kiezels vervormt’. Iets vergelijkbaars gebeurt in de ruimte, waarbij het water als donkere materie en de kiezels als achtergrondstelsels fungeren. Alles bij elkaar hebben Jee en medewerkers duizenden sterrenstelsels op de nieuwe Webb-opnamen gemeten, om zowel de zichtbare als de onzichtbare (want donkere) materie in de botsende clusters van sterrenstelsels te ‘wegen’. Ze hebben ook zorgvuldig het gezamenlijke licht in kaart gebracht en gemeten dat wordt uitgezonden door sterren die niet langer gebonden zijn aan afzonderlijke sterrenstelsels – zogeheten intracluster-sterren. Naast gegevens van de Webb-ruimtetelescoop zijn daarbij ook data van de röntgen-ruimtetelescoop Chandra gebruikt. De nieuwe beelden hebben bevestigd dat het intracluster-licht een betrouwbare ‘verklikker’ van donkere materie kan zijn, zelfs in een zeer dynamische omgeving als de Kogelcluster. Als de intracluster-sterren niet gebonden zijn aan sterrenstelsels, maar wel aan de donkere materie in de cluster, wordt het wellicht gemakkelijker om meer specifieke informatie over deze onzichtbare vorm van materie verkrijgen. Hoe dan ook: toen de clusters van sterrenstelsels botsten, werd hun gas meegesleurd en achtergelaten. De Webb-waarnemingen laten zien dat de donkere materie klaarblijkelijk nog steeds samenvalt met de sterrenstelsels en niet werd meegesleurd. De Kogelcluster bevindt zich in het sterrenbeeld Carina (Kiel), op 3,8 miljard lichtjaar van de aarde. Mogelijk is hij het product van een botsing tussen meerdere clusters van sterrenstelsels, die zich miljarden jaren geleden heeft afgespeeld. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Webb ‘Pierces’ Bullet Cluster, Refines Its Mass
Een team onder leiding van de Universiteit van Tokio heeft infraroodbeelden van twee Japanse weersatellieten verzameld om schattingen te kunnen maken van het wolkendek van de planeet Venus. De resultaten tonen aan dat weersatellieten als extra ‘ogen’ kunnen fungeren om meer te weten te komen over de atmosfeer van onze buurplaneet. De geavanceerde Japanse weersatellieten Himawari-8 en -9, die respectievelijk in 2014 en 2016 in een baan om de aarde werden gebracht, zijn ontwikkeld om atmosferische verschijnselen op onze eigen planeet te monitoren op zowel visuele als infrarode golflengten. Het tweetal maakt om de tien minuten opnamen van de gehele aarde en om de tweeënhalve minuut van specifieke gebieden. En daarbij wordt – vlak naast de aarde – soms ook de planeet Venus vastgelegd. Het onderzoeksteam, onder leiding van Gaku Nishiyama, zag mogelijkheden om deze opnamen te gebruiken voor Venus-onderzoek. Metingen van de temperatuurvariaties in de wolkentoppen van Venus geven inzicht in de dynamiek van de atmosfeer van de planeet. Maar tot nu toe heeft geen enkele ruimtemissie langer dan tien jaar achtereen waarnemingen gedaan van Venus. Weliswaar kan Venus ook met telescopen op aarde worden waargenomen, maar die hebben hun beperkingen vanwege de aardatmosfeer en het zonlicht overdag. Weersatellieten – die vaak tientallen jaren in bedrijf blijven – zouden de ‘gaten’ in de waarnemingen kunnen opvullen. ‘We denken dat deze methode waardevolle gegevens voor het Venus-onderzoek zullen opleveren, omdat er tot ongeveer het jaar 2030 wellicht geen ruimtesondes om de planeet zullen cirkelen’, aldus Nishiyama. Nishiyama en zijn team hebben op basis van de Himawari-data een archief van Venus-opnamen opgebouwd. Dit heeft 437 bruikbare opnamen opgeleverd, die vervolgens zijn onderzocht op dagelijkse en jaarlijkse variaties. Daarbij zijn weliswaar veranderingen op tijdschalen van tientallen jaren ontdekt, maar vanwege de beperkte resolutie van de beelden, konden daaruit nog geen definitieve conclusies over de onderliggende fysische oorzaak worden getrokken. (EE)
Meer informatie:
→ Meteorological satellites observe temperatures on Venus
Dankzij onderzoek onder leiding van Anne-Marie Lagrange van de Sterrenwacht van Parijs heeft de Webb-ruimtetelescoop zijn allereerste exoplaneet weten op te sporen. De ontdekking is te danken aan een in Frankrijk geproduceerde coronagraaf, die deel uitmaakt van de mid-infraroodcamera MIRI van de ruimtetelescoop (Nature, 25 juni). Astronomen hebben al duizenden exoplaneten ontdekt, maar in bijna alle gevallen gaat het daarbij om indirecte waarnemingen. Het rechtstreeks fotograferen van een exoplaneet is veel moeilijker. Planeten zijn minder helder, en bevinden zich vanaf de aarde gezien zo dicht bij hun moederster, dat ze nauwelijks opvallen. Om dit probleem te verhelpen, heeft het Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS; Frankrijk) een hulpstuk voor MIRI ontwikkeld, waarmee het effect wordt bereikt zoals we dat tijdens een totale zonsverduistering waarnemen: door de ster te maskeren worden objecten in zijn omgeving gemakkelijker waarneembaar. Dankzij dit hulpmiddel hebben Lagrange en haar team een nieuwe exoplaneet kunnen opsporen in de schijf van rotsachtig puin en stof rond zijn ster. Bij hun zoektocht naar rechtstreeks waarneembare exoplaneten speuren astronomen naar stersystemen van een paar miljoen jaar oud die ze ‘van bovenaf’ kunnen zien. De jonge planeten in deze stelsels zijn nog heet, waardoor ze helderder zijn dan hun oudere soortgenoten, en makkelijker waarneembaar in het infrarood. Bij eerdere waarnemingen waren twee van zulke stersystemen opgevallen, omdat ze concentrische ringstructuren vertoonden. Het vermoeden bestond dat deze ringen het gevolg waren van zwaartekrachtsinteracties tussen nog onbekende planeten en zogeheten planetesimalen. Een van deze stersystemen, TWA 7, vertoont drie duidelijke ringen, waarvan er één bijzonder smal is en is omgeven door gebieden waar zich bijna geen materie bevindt. Op de foto die Webb van dit stersysteem heeft gemaakt, is een object in deze smalle ring te zien. Na andere mogelijkheden te hebben uitgesloten, vermoeden de onderzoekers dat het hoogstwaarschijnlijk om een exoplaneet gaat. Gedetailleerde computersimulaties hebben bevestigd dat zich op de plek van de (waarschijnlijke) planeet een dunne ring en een ‘gat’ kunnen hebben gevormd die precies overeenkomen met het beeld dat de ruimtetelescoop heeft vastgelegd. De nieuwe exoplaneet, TWA 7 b, is tien keer lichter dan eerdere exoplaneten waarvan rechtstreekse opnamen zijn gemaakt. Zijn massa is vergelijkbaar met die van Saturnus oftewel ongeveer drie keer zo klein als die van Jupiter, de zwaarste planeet van ons zonnestelsel. Het is mogelijk dat Webb de komende tijd nog kleinere planeten zal kunnen vastleggen. De astronomen hopen zelfs planeten met tien keer zo weinig massa als Jupiter te kunnen opsporen, en zo de basis te leggen voor het fotograferen van exoplaneten die niet veel groter zijn dan de aarde. Dat zullen belangrijke doelwitten zijn voor toekomstige generaties van telescopen – zowel in de ruimte als op aarde – die van nog geavanceerdere coronagrafen worden voorzien. (EE)
Meer informatie:
→ James Webb Space Telescope discovers its first exoplanet
Astronomen van de Universiteit van New Mexico hebben, in samenwerking met ‘burgerwetenschappers’ uit alle windstreken, de ontdekking bevestigd van een nieuwe grote exoplaneet. De planeet, met de aanduiding TOI-4465 b, is een zogeheten gasreus op ongeveer vierhonderd lichtjaar van de aarde (The Astronomical Journal, 25 juni). TOI-4465 b werd voor het eerst opgemerkt in data van NASA-ruimtetelescoop TESS, toen hij kortstondig voor zijn moederster langs schoof. Maar om zeker te zijn van zijn bestaan, moest nog een tweede planeetovergang worden waargenomen. Daar is wat tijd overheen gegaan, want de overgangen van de planeet duren maar kort (ongeveer twaalf uur) en vinden slechts drie keer per jaar plaats. Om de bevestiging te bespoedigen, werd een internationale waarneem-campagne opgezet, waaraan onder meer 24 burgerwetenschappers uit tien landen deelnamen. Samen met beroepsastronomen en studenten sterrenkunde lukte het hen om de planeet te ‘betrappen’. De gegevens die bij deze campagne zijn verzameld bewijzen dat TOI-4465 b ongeveer een kwart groter is dan Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel, en een bijna drie keer zo grote dichtheid heeft. De planeet doorloopt een enigszins ellipsvormige baan, wat resulteert in een temperatuur van honderd tot tweehonderd graden. Daarmee is hij een zeldzaam voorbeeld van een zware, compacte en gematigd warme reuzenplaneet. De grote omvang en lage temperatuur van TOI-4465 maken hem tot een geschikte kandidaat voor toekomstig atmosfeeronderzoek met telescopen zoals de Webb-ruimtetelescoop. (EE)
Meer informatie:
→ UNM astronomers confirm new gas giant exoplanet with help from citizen scientists worldwide
Een team van astronomen heeft moleculaire activiteit gedetecteerd in komeet C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) – de grootste en op één na meest actieve komeet uit de Oortwolk die ooit is waargenomen. Met behulp van de grote Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili namen de astronomen de reuzenkomeet waar terwijl deze zich meer dan halverwege de baan van de planeet Neptunus bevond, op een verbluffende afstand van meer dan zestien keer de afstand tussen de zon en de aarde (The Astrophysical Journal Letters, 12 juni). Met een middellijn van bijna 140 kilometer is komeet C/2014 UN271 verreweg de grootste Oortwolk-komeet die ooit is waargenomen. Hij is bijna veertien keer zo groot als de planetoïde die de dinosauriërs heeft uitgeroeid en naar schatting twee keer zo groot als de befaamde komeet Hale-Bopp. Hoewel het ijzige object momenteel onze kant op komt, vormt hij geen bedreiging voor onze planeet. Hij zal niet dichterbij komen dan de baan van Saturnus. ALMA nam de komeet waar op 8 en 17 maart 2024, kort nadat deze een uitbarsting had geproduceerd. Op de eerste datum vertoonde hij meer activiteit dan op de tweede, toen de komeet weer wat tot rust kwam. Op 8 maart registreerde ALMA een tweetal jets die uit de vaste, ijzige kern van de komeet schoten. Spectrale gegevens lieten zien dat de jets voornamelijk uit koolstofmonoxide bestonden. Ook ontdekte het team een vage coma – de wolk van gas en stof die kometen omgeeft en uiteindelijk tot de vorming van een ‘staart’ leidt. Op 17 maart was er nog maar één jet over en was er geen coma meer te bekennen. Naarmate C/2014 UN271 dichterbij komt, verwachten wetenschappers dat meer bevroren gassen zullen beginnen te verdampen. Dat zal mogelijk meer inzicht geven in de chemische samenstelling van de komeet en van het vroege zonnestelsel. Komeet C/2014 UN271 is vernoemd naar de astronomen Pedro Bernardinelli en Gary Bernstein, die de reuzenkomeet in 2014 ontdekten op archiefbeelden van de Dark Energy Survey. (EE)
Meer informatie:
→ Largest Oort Cloud Comet Ever Observed Reveals Its Secrets with ALMA’s Powerful Gaze
Een team van Australische astronomen en astrofysici heeft ontdekt dat een mysterieuze snelle radioflits die vorig jaar werd gedetecteerd niet afkomstig was van een verre bron, maar van een oude NASA-satelliet die om de aarde draait (ArXiv, 13 juni). Op 13 juni 2024 registreerde de Australian Square Kilometer Array Pathfinder iets bijzonders: een mogelijke snelle radioflits die nog geen dertig nanoseconden (miljardsten van een seconde) duurde. De radiopuls was zo sterk dat deze alle andere radiosignalen aan de hemel overstemde. Aanvankelijk werd aangenomen dat het signaal afkomstig was van een ver object, zoals bij de meeste radioflitsen het geval is. Maar een nadere analyse heeft uitgewezen dat zijn oorsprong veel dichterbij lag: bij de experimentele communicatiesatelliet Relay 2, die in 1964 door het Amerikaanse ruimteagentschap NASA in een baan om de aarde is gebracht. Relay 2 heeft, zoals bedoeld, nog geen jaar gefunctioneerd, en in 1967 vielen ook zijn transponders uit. Sindsdien was er niets meer van hem vernomen – tot nu toe dan. De Australische onderzoekers denken niet dat de satelliet weer eventjes tot leven is gekomen. Volgens hen is het veel waarschijnlijker dat zich elektrostatische lading op het toestel heeft verzameld, gevolgd door een ontlading. Zulke ontladingen zijn in het verleden al vaker waargenomen. Een andere mogelijkheid is dat de satelliet is getroffen door een micrometeoroïde, waarbij een kleine wolk plasma (geladen deeltjes) vrijkwam. (EE)
Meer informatie:
→ Mysterious fast radio burst turns out to be from long-dead NASA satellite (Phys.org)
Op de 2700 meter hoge bergtop Cerro Pachón in Noord-Chili hebben Amerikaanse astronomen het Vera C. Rubin Observatory officieel in gebruik genomen. Op een persconferentie bij de National Science Foundation in Washington D.C. zijn vanmiddag de zogeheten first light-foto's gepresenteerd: de eerste opnamen die met de nieuwe telescoop zijn gemaakt. De Vera Rubin-telescoop (officieel de Simonyi Survey Telescope geheten, naar een van de geldschieters) heeft een uniek ontwerp, met een 8,4 meter grote primarie spiegel, een 3,4 meter grote secundaire spiegel en een 5 meter grote tertiaire spiegel, die ligt 'ingebed' in de hoofdspiegel. De extreem compacte telescoop weegt ca. 350 ton, en rust op een holle betonnen zuil met een buitendiameter van 16 meter en een wanddikte van 1,25 meter. De komende tien jaar wordt - in het kader van de zogeheten Legacy Survey of Space and Time - de gehele sterrenhemel boven Chili twee keer per week volledig gedetailleerd in beeld gebracht, met een 3 ton zware digitale camera, die met 3,2 miljard pixels de grootste in de geschiedenis is. De telescoop heeft een beeldveld met een middellijn van 3,5 graden (7 keer de schijnbare middellijn van de volle maan). Elke afzonderlijke opname heeft een belichtingtijd van slechts 15 à 20 seconden, maar toont toch sterren en sterrenstelsels die miljoenen malen zo zwak zijn als wat zichtbaar is met het blote oog. Elke heldere nacht worden circa 1000 foto's gemaakt. Geavanceerde computeralgoritmes vergelijken de verschillende opnamen met elkaar en komen zo veranderlijke verschijnselen en bewegende hemellichamen op het spoor: kosmische explosies, veranderlijke sterren, planetoïden en kometen. Metingen aan de ruimtelijke verdeling en de precieze vormen van miljarden sterrenstelsels zullen uiteindelijk informatie opleveren over de verdeling van de mysterieuze donkere materie in het heelal en over de invloed van de al even raadselachtige donkere energie op de evolutie van de kosmos. Klik op onderstaande link ('origineel persbericht') om toegang te krijgen tot de hoge-resolutiefoto's en bijbehorende filmpjes. (GS)
Meer informatie:
→ Vera C. Rubin Observatory
Op maandag 23 juni om 17.30 uur Nederlandse tijd worden de eerste foto's gepresenteerd die gemaakt zijn met de nieuwe 8,4-meter telescoop van het Vera C. Rubin Observatory in Noord-Chili. De Amerikaanse National Science Foundation heeft enkele beelden maandagochtend vroeg al vrijgegeven, bij wijze van lekkermakertje. Het Rubin-observatorium zal de komende tien jaar de gehele zuidelijke sterrenhemel twee keer per week gedetailleerd vastleggen met de grootste digitale camera die ooit is gebouwd. Op die manier zullen miljoenen veranderlijke verschijnselen en bewegende hemellichamen (zoals kosmische explosies en planetoïden) ontdekt worden. Rubin legt ook een catalogus aan van 20 miljard sterrenstelsels; onderzoek aan hun vormen en ruimtelijke verdeling levert informatie op over donkere materie en donkere energie - twee mysterieuze bestanddelen van het heelal. De vrijgegeven 'voorproefjes' geven een goede indruk van wat astronomen de komende jaren mogen verwachten. Zo zijn vele duizenden sterrenstelsels zichtbaar op een opname van de Virgo-cluster. En door 678 Rubin-foto's te combineren en 'bij elkaar op te tellen' zijn ijle gaswolken in ons eigen Melkwegstelsel (rond de Trifidnevel en de Lagunenevel) in beeld gebracht. De presentatie van Rubin's first light-foto's (op maandag 23 juni om 17.30 uur) is live te volgen; zie onderstaande link. (GS)
Meer informatie:
→ Presentatie first light-beelden
Komende maandag (23 juni) worden de eerste – ongetwijfeld spectaculaire – opnamen gepresenteerd van de nieuwe Rubin-sterrenwacht. Deze sterrenwacht is genoemd naar de in 2016 overleden Amerikaanse astronome Vera Rubin, die onder meer onderzoek deed naar de rotatiesnelheden van sterrenstelsels. Ook Nederlandse onderzoekers hebben bijdragen geleverd aan het nieuwe astronomische observatorium. De Rubin-sterrenwacht is gehuisvest op een bergtop in het noorden van Chili. In het futuristische gebouw staat een 8,4-meter telescoop met een groot beeldveld, waarmee om de paar nachten de complete sterrenhemel wordt gefotografeerd. Daartoe is de telescoop uitgerust met de grootste astronomische camera die ooit is gemaakt. Het uiteindelijke doel is om een timelapse van het heelal te maken, met een hogere resolutie dan ooit tevoren. Onderzoekers van de Universiteit Leiden hebben een bijdrage geleverd in de vorm van een cruciaal stuk hardware, DREAM genaamd. Dit is een geavanceerd observatiesysteem dat realtime de bewolking in de gaten houdt. Het systeem helpt de telescoop bij het bepalen van de optimale kijkrichting. Daarnaast zijn verschillende postdocs en promovendi van de Universiteiten van Leiden, Groningen en Utrecht betrokken bij de Rubin-sterrenwacht en de daarmee samenhangende wetenschappelijke samenwerkingsverbanden, met hun expertise op het gebied van gegevensverwerking en -analyse, hardware en modellering. Over de hele wereld worden watchparty’s gehouden om de eerste beelden van de Rubin-sterrenwacht te vieren, onder meer ook in sterrenwacht Sonnenborgh in Utrecht. Deze is al geruime tijd volgeboekt, maar de presentatie kan ook worden gevolgd via het YouTube-kanaal van de National Science Foundation (NSF). De NSF-persconferentie in Washington (VS) begint maandag om ongeveer 17.00 uur Nederlandse tijd. (EE)
Meer informatie:
→ YouTube-kanaal van de National Science Foundation (NSF)
Een Europees team van astronomen onder Nederlandse leiding heeft een groot filament van heet gas blootgelegd dat vier clusters van sterrenstelsels met elkaar verbindt. Het hete gas strekt zich uit over een afstand van 23 miljoen lichtjaar, is meer dan tien miljoen graden heet en maakt mogelijk deel uit van de zogeheten ontbrekende normale materie. Bij hun onderzoek maakten de astronomen gebruik van twee röntgenruimtetelescopen: de Japanse Suzaku en de Europese XMM-Newton (Astronomy and Astrophysics, 19 juni). De astronomen analyseerden een filament dat vier clusters van sterrenstelsels verbindt: A3532 en A3530 aan de ene kant en A3528-N en A3528-S aan de andere kant. De clusters maken deel uit van de Shapley Supercluster, een grote groep van meer dan achtduizend sterrenstelsels op ongeveer 650 miljoen lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Centaur. Uit de analyse blijkt dat het filament voornamelijk is samengesteld uit vrije elektronen en protonen met een temperatuur van meer dan 10 miljoen graden Celsius. Er zijn ongeveer tien deeltjes per kubieke meter. Dat is dertig tot veertig keer meer dan de gemiddelde dichtheid van het heelal. In totaal bevat het filament tien keer zoveel massa als ons Melkwegstelsel. In filamenten was al eerder heet gas waargenomen, maar het is voor het eerst dat de eigenschappen ervan konden worden bepaald met een nauwkeurige spectroscopische analyse, zonder significante ‘vervuiling’ door zwarte gaten en sterrenstelsels. Het standaard kosmologische model voorspelt dat ongeveer dertig tot veertig procent van de normale materie lastig tot niet te zien is met telescopen. Uit grootschalige computersimulaties blijkt dat deze materie zich mogelijk schuilhoudt in enorme kosmische filamenten van gas die clusters van sterrenstelsels met elkaar verbinden. Eerder probeerden sterrenkundigen de waarnemingen van hele verzamelingen van filamenten te ‘stapelen’ om de vervuiling door zwarte gaten te omzeilen. Deze gestapelde waarnemingen kwamen echter niet overeen met de voorspellingen van het standaard kosmologische model. ‘We hadden niet verwacht dat onze nieuwe methode het signaal van de ontbrekende baryonen zo duidelijk naar boven zou brengen’, zegt onderzoeksleider Konstantinos Migkas, Oort-postdoc bij de Sterrewacht Leiden en SRON (Space Research Organisation Netherlands). ‘We laten zien dat de eigenschappen van kosmische filamenten toch overeenkomen met de simulaties. De kosmologische simulaties hadden gewoon al die tijd gelijk.’
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Astronomen hebben een galactisch meesterwerk afgeleverd: een detailrijke opname van het Sculptor-stelsel waarop nooit eerder waargenomen structuren te zien zijn. Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben ze dit nabije sterrenstelsel in duizenden kleuren tegelijk waargenomen. Door van elk stukje enorme hoeveelheden gegevens vast te leggen, maakten ze een momentopname van het leven van de sterren in het Sculptor-stelsel (Astronomy & Astrophysics, 18 juni). ‘Sterrenstelsels zijn ongelooflijk complexe systemen die we nog steeds niet goed begrijpen’, zegt ESO-onderzoeker Enrico Congiu, die de leiding had over het nieuwe onderzoek van Sculptor. Sterrenstelsels kunnen enorm groot worden: tot wel honderdduizenden lichtjaren. Maar hun evolutie hangt af van gebeurtenissen die zich op veel kleinere schalen afspelen. ‘Het Sculptor-stelsel is gunstig gepositioneerd’, zegt Congiu. ‘Het is nabij genoeg om zijn interne structuur op te lossen en zijn ‘bouwstenen’ ongelooflijk gedetailleerd te bestuderen, maar tegelijkertijd groot genoeg om het als één geheel te kunnen zien.’ De bouwstenen van een sterrenstelsel – sterren, gas en stof – zenden licht uit in verschillende kleuren. Dus hoe meer kleurschakeringen een opname van een sterrenstelsel bevat, des te meer kunnen we te weten komen over het inwendige van het stelsel. Waar conventionele opnamen slechts een handvol kleuren bevatten, bestaat de nieuwe ‘kaart’ van het Sculptor-stelsel uit duizenden. Dit vertelt astronomen alles wat ze moeten weten over de sterren, het gas en het stof in het sterrenstelsel, zoals hun leeftijd, samenstelling en beweging. Het Sculptor-stelsel, ook bekend als NGC 253, is elf miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Om deze kaart van het stelsel te kunnen maken, hebben de onderzoekers het meer dan vijftig uur lang waargenomen met het (MUSE)-instrument (Multi Unit Spectroscopic Explorer) van ESO’s Very Large Telescope. Voor het maken van de bijna 65.000 lichtjaar brede kaart moest het team meer dan honderd opnamen samenvoegen. Bij hun eerste analyse van de gegevens ontdekten de astronomen ongeveer vijfhonderd planetaire nevels: gebieden van gas en stof afkomstig van stervende zonachtige sterren in het Sculptor-stelsel. Vanwege hun specifieke eigenschappen kunnen planetaire nevels worden gebruikt als ‘meetlatten’ waarmee de afstanden van hun moederstelsels kunnen worden bepaald. Toekomstige projecten waarbij de kaart wordt gebruikt, zullen onderzoeken hoe gas door het sterrenstelsel stroomt, van samenstelling verandert en overal sterren vormt. ‘Hoe zulke kleinschalige processen zo’n grote impact kunnen hebben op een sterrenstelsel dat duizenden keren groter is, is nog steeds een raadsel’, zegt Congiu.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
De Europese ruimtemissie Proba-3, bestaande uit twee kleine satellieten die om de aarde draaien, heeft zijn eerste opnamen gemaakt van het buitenste deel van de atmosfeer van de zon: de corona. De twee satellieten – de Coronagraph en de Occulter – kunnen dankzij geavanceerde technologie zodanig worden gepositioneerd dat de 1,4 meter grote schijf van de Occulter vanuit de Coronagraph gezien de de zon bedekt en een acht centimeter grote schaduw werpt op het optische instrument ASPIICS van de Coronagraph. Op die manier ontstaat een kunstmatige totale zonsverduistering en kan de zonnecorona tot wel zes uur achtereen – veel langer dan tijdens een natuurlijke zonsverduistering – worden bestudeerd. ASPIICS – de afkorting staat voor Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun – is voor het Europese ruimteagentschap ESA ontwikkeld door een industrieel consortium onder leiding van Centre Spatial de Liège, België. Waarnemingen van de corona zijn van belang voor het onderzoek van de zonnewind – de stroom deeltjes die de zon voortdurend uitstoot. Ook zijn ze nodig om de zogeheten coronale massa-ejecties (CME’s) te leren begrijpen. CME’s zijn explosieve gebeurtenissen die zich bijna dagelijks op de zon afspelen, met name tijdens periodes van grote zonneactiviteit, zoals nu. Zulke gebeurtenissen kunnen prachtige aurora’s aan de nachthemel veroorzaken, maar kunnen ook communicatie- en navigatiesystemen op aarde verstoren. De corona van de zon vertoont temperaturen van meer dan een miljoen graden Celsius en is daarmee veel heter dan het onderliggende zonsoppervlak. Wetenschappers hopen dit paradoxale temperatuurverschil te kunnen verklaren door met ASPIICS en een ander instrument (DARA) te onderzoeken wat zich heel dicht bij het oppervlak van de zon afspeelt. DARA zal nauwkeurig meten hoeveel energie de zon op elk moment uitstraalt. (EE)
Meer informatie:
→ Proba-3’s first artificial solar eclipse
Astronomen van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) en Caltech hebben met behulp van zogeheten snelle radioflitsen aangetoond dat meer dan driekwart van de gewone materie in het heelal zich schuilhoudt in het ijle gas tussen de sterrenstelsels. Ze hebben de nieuwe gegevens gebruikt om de eerste nauwkeurige meting te doen van de verdeling van normale materie over het zogeheten kosmische web (Nature Astronomy, 16 juni). Al tientallen jaren weten wetenschappers dat ten minste de helft van de gewone oftewel baryonische materie in het heelal – die voornamelijk uit protonen bestaat – ‘zoek’ is. Astronomen hadden al geprobeerd om deze ontbrekende massa in kaart te brengen met behulp van röntgen- en ultraviolet-waarnemingen van verre sterrenstelsels. Maar omdat de materie uit ijl heet gas bestaat, was zij voor de meeste telescopen grotendeels onzichtbaar. Dankzij de snelle radioflitsen – heldere radiopulsen uit verre sterrenstelsels – is daar nu verandering in gekomen. Voor het nieuwe onderzoek hebben de astronomen een analyse gemaakt van zestig snelle radioflitsen, in afstand variërend van ongeveer 11,74 miljoen lichtjaar tot ~9,1 miljard lichtjaar (de verste FRB die ooit is gemeten). Zo hebben ze ontdekt dat de ontbrekende materie zich in de ruimte tussen de sterrenstelsels – het zogeheten intergalactische medium – bevindt. Door te meten hoeveel elke snelle radioflits werd vertraagd terwijl deze zich door de ruimte voortplantte, konden CfA-astronoom Liam Connor en zijn team deze op zijn reis volgen. ’Snelle radioflitsen fungeren als kosmische zaklampen’, zegt Connor. ‘Ze schijnen door de mist van het intergalactische medium heen, en door precies te meten hoe het licht vertraagt, kunnen we die mist ‘wegen’, ondanks dat deze te zwak is om waarneembaar te zijn.’De resultaten zijn duidelijk: ongeveer driekwart van de baryonische materie in het heelal bevindt zich in het intergalactisch medium. Ongeveer vijftien procent bevindt zich in de halo van sterrenstelsels en een klein deel verschuilt zich in sterren of in het koude gas in sterrenstelsels. Deze verdeling komt overeen met de voorspellingen van geavanceerde computersimulaties. De ontdekking van de ontbrekende baryonen is niet slechts een boekhoudkundige exercitie. Hun verdeling vormt de sleutel tot de ontrafeling van grote kosmische vraagstukken, zoals hoe sterrenstelsels zich vormen, hoe materie samenklontert in het heelal en hoe licht zich over miljarden lichtjaren verplaatst. ‘Baryonen worden door de zwaartekracht sterrenstelsels in getrokken, maar superzware zwarte gaten en exploderende sterren kunnen ze weer naar buiten blazen - zoals een kosmische thermostaat die de boel afkoelt als de temperatuur te hoog oploopt’, aldus Connor. ‘Onze resultaten laten zien dat deze terugkoppeling efficiënt moet zijn en gas uit sterrenstelsels wegblaast, het intergalactische medium in’. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Have Found the Home Address for Universe's 'Missing' Matter
Een team onder leiding van sterrenkundigen van de Universiteit Leiden en het National Radio Astronomy Observatory in Virginia (VS) heeft voor het eerst halfzwaar waterijs gedetecteerd rond een jonge zonachtige ster. De resultaten versterken het idee dat een deel van het water in ons zonnestelsel werd gevormd nog vóórdat de zon en de planeten er waren. De onderzoekers maakten gebruikt van de Webb-ruimtetelescoop en hun bevindingen zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. Eén manier waarop astronomen de herkomst van water kunnen achterhalen, is door het meten van de deuteriumverhouding. Ze bepalen daarbij de fractie van water dat één deuteriumatoom bevat in plaats van één van de waterstofatomen. Dus in plaats van H2O is het HDO, ook wel halfzwaar water genoemd. Een hoge fractie halfzwaar water is een indicatie dat het water op een zeer koude plaats is gevormd, zoals in de donkere wolken van stof, ijs en gas waaruit sterren zijn ontstaan. In onze oceanen en in kometen en op ijzige manen bestaat maar liefst één op de paar duizend watermoleculen uit halfzwaar water. Dat is zo'n tien keer hoger dan verwacht op basis van de samenstelling van onze zon. Daarom vermoeden astronomen dat een deel van het water in ons zonnestelsel al ontstond als ijs in donkere wolken, honderdduizenden jaren voor de geboorte van onze zon. Om deze hypothese te bewijzen, moeten ze de deuteriumverhouding van waterijs in zulke stervormingsgebieden meten. Een internationaal team van astronomen heeft nu zo’n hoog gehalte van halfzwaar waterijs ontdekt in het omhulsel van een zonachtige protoster. Dat is de wolk van materiaal rond een jonge ster in diens embryonale stadium, minder dan honderdduizend jaar na zijn geboorte. De betreffende protoster is L1527 IRS in het sterrenbeeld Stier, op ongeveer 460 lichtjaar van de aarde. Zijn deuteriumverhouding lijkt sterk op die van sommige kometen en op die van de protoplanetaire schijf van een verder gevorderde jonge ster. Dit wijst erop dat in al deze objecten het water een vergelijkbare koude en oude chemische oorsprong heeft. ‘Deze nieuwe bevinding draagt bij aan het groeiende bewijs dat het grootste deel van het waterijs zijn tocht grotendeels onveranderd maakt van de vroegste naar de laatste fasen van stervorming’, aldus co-auteur Ewine van Dishoeck, hoogleraar sterrenkunde aan de Universiteit Leiden, die een groot deel van haar carrière besteedde aan het achterhalen van de reis van water door de ruimte.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), de protoplanetaire schijven rond tientallen nabije jonge sterren onderzocht. De resultaten laten zien dat de gas- en stofcomponenten van de schijven in verschillend tempo evolueren. De waarnemingen zijn gedaan in het kader van het grote ALMA-onderzoeksprogramma AGE-PRO, wat staat voor ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (Astrophysical Journal, 13 juni). Een protoplanetaire schijf bestaat uit materiaal dat rond een ‘pasgeboren’ ster is achtergebleven. De hoeveelheid gas en stof in zo’n schijf is bepalend voor het soort planeten dat zich daarin kan vormen. Bij eerdere waarnemingen met ALMA was al gekeken naar de evolutie van het stof in deze schijven, bij AGE-PRO ging de aandacht uit naar de evolutie van het gas. De levensduur van het gas bepaalt hoe snel stofdeeltjes kunnen samenklonteren tot een object ter grootte van een planetoïde en uiteindelijk tot een planeet. Bij het onderzoek zijn dertig protoplanetaire schijven van verschillende leeftijden waargenomen, uiteenlopend van minder dan één miljoen jaar tot meer dan vijf miljoen jaar. De betreffende schijven maken deel uit van stervormingsgebieden in de sterrenbeelden Slangendrager, Wolf en Schorpioen. Een van de verrassende conclusies van het onderzoek is dat gas en stof in verschillend tempo wordt verbruikt naarmate een protoplanetaire schijf ouder wordt. Anders dan het stof, dat de neiging heeft om gedurende lange tijd in de schijf te blijven, verspreidt het gas zich relatief snel, maar dit proces vertraagt naarmate de schijf ouder wordt. Met andere woorden: planeet-vormende schijven blazen meer gas weg als ze jong zijn. Dit zou betekenen dat gasvormige planeten van het soort Jupiter minder tijd hebben om zich te vormen dan rotsachtige planeten. Een andere ontdekking is dat de massaverhouding tussen gas en stof voor schijven van verschillende afmetingen min of meer gelijk is, terwijl eerder onderzoek aangaf dat kleinere schijven hun gas sneller afstoten. (EE)
Meer informatie:
→ ALMA Reveals Lives of Planet-Forming Disks
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop heeft een team van planeetwetenschappers de vier grootste manen van de planeet Uranus onderzocht op tekenen van interacties tussen diens magnetische omgeving en de oppervlakken van zijn manen. Ze zochten naar bewijs voor een bepaalde hypothese, maar kwamen tot een heel andere conclusie. Het onderzoeksteam onderzocht de vier grootste manen van Uranus op tekenen van interacties tussen de magnetosfeer van de planeet en de oppervlakken van zijn manen. (Een magnetosfeer is het gebied rond een hemellichaam waar elektrisch geladen deeltjes onder invloed staan van het magnetische veld van dit hemellichaam.) Vooraf voorspelde het team dat, op basis van interacties met de magnetosfeer van Uranus, de ‘voorkanten’ van deze manen – dat wil zeggen: de kanten die altijd in de richting wijzen waarin de manen om hun planeet draaien – helderder zouden zijn dan hun ‘achterkanten’. Dit zou komen doordat de achterkanten worden bestookt met geladen deeltjes, zoals elektronen, die in de magnetosfeer van Uranus gevangen zitten. Omdat Uranus en zijn magnetische veldlijnen sneller draaien dan zijn manen om de planeet draaien, ‘slepen’ de magnetische veldlijnen steeds weer langs de manen. Als de magnetosfeer van Uranus in wisselwerking staat met zijn manen, zouden geladen deeltjes dus bij voorkeur de voorkanten van de manen moeten treffen. Het team verwachtte dan ook dat met name bij de binnenste manen Ariel en Umbriel de achterkanten donkerder zouden zijn dan hun voorkanten. Maar dat bleek niet het geval: voor- en achterkant van Ariel en Umbriel zijn vrijwel even helder. Wel bleek er een verschil te zijn tussen de voor- en achterkant van de twee buitenste manen, Titania en Oberon – niet de manen die ze verwachtten. Sterker nog, het verschil in helderheid was precies omgekeerd: de voorkanten van de twee buitenste manen zijn donkerder en roder dan hun achterkanten. Het team denkt nu dat de voorkanten van Titania en Oberon zijn bedekt met stof dat afkomstig is van enkele kleinere manen van Uranus. Op deze maantjes slaan voortdurend micrometeorieten in, waardoor kleine stukjes materiaal in een baan om Uranus terechtkomen om, in de loop van miljoenen jaren, richting Uranus te bewegen. Daarbij kruist het stof de banen van Titania en Oberon en belandt het op de voorkanten van de beide manen – net zoals insecten op de vooruit van je auto terechtkomen als je over de snelweg rijdt. (EE)
Meer informatie:
→ Moons of Uranus Surprise Scientists in NASA Hubble Study
