Nieuw onderzoek laat zien dat er buiten ons zonnestelsel veel planeten te vinden zijn die groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus. Ook heeft het onderzoeksteam de ontdekking bekendgemaakt van een planeet die ongeveer twee keer zo groot is als de aarde en op grotere afstand om zijn ster cirkelt dan Saturnus om de zon. De resultaten geven aan dat de planetenstelsels rond andere sterren sterk kunnen verschillen van ons eigen zonnestelsel (Science, 24 april). ‘We hebben een ‘superaarde’ ontdekt – dat wil zeggen: een planeet die groter is dan de onze, maar kleiner dan Neptunus – op een locatie waar tot nu toe alleen planeten te vinden waren die honderden keren meer massa hebben dan de aarde’, aldus astronoom Weicheng Zang van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA). Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van ‘microlensing’ – een effect dat ervoor zorgt dat het licht van een ver object wordt versterkt door een tussenliggend hemellichaam zoals een planeet. Microlensing is heel geschikt voor het opsporen van planeten die in wijde banen om hun moederster cirkelen. De waarnemingen zijn gedaan met het Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet), een netwerk bestaande uit drie telescopen in respectievelijk Chili, Zuid-Afrika en Australië, waarmee de nachthemel ononderbroken kan worden afgespeurd. Ons eigen zonnestelsel bestaat uit vier kleine, rotsachtige binnenplaneten (Mercurius, Venus, Aarde en Mars) en vier grote, gasvormige buitenplaneten (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus). Uit waarnemingen gebaseerd op zogeheten planeetovergangen (transits) en de radiële-snelheidsmethode was al gebleken dat planetenstelsels bij andere sterren een verscheidenheid aan kleine, middelgrote en grote planeten kunnen bevatten die zich dichter bij hun ster bevinden dan de aarde bij de zon. Het nieuwe door het CfA-geleide onderzoek heeft nu laten zien dat ook in de buitenste regionen van andere zonnestelsels veel superaardes voorkomen. Het onderzoek had onder meer tot doel om een schatting te maken van hoe talrijk superaardes zijn in vergelijking met planeten ter grootte van Neptunus. De resultaten laten zien dat ze ruwweg even talrijk zijn. ‘Dit suggereert dat, waar het Jupiter-achtige omloopbanen betreft, de meeste planetenstelsels wellicht niet op ons zonnestelsel lijken’, aldus Youn Kil Jung van het Korea Astronomy and Space Science Institute, dat het KMTNet beheert. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Find Far-flung “Super Earths” Are Not Farfetched
Om te vieren dat de Hubble-ruimtetelescoop 35 jaar in een baan om de aarde draait, presenteert NASA een reeks fascinerende opnamen die Hubble recent heeft gemaakt – van de planeet Mars tot stervormingsgebieden en een naburig sterrenstelsel. De 24.000 kilogram wegende Hubble-ruimtetelescoop werd op 24 april 1990 in het laadruim van het ruimteveer Discovery in een lage aardbaan gebracht. De lancering ging van een leien dakje, maar al snel bleek dat de 2,4-meter grote hoofdspiegel van de ruimtetelescoop niet in orde was: hij leverde onscherpe beelden af. Pas nadat astronauten in december 1993 te hulp waren geschoten om de ruimtetelescoop van corrigerende optiek te voorzien, presteerde Hubble naar wens. Tot op heden heeft Hubble bijna 1,7 miljoen waarnemingen gedaan, waarbij ongeveer 55.000 astronomische objecten zijn bekeken. Zijn ontdekkingen hebben geresulteerd in meer dan 22.000 wetenschappelijke artikelen en meer dan 1,3 miljoen citaties. Dankzij de lange operationele levensduur van de ruimtetelescoop hebben astronomen tal van objecten meerdere keren kunnen waarnemen, om zo veranderingen op te sporen zoals die zich de afgelopen drie decennia hebben voorgedaan: in de planeten van ons zonnestelsel, in de straalstromen of jets van zwarte gaten, in de nasleep van botsende planetoïden en stellaire explosies, en nog veel meer. Hubble’s beoogde opvolger – het Habitable Worlds Observatory – zal een aanzienlijk grotere spiegel hebben dan Hubble en het heelal zowel in zichtbaar als ultraviolet licht kunnen bestuderen. Hij moet ergens in de jaren 2040 worden gelanceerd en krijgt een aanzienlijk grotere beeldscherpte en een honderd keer zo grote gevoeligheid als zijn voorganger. Een belangrijk doel van deze toekomstige ruimtetelescoop is het opsporen van aardse planeten rond naburige sterren waar leven mogelijk is. (EE)
Meer informatie:
→ Eye on Infinity: NASA Celebrates Hubble’s 35th Year in Orbit
Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (VS) hebben een planeet op ongeveer 140 lichtjaar van de aarde ontdekt die snel verbrokkelt. De exoplaneet, met de aanduiding BD+05 4868 Ab, heeft ruwweg evenveel massa als de planeet Mercurius, maar cirkelt op ongeveer twintig keer zo kleine afstand om zijn ster als Mercurius om de zon. Door de nabijheid van zijn ster is de planeet in feite aan het verdampen (Astrophysical Journal Letters, 22 april). De astronomen hebben de planeet ontdekt in gegevens van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die de dichtstbijzijnde sterren onderzoekt op zogeheten planeetovergangen oftewel transits: periodieke dips in de helderheid van een ster die door een daaromheen cirkelende planeet worden veroorzaakt. Doorgaans vertonen zulke transits een grote regelmaat. Maar dat is niet wat MIT-postdoc Marc Hon en zijn collega’s bij BD+05 4868 Ab waarnamen. Hoewel er elke 30,5 uur een transit plaatsvond, duurde het steeds veel langer voordat de ster weer zijn normale helderheid bereikte. Dit wees erop dat de planeet door iets wordt gevolgd. En dat ‘iets’ had bovendien niet altijd dezelfde vorm en hield niet altijd evenveel sterlicht tegen. Uit de analyse van de astronomen blijkt dat het wisselende signaal waarschijnlijk ontstaat doordat de rotsachtige planeet een negen miljoen kilometer lange, komeetachtige staart van brokstukken achter zich aan sleept. Tijdens elk rondje om zijn ster verliest hij een hoeveelheid materiaal ter grootte van de Mount Everest. En als dit zo doorgaat, zal hij binnen één à twee miljoen jaar volledig uit elkaar vallen. ‘De vorm van de overgang is karakteristiek voor een komeet met een lange staart’, legt Hon uit. ‘Alleen is het onwaarschijnlijk dat deze staart uit vluchtige gassen en ijs bestaat zoals bij een komeet: zo dicht bij de ster houden die niet lang stand. Maar vaste deeltjes die van het planeetoppervlak verdampen kunnen wél lang genoeg blijven hangen om zo’n lange staart te vormen.’ Het onderzoeksteam schat dat BD+05 4868 Ab een temperatuur van ongeveer 1600 graden Celsius heeft. Door de nabijheid van de ster koken alle mineralen op zijn oppervlak waarschijnlijk weg en ontsnappen ze de ruimte in, waar ze afkoelen tot een lint van stofdeeltjes. Tussen de ongeveer zesduizend exoplaneten die astronomen tot nu toe hebben ontdekt, bevinden zich slechts drie andere desintegrerende exoplaneten. Ze vertonen alledrie een komeetachtige staart, maar die van BD+05 4868 Ab is het langst. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers discover a planet that’s rapidly disintegrating, producing a comet-like tail
Tijdens haar tweede ontmoeting met een planetoïde heeft NASA’s ruimtesonde Lucy de planetoïde Donaldjohanson van dichtbij bekeken. De opnamen die Lucy momenteel naar de aarde overseint zijn op 25 april jl. van een afstand van ongeveer 960 kilometer gemaakt. Uit eerdere waarnemingen was al gebleken dat deze planetoïde over een periode van tien dagen sterke helderheidsvariaties vertoont. Daaruit leidden wetenschappers al af dat Donaldjohanson een ‘dubbelplanetoïde’ is: een object dat is ontstaan bij een botsing tussen twee kleinere planetoïden. In dit geval heeft dat geresulteerd in een bijzondere vorm: Donaldjohanson heeft een smalle hals en lijkt op twee in elkaar geschoven ijshoorntjes. Uit een voorlopige analyse van de eerste opnamen die Lucy heeft overgeseind blijkt dat de planetoïde groter is dan gedacht: ongeveer acht kilometer lang en op zijn breedste punt ongeveer drieënhalve kilometer breed. Omdat de planetoïde groter is dan het beeldveld van Lucy’s camera, is hij op de eerste opnamen niet in zijn geheel te zien. Pas als over een week ook de resterende gegevens zijn aangekomen kan een completer beeld van de planetoïde worden gegeven. Net als de eerste planetoïde die Lucy heeft bekeken – Dinkinesh – was Donaldjohanson geen primair onderzoeksdoel. Het was in feite een generale repetitie, waarbij het missieteam zoveel mogelijk gegevens heeft verzameld. De daarbij verkregen kleuren- en infraroodbeelden worden de komende week opgehaald en geanalyseerd. Lucy zal het grootste deel van de rest van dit jaar bezig zijn met het doorkruisen van de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter. Haar eerste hoofddoel, de Jupiter-trojaan Eurybates, zal ze in augustus 2027 bereiken. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Lucy Spacecraft Images Asteroid Donaldjohanson
NASA's Curiosity rover heeft een verborgen chemisch ‘archief’ van de atmosfeer van Mars blootgelegd, dat erop wijst dat er grote hoeveelheden koolstofdioxide (CO₂) zijn opgeslagen in de korst van de planeet. De ontdekking bewijst dat er ooit een koolstofkringloop heeft bestaan op Mars en geeft een nieuwe kijk op het vroegere klimaat van de planeet (Science, 17 april). Het Marslandschap vertoont duidelijke sporen van vloeibaar water. Dat betekent dat het klimaat op de planeet ooit veel warmer moet zijn geweest dan nu. Daarom bestaat het vermoeden dat de CO₂-atmosfeer van Mars in het verleden veel dikker moet zijn geweest dan nu. Een klimaat met veel vloeibaar water en atmosferische CO₂ zou naar verwachting moeten hebben gereageerd met het Marsgesteente, waardoor chemische processen in gang werden gezet waarbij carbonaatmineralen ontstonden. Maar hoewel eerdere analyses van Marsgesteenten de aanwezigheid van deze koolstofhoudende mineralen hebben bevestigd, waren de gevonden hoeveelheden kleiner dan verwacht. Met behulp van gegevens van de Curiosity-rover hebben Benjamin Tutolo en collega’s carbonaatmineralen onderzocht in een deel van de Marskrater Gale, waar ooit een oud meer lag. In 2022 en 2023 boorde Curiosity vier gesteentemonsters uit verschillende bodemlagen, die de overgang van een natte meerbedding naar een aan de wind blootgestelde omgeving representeren. De minerale samenstelling van deze lagen zijn geanalyseerd met de röntgendiffractometer aan boord van de rover. Bij het onderzoek zijn in sulfaatrijke lagen hoge concentraties sideriet (ijzercarbonaat) ontdekt. Dat is verrassend, omdat bij metingen van om Mars cirkelende orbiters geen carbonaten in deze lagen waren gedetecteerd. Op basis van de herkomst en de chemische eigenschappen van het materiaal komen de onderzoekers tot de conclusie dat het sideriet is ontstaan door de inwerking van water op gesteente en de daaropvolgende verdamping. En dat wijst erop dat de CO₂ langs chemische weg in de gesteenten op Mars is opgeslagen. Als de sulfaatrijke lagen representatief zijn voor de hele planeet, dan vertegenwoordigen ze een groot, tot nu toe onbekend koolstofreservoir. De carbonaten zijn gedeeltelijk afgebroken door latere processen, wat erop wijst dat een deel van de koolstofdioxide later is teruggevoerd naar de atmosfeer, waardoor een koolstofkringloop is ontstaan. (EE)
Meer informatie:
→ Curiosity rover identifies carbonates, providing evidence of a carbon cycle on ancient Mars
Astronomen hebben een mogelijke biosignatuur ontdekt op een planeet buiten ons zonnestelsel. Onder leiding van de Universiteit van Cambridge (VK) hebben ze – met behulp van gegevens van de Webb-ruimtetelescoop – in de atmosfeer van de exoplaneet K2-18b chemische vingerafdrukken van dimethylsulfide en/of dimethyldisulfide gedetecteerd (The Astrophysical Journal Letters, 17 april). Op aarde worden dimethylsulfide en dimethyldisulfide alleen geproduceerd door levende organismen zoals marien fytoplankton. Hoewel ook een nog onbekend chemisch proces de bron kan zijn van deze moleculen in de atmosfeer van K2-18b, zijn de nieuwe meetresultaten het sterkste bewijs tot nu toe dat er leven kan bestaan op een planeet buiten ons zonnestelsel. Daarbij moet wel worden aangetekend dat de concentraties dimethylsulfide en dimethyldisulfide in de atmosfeer van K2-18b sterk afwijken van die op aarde, waar ze doorgaans lager zijn dan één volumedeel per miljard. Op K2-18b zijn hun concentraties naar schatting duizenden keren hoger. K2-18b heeft bijna negen keer zoveel massa als de aarde en is ruim twee keer zo groot. Bij eerdere waarnemingen, in 2024, waren al sporen van methaan, koolstofdioxide en mogelijk ook dimethyldisulfide in de atmosfeer van deze exoplaneet gedetecteerd. Het was toen voor het eerst dat koolstofhoudende moleculen waren aangetoond in de atmosfeer van een exoplaneet die binnen de zogeheten leefbare zone om zijn ster cirkelt. Deze resultaten wezen erop dat K2-18b een ‘hyceaanse planeet’ is: een leefbare oceaanwereld met een waterstofrijke atmosfeer. Om de chemische samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet te bepalen, analyseren astronomen het licht van de moederster op het moment dat de planeet, vanaf de aarde gezien, voor deze langs schuift. Tijdens zo’n overgang gaat een klein deel van het sterlicht door de atmosfeer van de planeet heen voordat het de aarde bereikt. Daarbij laat de planeet ‘vingerafdrukken’ achter in het spectrum van de ster, waaruit astronomen kunnen afleiden welke gassen in de planeetatmosfeer aanwezig zijn. (EE)
Meer informatie:
→ Strongest hints yet of biological activity outside the solar system
Een internationaal team onder leiding van astronoom Christina Williams van NSF NOIRLab (VS) heeft het tot nu toe verste spiraalstelsel ontdekt. Het zeer massarijke stelsel wordt Zhúlóng genoemd, wat in de Chinese mythologie ‘Fakkeldraak’ betekent. Het bestond al een miljard jaar na de oerknal, maar vertoont desondanks een verrassend volwassen structuur. Zhúlóng werd ontdekt tijdens de PANORAMIC-survey met de Webb-ruimtetelescoop. Zijn ontdekking vertelt astronomen dat Melkweg-achtige sterrenstelsels zich veel vroeger in het heelal hebben kunnen ontwikkelen dan tot nu toe voor mogelijk werd gehouden (Astronomy & Astrophysics, 16 april). Grote spiraalstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel komen veel voor in het nabije heelal. Maar in het vroege heelal zijn ze moeilijk te vinden, wat in overeenstemming is met de gedachte dat de vorming van een grote schijf met spiraalarmen vele miljarden jaren in beslag neemt. Dat maakt de ontdekking van Zhúlóng zo verrassend: die laat niet alleen zien dat volwassen sterrenstelsels zoals die in onze omgeving zich veel eerder hebben kunnen ontwikkelen dan gedacht, maar ook dat het niet per se vele miljarden jaren heeft geduurd voordat ze spiraalarmen konden ontwikkelen. Daarbij moet wel worden opgemerkt dat Zhúlóng vooralsnog het enige spiraalstelsel is dat astronomen in dit vroege kosmische tijdperk hebben aangetroffen. De zeldzaamheid van sterrenstelsels zoals Zhúlóng suggereert dat spiraalstructuren in dit tijdperk van korte duur zouden kunnen zijn. Het is denkbaar dat bij galactische fusies – botsingen tussen sterrenstelsels – of andere processen die vaker dan nu voorkwamen in het vroege heelal veel spiraalarmen zijn vernietigd. In latere perioden waren spiraalstructuren wellicht stabieler, waardoor ze in onze omgeving vaker te zien zijn. Vervolgwaarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili zullen de eigenschappen van Zhúlóng helpen bevestigen en meer onthullen over diens ontstaansgeschiedenis. Astronomen verwachten dat bij nieuwe grootschalige hemelsurveys meer van deze ‘vroegrijpe’ sterrenstelsels zullen worden ontdekt. (EE)
Meer informatie:
→ NSF NOIRLab Astronomer Discovers Oldest Known Spiral Galaxy in the Universe
Astronomen hebben, met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) een planeet ontdekt die onder een hoek van negentig graden om een tweetal bijzondere sterren draait. Het is voor het eerst dat er sterke aanwijzingen zijn gevonden voor een ‘polaire planeet’ die om een dubbelster draait (Science Advances, 16 april). De afgelopen jaren zijn diverse planeten ontdekt die om twee sterren tegelijk draaien, zoals de fictieve Star Wars-wereld Tatooine. Deze planeten draaien veelal in banen die ongeveer samenvallen met het vlak waarin hun moedersterren om elkaar heen cirkelen. Er waren al aanwijzingen dat planeten in loodrechte oftewel polaire banen om dubbelsterren zouden kunnen bestaan: in theorie zijn zulke banen stabiel, en er waren ook planeet-vormende schijven ontdekt die loodrecht op het vlak een dubbelster staan. Maar tot nu toe was er geen duidelijk bewijs dat polaire planeten echt bestaan. De bijzondere exoplaneet, met de aanduiding 2M1510 (AB) b, draait om een tweetal jonge bruine dwergen – objecten die groter zijn dan grote gasplaneten maar te klein om echte sterren te zijn. De twee bruine dwergen vormen een zogeheten eclipserende dubbelster, wat wil zeggen dat ze elkaar vanaf de aarde gezien beurtelings verduisteren. Een stersysteem als dit is heel zeldzaam: het is pas voor de tweede keer dat een eclipserende dubbelster bestaande uit twee bruine dwergen is ontdekt, en het is voor het eerst dat daarin ook nog eens een exoplaneet is aantroffen die een baan doorloopt die loodrecht op het baanvlak van zijn beide moedersterren staat. De beide bruine dwergen die het 2M1510-systeem vormen werden in 2018 voor het eerst opgemerkt door Amaury Triaud van de Universiteit van Birmingham en collega’s, met behulp van de Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars (SPECULOOS) – een Belgische waarneemfaciliteit op de Paranal-sterrenwacht in het noorden van Chili. De planeet die om deze dubbelster cirkelt is niet rechtstreeks waarneembaar. De astronomen ontdekten zijn bestaan bij toeval bij het verfijnen van de baanparameters en fysische kenmerken van de twee bruine dwergen, aan de hand van waarnemingen met het Ultraviolet en Visual Echelle Spectrograph (UVES)-instrument van de VLT op de Paranal-sterrenwacht in Chili. Daarbij stelden ze vast dat er op vreemde wijze aan de baan van de twee sterren in 2M1510 werd geduwd en getrokken, en konden ze het bestaan van de exoplaneet in zijn steile omloopbaan afleiden. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Grote verrassing’: astronomen ontdekken planeet in loodrechte baan om dubbelster
Een nieuwe studie door een team van onderzoekers, onder wie István Szapudi van het Astronomisch Instituut van de Universiteit van Hawaï wijst er op dat ons heelal mogelijk draait – zij het extreem langzaam. De bevinding kan een hardnekkig astronomisch vraagstuk helpen oplossen. Volgens de huidige modellen dijt ons heelal gelijkmatig uit in alle richtingen, zonder enig teken van rotatie. Dit idee past het best bij de meeste astronomische waarnemingen, met uitzondering van de zogeheten ‘Hubble-spanning’ – een conflict tussen de twee manieren waarop kan worden gemeten hoe snel het heelal uitdijt. De ene methode kijkt naar verre exploderende sterren (supernovae) om de afstanden tot sterrenstelsels te meten, en geeft de gemiddelde uitdijingssnelheid van het heelal over de afgelopen paar miljard jaar. De andere methode maakt gebruik van de kosmische achtergrondstraling – de reststraling van de oerknal – en geeft de uitdijingssnelheid van het heel vroege heelal, ongeveer 13 miljard jaar geleden. De uitkomsten van beide methoden liggen ongeveer acht procent uit elkaar. Het team van Szapudi heeft nu een wiskundig model voor ons heelal ontwikkeld dat in eerste instantie aan de standaardregels voldeed. Vervolgens voegden ze daar een klein beetje draaiing aan toe. En deze kleine verandering maakte een groot verschil. ‘Tot onze verrassing ontdekten we dat ons model met rotatie de paradox (van de Hubble-spanning) oplost zonder de bestaande astronomische metingen tegen te spreken. Sterker nog, het is compatibel met andere modellen die rotatie veronderstellen. Dus misschien draait alles echt’, aldus Szapudi. Het aangepaste model suggereert dat het heelal een rotatietijd van ongeveer 500 miljard jaar heeft – te langzaam om gemakkelijk waarneembaar te zijn, maar genoeg om de uitdijing van de ruimte te beïnvloeden. Het idee breekt voor zover bekend geen natuurkundige wetten en zou kunnen verklaren waarom de metingen van de uitdijing van het heelal niet precies in overeenstemming zijn met elkaar. De volgende stap is om deze theorie om te zetten in een volledig computermodel en manieren te vinden om tekenen van de langzame kosmische draaiing te ontdekken. (EE)
Meer informatie:
→ UH astronomer finds the universe could be spinning
NASA’s Marsrover Curiosity heeft met zijn Tunable Laser Spectrometer (TLS) herhaaldelijk methaan gedetecteerd op Mars, wat aanleiding gaf tot speculaties over mogelijke biologische bronnen. Maar hoe betrouwbaar zijn deze waarnemingen? Nieuw onderzoek door de Onderzoeksgroep ‘Planeetatmosferen’, van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie trekt de detecties in twijfel (Journal of Geophysical Research: Planets, 13 april). Omdat methaan op aarde voornamelijk wordt geproduceerd door biologische activiteit, heeft de gerapporteerde aanwezigheid van methaan in de atmosfeer van Mars in de afgelopen twintig jaar een sterke wetenschappelijke interesse opgewekt. Maar ondanks de opwinding over deze detecties, en hun mogelijke implicaties voor de zoektocht naar buitenaards leven, blijft scepsis bestaan. De grote paradox is dat geen van de twee onafhankelijke spectrometers aan boord van ESA’s ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) sinds het begin van zijn missie in 2018 ooit een spoor van methaan heeft gedetecteerd. Pogingen om de TGO en eerdere meldingen met elkaar in overeenstemming te brengen, vereisen dat het vermeende methaan varieert op manieren die niet overtuigend kunnen worden verklaard door bekende chemische of fysische processen. Om licht te werpen op de schijnbare inconsistenties in het verhaal rond methaan op Mars, zijn in de nieuwe studie publiek beschikbare TLS-gegevens opnieuw geanalyseerd. En de resultaten trekken de Martiaanse oorsprong van het gedetecteerde methaan in twijfel. De Belgische onderzoekers ontdekten dat de vooroptiekkamer – het compartiment direct grenzend aan de monstercel met Marslucht waar de TLS-laser wordt uitgezonden – is vervuild met methaan op niveaus die minstens duizend keer hoger zijn dan de niveaus die tijdens alle metingen in de monstercel. Deze verontreiniging, die aanvankelijk werd veroorzaakt door de onopzettelijke introductie van aardse lucht vóór de lancering van Curiosity, is blijven voortbestaan ondanks herhaaldelijke pogingen om het gas uit het systeem te verwijderen: na elke poging komt het methaan systematisch weer tevoorschijn en hoopt het zich opnieuw op. Hoewel de exacte bron van het methaan in de vooroptiekkamer vooralsnog onbekend blijft, verhoogt zijn nabijheid tot de monstercel de kans op diffusie langs de afdichting die de twee compartimenten van elkaar scheidt. En een extreem kleine fractie kan de eerder gerapporteerde methaandetecties volledig kan verklaren. Het methaan in de monstercel zou dus heel goed afkomstig kunnen zijn van Curiosity zelf. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Koolstofrijke planetoïden zijn er in overvloed in de ruimte, maar koolstofrijke meteorieten vormen nog geen vijf procent van de meteorieten die op aarde worden aangetroffen. Een internationaal team van wetenschappers heeft de hele wereld afgespeurd om hier een verklaring voor te vinden, en de uitkomst ervan het zou ons begrip van hoe het leven is ontstaan kunnen veranderen (Nature Astronomy, 14 april). De onderzoekers van Curtin University (Australië) en de Parijse sterrenwacht analyseerden bijna 8500 meteoroïden en meteorietinslagen met behulp van gegevens van negentien vuurbol-observatienetwerken in 39 landen. Daarmee is dit de meest uitgebreide studie in zijn soort. Volgens planeetwetenschapper en mede-auteur Hadrien Devillepoix van Curtin’s Space Science and Technology Centre en Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA) heeft het team ontdekt dat de aardatmosfeer en de zon als gigantische filters werken, die fragiele, koolstofhoudende meteoroïden vernietigen voordat ze de grond bereiken. ‘We vermoeden al lang dat koolstofhoudend materiaal de tocht door de atmosfeer niet overleeft’, aldus Devillepoix. ‘Wat dit onderzoek laat zien is dat veel van deze meteoroïden niet eens zo ver komen: ze vallen uiteen door herhaaldelijke verhitting wanneer ze dicht bij de zon komen. De meteoroïden die het verblijf in de ruimte wél doorstaan hebben een grotere kans om ook door de aardatmosfeer heen te komen.’ Koolstofhoudende meteorieten zijn vooral van belang, omdat ze water en organische moleculen bevatten ingrediënten die cruciaal waren voor het ontstaan van leven op aarde. Volgens Patrick Shober van de sterrenwacht van Parijs hebben de nieuwe bevindingen gevolgen voor de wijze waarop wetenschappers de tot nu toe verzamelde meteorieten interpreteren. ‘Koolstofrijke meteorieten behoren tot de meest primitieve chemische materialen die we kunnen bestuderen – ze bevatten water, organische moleculen en zelfs aminozuren’, aldus Shober. ‘We hebben er echter zo weinig van in onze meteorietcollecties dat we het risico lopen een onvolledig beeld te krijgen van wat er werkelijk in de ruimte aanwezig is en hoe de bouwstenen van het leven op aarde zijn terechtgekomen. Begrijpen wat er wordt uitgefilterd en waarom, is de sleutel tot de reconstructie van de geschiedenis van ons zonnestelsel, en de omstandigheden die leven mogelijk maakten.’ Uit het onderzoek blijkt ook dat met name meteoroïden die ontstaan wanneer planetoïden uit elkaar vallen doordat ze te dicht in de buurt van een planeet komen bijzonder kwetsbaar zijn en de tocht door de aardatmosfeer bijna nooit overleven. ‘Deze ontdekking kan van belang zijn voor toekomstige ruimtemissies naar planetoïden, voor het inschatten van het gevaar van inslagen op aarde, en zelfs voor de theorieën over hoe de aarde aan water en organische verbindingen is gekomen’, aldus Shober. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists may have solved a puzzling space rock mystery
Het Andromedastelsel is omringd door een verzameling dwergstelsels die heel ongelijkmatig zijn verdeeld. Uit een analyse van kosmologische computersimulaties blijkt dat zo’n sterke asymmetrie slechts bij 0,3 procent van vergelijkbare sterrenstelsels voorkomt. Het Andromedastelsel is dus een buitenbeentje, maar waarom? Volgens het kosmologische standaardmodel smelten kleine sterrenstelsels in de loop van de tijd op chaotische wijze samen tot grotere stelsels. Bij dit fusieproces blijven zwermen zwakke dwergstelsels achter die in een bijna willekeurige configuratie om hun veel grotere en zwaardere ‘moederstelsels’ draaien. Onderzoek door wetenschappers van het Leibniz Instituut voor Astrofysica Potsdam (AIP; Duitsland) laat echter zien dat de satellietstelsels van het naburige Andromedastelsel (M31) daarbij een verrassend asymmetrische configuratie hebben aangenomen. In plaats van willekeurig verspreid te zijn rond hun moederstelsel, zoals het kosmologische standaardmodel voorspelt, zijn meer dan tachtig van deze dwergstelsels aan één kant van het Andromedastelsel geconcentreerd, zo blijkt uit recente afstandsbepalingen van 37 van deze dwergstelsels. Op één na bevinden al deze ‘satellieten’ zich binnen 107 graden van de lijn die in de richting van ons Melkwegstelsel wijst. Tot nu toe was onduidelijk of deze vreemde configuratie op gespannen voet staat met het huidige kosmologische model of simpelweg een toevallige uitschieter is. ‘Deze asymmetrie werd zelfs sterker naarmate zwakkere sterrenstelsels werden ontdekt en hun afstanden werden verfijnd,’ aldus Kosuke Jamie Kanehisa, promovendus aan het AIP en hoofdauteur van het onderzoek. ‘Onze analyses laten zien dat een dergelijk patroon extreem zeldzaam is in de huidige kosmologische simulaties.’ Een ander bijzonder kenmerk van M31 maakt zijn asymmetrie des te verbazingwekkender: de helft van zijn satellieten draait binnen een dunne, platte structuur die doet denken aan de planeten die om de zon draaien. Het naast elkaar bestaan van zo’n vlak van satellietstelsels en een ongelijkmatige verdeling van satellietstelsels roept de vraag op of de evolutionaire ontwikkeling van het Andromedastelsel uniek is of dat ons begrip van de vorming van kleine sterrenstelsels tekort schiet. Daarbij moet wel worden opgemerkt dat de nieuwe bevindingen sterk afhankelijk zijn van de nauwkeurigheid van de onderliggende simulaties. Als volgende stap willen de AIP-onderzoekers dan ook nagaan of er elders vergelijkbare asymmetrische sterrenstelsels bestaan. Daar wordt al druk gezocht, en gehoopt wordt dat de resultaten van onder meer de recent gelanceerde Euclid-satelliet het onderzoek zullen bespoedigen. Daarnaast moet verdere analyse van de fusiegeschiedenis van het Andromedastelsel helpen bepalen of zulke extreme asymmetrieën van nature überhaupt kunnen ontstaan in een heelal dat door donkere materie wordt gedomineerd, en waarom ze afwezig blijven in de huidige simulaties. (EE)
Meer informatie:
→ Satellite galaxies gone awry: Andromeda’s asymmetrical companions challenge cosmology
Waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop hebben een verrassende wending gegeven aan het verhaal rond de eerste ster die een planeet zou hebben verzwolgen. De nieuwe bevindingen suggereren dat de ster niet, zoals verondersteld, zo sterk opzwol dat hij de planeet opslokte. In plaats daarvan is de planeet geleidelijk steeds dichter om zijn ster gaan cirkelen en pleegde hij als het ware ‘zelfmoord’ (The Astrophysical Journal, 10 april). De gebeurtenis ging gepaard met een heldere lichtflits die officieel te boek staat als ZTF SLRN-2020. Deze flits werd als eerste opgemerkt door de Zwicky Transient Facility van de Palomar-sterrenwacht in Californië. Uit gegevens van NASA-satelliet NEOWISE bleek dat de ster een jaar voordien helderder was geworden in het infrarood, wat op de aanwezigheid van stof wijst. Op basis van dit eerste onderzoeksresultaat in 2023 gingen onderzoekers ervan uit dat de ster in kwestie al honderden jaren bezig was om te verouderen tot een zogeheten rode reus, die langzaam opzwol doordat zijn voorraad waterstofgas opraakte. Het MIRI-instrument van Webb vertelt echter een ander verhaal. Het was in staat om het licht van de ster, die zich in een zeer dichtbevolkt gebied in de ruimte bevindt, nauwkeurig te meten. De onderzoekers ontdekten dat de ster niet zo helder was als hij zou moeten zijn geweest als hij tot een rode reus was geëvolueerd. En dat wijst erop dat hij niet in staat kan zijn geweest om zijn planeet te verzwelgen. Astronomen vermoeden nu dat de planeet oorspronkelijk ongeveer zo groot was als Jupiter, maar vrij dicht om zijn ster draaide: op een afstand kleiner dan de afstand tussen Mercurius en onze zon. Maar in de loop van de miljoenen jaren werd zijn omloopbaan steeds krapper en stortte hij uiteindelijk neer op de ster. Tijdens die ‘crash’ zou de planeet gas hebben weggeblazen uit de buitenste lagen van de ster. En terwijl het gas uitzette en afkoelde, condenseerden de daarin aanwezige elementen vervolgens tot koud stof. Hoewel de onderzoekers een uitdijende wolk van koeler stof rond de ster verwachtten, onthulde Webb’s NIRSpec-instrument juist het bestaan van een schijf van heet gas rond de ster. Bovendien was Webb in staat om bepaalde moleculen in deze accretieschijf te detecteren, waaronder koolstofmonoxide. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Webb's Autopsy of Planet Swallowed by Star Yields Surprise
Britse astronomen hebben een mogelijke populatie van ‘verborgen’ sterrenstelsels ontdekt die de sleutel zou kunnen zijn tot het ontsluieren van enkele kosmische raadsels. Als het bestaan van de stelsels wordt bevestigd, zou dat de huidige modellen van het aantal sterrenstelsels en hun evolutie ondermijnen (MNRAS, 10 april). Het bewijs voor het bestaan van de sterrenstelsels werd ontdekt door een onderzoeksteam van STFC RAL Space en Imperial College London (VK). Het is gebaseerd op de diepste opname van het heelal die ooit op ver-infrarode golflengten is verkregen en waarop bijna tweeduizend verre sterrenstelsels te zien zijn. Het team verkreeg deze diepe blik op het heelal door 141 opnamen op elkaar te stapelen met behulp van gegevens van het SPIRE-instrument van Herschel, een Europese ruimtetelescoop die tussen 2009 tot 2013 in bedrijf was. Herschel had als taak het heelal in het infrarood waar te nemen, waarbij het SPIRE-instrument de allerlangste golflengten bestreek. Tot aan de lancering van de Webb-ruimtetelescoop in 2021 was dit de grootste infrarood-ruimtetelescoop ooit. ‘Met dit onderzoek hebben we het uiterste uit Herschel gehaald, en veel verder kunnen kijken dan normaal mogelijk is’, zegt Chris Pearson van STFC RAL Space, hoofdauteur van een van de twee vakpublicaties die vandaag zijn verschenen. Het resulterende Herschel-SPIRE Dark Field is de diepste opname in het ver-infrarood die ooit is gemaakt. Door de Herschel-beelden over elkaar heen te leggen konden de astronomen de ‘stoffigste’ sterrenstelsels in het heelal zichtbaar maken, waarin de meeste nieuwe sterren worden gevormd. Ook konden ze nagaan hoe het aantal sterrenstelsels per helderheidsklasse varieert en meten hoeveel elk stelsel bijdraagt aan het totale energiebudget van het heelal. De Herschel-ruimtetelescoop tuurde echter zo diep het heelal in, dat de afzonderlijke sterrenstelsels in elkaar overvloeiden en niet meer van elkaar te onderscheiden waren. Om deze ‘galactische drukte’ te omzeilen, hebben de onderzoekers statistische technieken ingezet. Daarbij vonden ze aanwijzingen voor het bestaan van een geheel nieuwe, onbekende populatie van sterrenstelsels, die te zwak zijn om met conventionele middelen te worden opgespoord. De onderzoekers hopen het bestaan van deze mogelijk nieuwe klasse van sterrenstelsels nu op andere golflengten met telescopen te kunnen bevestigen, om zo de aard van deze zwakke, stofrijke objecten en hun rol in de evolutie van ons heelal te kunnen achterhalen. ‘Als we door normale telescopen naar de sterren kijken, kunnen we maar de helft van het verhaal van ons universum ‘lezen’. De andere helft zit verscholen achter het omringende stof’, legt Pearson uit. ‘In feite bestaat ongeveer de helft van de energie-output van het heelal uit sterlicht dat is geabsorbeerd door stof en vervolgens weer als koelere infraroodstraling is uitgezonden. Om de evolutie van ons heelal volledig te begrijpen, moeten we de hemel dus waarnemen in zowel optisch licht als langgolvig infrarood licht.’ (EE)
Meer informatie:
→ ‘Hidden galaxies’ could be smoking gun in universe riddle
Astronomen die gebruik maken van de Keck-sterrenwacht op Mauna Kea (Hawaï) hebben de fysische eigenschappen en mogelijke oorsprong bepaald van 2024 YR4, de potentieel gevaarlijke aardscheerder die in december 2024 werd ontdekt. Uit het onderzoek blijkt dat YR4 een vast, steenachtig object is dat waarschijnlijk afkomstig is van een planetoïdenfamilie in de zogeheten hoofdgordel tussen de planeten Mars en Jupiter – een gebied dat tot nu toe niet bekendstond als bron van aardscherende planetoïden. De onderzoeksresultaten zullen in het vakblad The Astrophysical Journal Letters worden gepubliceerd. ‘YR4 draait eens in de twintig minuten rond, heeft een afgeplatte, onregelmatige vorm en de dichtheid van massief gesteente’, aldus onderzoeksleider Bryce Bolin. De vorm van een planetoïde geeft aanwijzingen over zijn ontstaan en over zijn structurele integriteit. Het kennen van deze eigenschappen is cruciaal om te bepalen hoeveel moeite er gedaan moet worden, of welke techniek er moet worden gebruikt, om de planetoïde af te weren als deze als een bedreiging wordt gezien. De afgelopen maanden is duidelijk geworden dat de kans dat 2024 YR4 in botsing komt met onze planeet minimaal is. Wel is er een kans van ongeveer twee procent dat hij zal inslaan op de maan. ‘Met een diameter van vijftig á zestig meter (ruwweg de breedte van een voetbalveld) is het een van de grootste objecten in de recente geschiedenis die de maan zou kunnen treffen’, zegt Bolin. ‘Als dat inderdaad gebeurt, zou dat wetenschappers de unieke kans geven om te onderzoeken hoe de grootte van een planetoïde zich verhoudt tot de grootte van de krater die hij slaat – iets wat we nog niet rechtstreeks hebben kunnen meten.’ Om de banen van planetoïden te verklaren en te voorspellen, maken wetenschappers vaak gebruik van het Jarkovski-effect. Dat is een subtiele kracht die optreedt wanneer een planetoïde zonlicht absorbeert en de verkregen energie vervolgens weer uitstraalt in de vorm van warmte c.q. infrarood licht. De uitgestraalde warmte geeft de planetoïde een klein duwtje, waardoor zijn baan geleidelijk verandert. Hoe sterk een planetoïde op dit effect reageert, hangt af van hoe snel hij opwarmt en afkoelt. Kleine planetoïden met afmetingen van een meter of vijftig, zoals YR4, hebben mogelijk een lage thermische inertie, wat suggereert dat ze uit vast gesteente bestaan. Hierin verschillen ze van zogeheten rubble pile-planetoïden, waarvan de oppervlakken met los puin zijn bedekt, waardoor ze minder snel afkoelen. Door te onderzoeken hoe deze kleine objecten op zonlicht reageren, kunnen wetenschappers vaststellen of het om massieve rotsblokken gaat die mogelijk van grotere planetoïden zijn losgeslagen. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Trace Earth-Crossing Asteroid to Surprising Origin
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop nieuwe metingen gedaan van de inwendige rotatiesnelheid van Uranus. Dankzij een nieuwe techniek zijn de metingen duizend keer nauwkeuriger dan eerdere schattingen (Nature Astronomy, 7 april). Het bepalen van de rotatiesnelheid van het inwendige van een planeet is een uitdaging, vooral voor een wereld als Uranus, waar directe metingen niet mogelijk zijn. Een team onder leiding van Laurent Lamy (Observatoire de Paris-PSL en LAM, Universiteit Aix-Marseille, Frankrijk) heeft daar een creatieve oplossing voor bedacht. De wetenschappers maakten gebruik van de aurora’s (poollichten) die Uranus vertoont. Aurora’s ontstaan door de instroom van energierijke deeltjes – veelal afkomstig van de zon – in de buurt van de magnetische polen van een planeet. Anders dan de aurora’s van de aarde, Jupiter of Saturnus gedraagt het poollicht van Uranus zich op een unieke en onvoorspelbare manier. Dit komt door het sterk gekantelde magnetische veld van de planeet, dat aanzienlijk verschoven is ten opzichte van zijn rotatieas. Door meer dan tien jaar aan Hubble-waarnemingen van de poollichten van Uranus te analyseren, hebben de onderzoekers de rotatieperiode van de planeet toch kunnen verfijnen. De nieuwe analyse laat zien dat een volledige draaiing van Uranus 17 uur, 14 minuten en 52 seconden duurt – 28 seconden langer dan de schatting die ruimtesonde Voyager 2 maakte tijdens zijn scheervlucht langs langs de planeet in 1986. ‘Onze meting levert niet alleen een nieuw referentiepunt op voor planeetwetenschappers, maar lost ook een bestaand probleem op: eerdere coördinatenstelsels op basis van verouderde rotatieperioden werden al snel onnauwkeurig, waardoor het onmogelijk werd om de magnetische polen van Uranus in de loop van de tijd te volgen,’ legt Lamy uit. ‘Met het nieuwe coördinatenstelsel kunnen we nu poollichtwaarnemingen van bijna veertig jaar vergelijken en zelfs een plannen maken voor de volgende Uranusmissie.’ (EE)
Meer informatie:
→ Hubble helps determine Uranus' rotation rate with unprecedented precision
Een klein internationaal team van astronomen met daarbij Silvia Toonen (UvA) en Gijs Nelemans (RU, KU Leuven en SRON) heeft twee witte dwergsterren ontdekt die om elkaar heen draaien en zullen samensmelten en ontploffen tot een supernova van type Ia. Deze ontbrekende schakel in de sterrenkunde werd al lang voorspeld en is nu eindelijk gevonden (Nature Astronomy, 4 april). Supernova-explosie van type Ia komen veel voor in het heelal. De voorlopers ervan zijn echter lastig te vinden. Het meest gangbare idee is dat deze explosies ontstaan als twee opgebrande zware witte dwergsterren samensmelten. Deze voorlopers waren echter nog nooit gezien. De publicatie van vandaag brengt daar verandering in. De betreffende sterren bevinden zich op slechts 150 lichtjaar van ons vandaan. Ze hebben bij elkaar 1,56 keer zoveel massa als de zon. Dat is zwaar genoeg om supernova te worden. Daarbij staan ze dicht genoeg bij elkaar om ooit samen te smelten. Hun onderlinge afstand bedraagt slechts 1/60ste van de afstand aarde-zon.Als de twee witte dwergen gaan samensmelten zal gas en materiaal van de ene ster op de andere botsen en uiteindelijk ontstaat daarbij een ontploffing. De details zijn nog niet duidelijk, maar als de twee sterren samen zwaarder zijn dan 1,44 keer de massa van de zon, is het vrij zeker dat het systeem zal ontploffen tot een supernova. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van diverse telescopen. Om te beginnen leverde de (recent uitgeschakelde) Gaia-ruimtetelescoop een lijst met kansrijke kandidaten. Vervolgens analyseerden de onderzoekers het licht van deze kandidaten met behulp van twee Nederlands-Britse telescopen op het Spaanse eiland La Palma: de William Herschel Telescoop en de Isaac Newton Telescoop. Ook maakten ze gebruik van de Nordic Optical Telescope (eveneens op La Palma), de Europese Very Large Telescope (Chili) en gegevens van ruimtetelescoop Hubble en van Pan-STARRS op Hawaï. De twee sterren mogen dan wel heel dicht op elkaar staan: de uiteindelijke supernova zal nog miljarden jaren op zich laten wachten. De astronomen hebben berekend dat de sterren op dit moment in veertien en een kwart uur om elkaar heen draaien. De komende miljarden jaren zullen ze zwaartekrachtgolven gaan uitstoten en daardoor langzaam naar elkaar toe spiralen. Pas over drieëntwintig miljard jaar zullen de sterren elkaar zo dicht genaderd zijn dat de supernova plaatsvindt.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Wetenschappers van de Universiteit van Reading (VK) hebben ontdekt dat een uitbarsting van de zon die in 2017 door ons zonnestelsel trok de magnetosfeer van Jupiter heeft samengedrukt. Hierdoor ontstond een heet gebied dat de halve omtrek van Jupiter besloeg en temperaturen van meer dan 500 graden Celsius bereikte – aanzienlijk hoger dan de gemiddelde temperatuur van 350 graden Celsius. Volgens de wetenschappers krijgt Jupiter gemiddeld twee à drie keer per maand zo’n optater van de zon (Geophysical Research Letters, 3 april). ‘We hebben de reactie van Jupiter op de zonnewind nog nooit eerder vastgelegd, en de manier waarop deze de atmosfeer van de planeet veranderde was zeer onverwacht’, aldus James O'Donoghue, hoofdauteur van het vandaag gepubliceerde onderzoeksverslag. ‘Het is voor het eerst dat we zoiets bij een andere planeet dan de onze hebben waargenomen.’ O'Donoghue en zijn collega’s baseren hun resultaten op data van NASA-ruimtesonde Juno, die in een baan om Jupiter draait, en op waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. Op basis van modellen van de zonnewind hebben ze vastgesteld dat de enorme magnetosfeer van Jupiter kort voor het begin van de waarnemingen was samengedrukt. Deze compressie lijkt de opwarming van de aurora’s bij de polen van de planeet te hebben versterkt, waardoor zijn hoge atmosfeer opzwol en heet gas richting evenaar stroomde. ‘De zonnewind kneep het magnetische schild van Jupiter samen als een reusachtige squashbal. Hierdoor ontstond een superheet gebied dat de halve planeet omspant. De middellijn van Jupiter is elf keer zo groot als die van de aarde, wat betekent dat de omvang van het verhitte gebied enorm was’, aldus O'Donoghue. Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat de snelle rotatie van Jupiter, en de daarmee gepaard gaande sterke winden, ervoor zou zorgen dat de aurora-opwarming op Jupiter beperkt zou blijven tot zijn poolgebieden. Maar de onderzoeksresultaten suggereren het tegendeel, en dat kan erop wijzen dat de planeetatmosferen in ons zonnestelsel gevoeliger zijn voor de nukken van de zon dan werd aangenomen. (EE)
Meer informatie:
→ Solar wave squeezed Jupiter’s magnetic shield to unleash heat
Lang dachten astronomen dat er in het vroege heelal alleen actieve, sterren-vormende sterrenstelsels te zien zouden zijn. Maar waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop hebben nu onthuld dat sterrenstelsels eerder dan verwacht zijn gestopt met het vormen van sterren. Onder de honderden spectra die zijn verkregen in het kader van het Webb-onderzoeksprogramma RUBIES, hebben astronomen een sterrenstelsel gevonden waarin de stervorming al is gestopt tijdens een periode waarin sterrenstelsels normaal gesproken juist heel snel groeien (The Astrophysical Journal, 1 april). In het vroege heelal zou een sterrenstelsel gewoonlijk gas moeten opnemen uit het omringende intergalactische medium, om dit gas vervolgens om te zetten in sterren. Door dit proces neemt zijn massa toe, wat leidt tot een nog efficiëntere opname van gas en versnelde stervorming. Sterrenstelsels groeien echter niet oneindig door: op een gegeven moment valt hun stervorming stil – een proces dat astronomen ‘quenching’ (uitdoving) noemen. Bij gevolg is in het lokale heelal ongeveer de helft van alle waarneembare sterrenstelsels gestopt met het vormen van sterren. Zulke stelsels zien er rood uit, omdat ze geen jonge, heldere blauwe sterren meer bevatten – alleen oudere, kleinere rode sterren blijven over. Met de voortschrijdende technologie, met name op het gebied van de nabij-infraroodspectroscopie, hebben astronomen op steeds vroegere kosmische tijdstippen grote uitgedoofde sterrenstelsels kunnen opsporen. Deze ‘rode en dode’ sterrenstelsels blijken dermate talrijk te zijn dat hun bestaan moeilijk te verenigen valt met theoretische modellen voor de vorming van sterrenstelsels. Tussen de nieuwe Webb-spectra hebben astronomen nu zelfs een groot sterrenstelsel-in-ruste ontdekt met een spectroscopische roodverschuiving van 7,2, wat overeenkomt met slechts ongeveer 700 miljoen jaar na de oerknal. Zijn spectrum vertoont sporen van een verrassend oude populatie van sterren in het nog jonge heelal. De verzamelde gegevens wijzen erop dat het sterrenstelsel in de eerste zeshonderd miljoen jaar na de oerknal een stellaire massa van meer dan tien miljard zonsmassa’s heeft weten te bereiken, waarna zijn stervormingsproces heel snel stilviel. ‘De ontdekking van dit sterrenstelsel, met de aanduiding RUBIES-UDS-QG-z7, impliceert dat massarijke rustige sterrenstelsels in de eerste miljard jaar van het heelal meer dan honderd keer zo talrijk waren dan tot nu toe door alle modellen werd voorspeld,’ aldus Andrea Weibel, promovendus bij de vakgroep Astronomie van de Universiteit van Genève. ‘Dit suggereert dat belangrijke factoren in theoretische modellen (zoals de effecten van sterrenwinden en de kracht van uitstromingen die worden aangedreven door het stervormingsproces en zware zwarte gaten) wellicht moeten worden herzien. Sterrenstelsels stierven veel eerder dan deze modellen kunnen voorspellen.’ (EE)
Meer informatie:
→ Galaxies die earlier than expected
De Webb-ruimtetelescoop heeft onlangs zijn blik gericht op planetoïde 2024 YR4, waarvan inmiddels bekend is dat deze (voorlopig) geen significante bedreiging vormt voor de aarde. Toch zijn planeetwetenschappers geïnteresseerd in de eigenschappen van deze en andere kleine planetoïden, om zo meer te weten te komen over het gevaar dat zij voor de aarde kunnen vormen. 2024 YR4 is een van de kleinste objecten waar ze tot nu toe naar hebben gekeken, en waarvan de grootte is bepaald. De meeste telescopen nemen planetoïden waar door het zonlicht te meten dat door hun oppervlak wordt weerkaatst, maar het is moeilijk om op basis van deze informatie hun grootte nauwkeurig te bepalen. Op mid-infrarode golflengten, zoals die worden gebruikt door Webb’s MIRI-instrument, kan uit de warmte die planetoïden afgeven echter rechtstreeks worden afgeleid hoe groot ze zijn. In combinatie met de gegevens van een ander instrument, NIRCam, dat het weerkaatste licht van de planetoïde meet, kan bovendien worden vastgesteld hoe reflecterend het oppervlak van de planetoïde is. En dat levert weer informatie op over zijn samenstelling. Op basis van de nieuwe gegevens heeft een onderzoeksteam onder leiding van Andy Rivkin van het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins Universiteit nu ontdekt dat de thermische eigenschappen van 2024 YR4 – met andere woorden hoe snel hij opwarmt en afkoelt, en hoe heet hij is op zijn huidige afstand van de zon – niet overeenkomen met wat we bij grotere planetoïden zien. Dit komt waarschijnlijk doordat 2024 YR4 heel snel draait en weinig fijnkorrelig materiaal op zijn oppervlak heeft. Maar er zijn meer gegevens nodig om dit met zekerheid te kunnen vaststellen. Het belangrijkste doel van de waarnemingen van Rivkin en collega’s was om de grootte van 2024 YR4 te meten. De wetenschappers schatten dat hij een middellijn van ongeveer zestig meter heeft – ongeveer de hoogte van een gebouw van vijftien verdiepingen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Finds Asteroid 2024 YR4 Is Building-Sized
Het mysterie van de niet aflatende uitbarsting van röntgenstraling van de zogeheten Helixnevel is mogelijk opgelost. De straling is waarschijnlijk afkomstig van het hete puin dat is achtergebleven na de verwoesting van een reuzenplaneet. Deze ontdekking komt voort uit vier decennia aan röntgenwaarnemingen van de 650 lichtjaar verre nevel. De stroom röntgenstraling van dit object is al minstens een jaar of twintig vrijwel constant. Volgens astronomen is de beste verklaring hiervoor dat de restanten van een planeet ter grootte van Jupiter in porties neerstort op de witte dwergster in het hart van de Helixnevel. De Helixnevel is een planetaire nevel, de term die astronomen gebruiken voor de min of meer symmetrische gaswolk die is uitgestoten door een ster die geen nucleaire brandstof meer had. De witte dwergster in het centrum van deze nevel is de overgebleven kern van die uitgeputte ster. De witte dwergster in de Helixnevel is geen kalm object. Uit waarnemingen van twee ruimtetelescopen – het Einstein Observatory van NASA (begin jaren 80) en de internationale röntgensatelliet ROSAT (jaren 90) blijkt dat hij voortdurend röntgenstraling uitzendt. ‘Het is zeer ongebruikelijk dat een alleenstaande witte dwerg een bron van röntgenstraling is’, aldus astrofysicus Sandino Estrada-Dorado van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico in Mexico-Stad. Om te proberen deze zaak op te lossen, hebben Estrada-Dorado en zijn collega’s recentere waarnemingen van de nevel geanalyseerd die in 1999 en 2002 zijn gedaan door respectievelijk NASA’s Chandra X-Ray Observatory en de XMM-Newton-satelliet van het Europese ruimteagentschap ESA. Het team heeft ontdekt dat de destijds waargenomen röntgenstraling eerder regel dan uitzondering was, en waarschijnlijk tot op de dag van vandaag voortduurt. En dat wijst erop dat de ster steeds wordt ‘opgestookt’. Mogelijk valt er materie van een verwoeste metgezel op de witte dwerg dat daarbij zo heet wordt dat het heldere röntgenstraling uitzendt. Berekeningen op basis van de intensiteit van de röntgenstraling suggereren dat een planeet ter grootte van Jupiter de meest waarschijnlijke boosdoener is. Lang geleden is zo’n planeet misschien zo dicht bij de witte dwerg gekomen, dat hij door diens intense zwaartekracht uit elkaar is getrokken en er een schijf van puin rond de dwergster is achtergebleven. (EE)
Meer informatie:
→ A nebula’s X-ray glow may come from a destroyed giant planet (ScienceNews)
Op een recent gepresenteerde opname van de Webb-ruimtetelescoop is een schoolvoorbeeld te zien van een zogeheten Einsteinring. Wat op het eerste gezicht één enkel, vreemd gevormd sterrenstelsel lijkt te zijn, is in werkelijkheid een tweetal sterrenstelsels op zeer verschillende afstanden. Het nabijere voorgrondstelsel staat in het centrum van de foto. Zijn zwaartekracht heeft het verder weg staande stelsel vervormd tot een ring. Een Einsteinring ontstaat wanneer licht van een verafgelegen object wordt afgebogen (of ‘gelensd’) door een zwaar tussenliggend object dat als lens fungeert. Voorwaarde is wel dat de twee objecten vanaf de aarde gezien op één lijn staan. De afbuiging ontstaat doordat massa de vierdimensionale structuur van ons heelal – de zogeheten ruimtetijd – vervormt. Dit effect is heel subtiel – té subtiel om op lokaal niveau waarneembaar te zijn. Dat wordt anders als we te maken hebben met afbuiging van licht op astronomische schaal, zoals wanneer het licht van een sterrenstelsel wordt afgebogen rond een ander sterrenstelsel of een cluster van sterrenstelsels. Einsteinringen zijn een ideaal hulpmiddel om sterrenstelsels te onderzoeken die eigenlijk te zwak en te ver weg zijn om ze rechtstreeks te kunnen waarnemen. Het object in het centrum van de Einsteinring die door Webb is vastgelegd, is een elliptisch sterrenstelsel dat deel uitmaakt van een cluster van sterrenstelsels met de aanduiding SMACSJ0028.2-7537. Het tot een ring vervormde gelensde sterrenstelsel daaromheen is een spiraalstelsel. Ondanks de sterke vervorming zijn in dit verre sterrenstelsel duidelijk afzonderlijke structuren herkenbaar, waaronder een aantal sterrenhopen. De opname is gemaakt in het kader van een internationale survey, onder leiding van Guillaume Mahler van de Universiteit van Luik (België). Het doel van deze survey, ’SLICE’ geheten, is om 182 clusters van sterrenstelsels te onderzoeken met de nabij-infraroodcamera van de Webb-ruimtetelescoop. (EE)
Meer informatie:
→ Spying a spiral through a cosmic lens
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, heldere waterstofemissie ontdekt van een sterrenstelsel in een verrassend vroege periode in de geschiedenis van het heelal. Hoe dit licht zich een weg heeft kunnen banen door de dichte mist van neutrale waterstof die de ruimte destijds vulde is onduidelijk (Nature, 26 maart). De beelden van de Webb-telescoop tonen het enorm verre sterrenstelsel met de aanduiding JADES-GS-z13-1 op het moment dat het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was. Het spectrum van het stelsel vertoont een onverwachte eigenschap: een specifiek helder soort licht dat Lyman-alfa-emissie wordt genoemd. Deze straling, afkomstig van waterstofatomen, was veel sterker dan astronomen voor mogelijk hielden voor dit vroege kosmische tijdperk. ‘Het vroege heelal was gehuld in een dichte mist van neutrale waterstof’, legt teamlid Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge en University College London uit. ’Het grootste deel van deze nevel verdween door een proces dat reïonisatie wordt genoemd en dat pas ongeveer een miljard jaar na de oerknal werd afgerond. Maar we zien GS-z13-1 toen het heelal nog maar 330 miljoen jaar oud was. Toch vertoont het een verrassend duidelijke signatuur van Lyman-alfa emissie, alsof de omringende mist al is opgetrokken.’ Voor en tijdens het reïonisatie-tijdperk hielden de immense hoeveelheden neutrale waterstof waarin sterrenstelsels gehuld waren de energierijke ultraviolette straling van hun sterren tegen, totdat er genoeg sterren waren gevormd om het waterstofgas te ioniseren. De ontdekking dat GS-z13-1 Lyman-alfastraling uitzendt heeft daarom grote gevolgen voor ons begrip van het vroege heelal. ‘Gezien onze kennis van de manier waarop het heelal is geëvolueerd hadden we een sterrenstelsel als dit niet mogen vinden’, aldus Kevin Hainline, een teamlid van de Universiteit van Arizona (VS). Waar de Lyman-alfa-straling van het sterrenstelsel vandaan komt, is nog onbekend, maar het is denkbaar dat een deel ervan afkomstig is van de eerste sterren die in het heelal zijn ontstaan. Deze sterren waren veel zwaarder, heter en helderder dan de sterren die later werden gevormd. Een andere mogelijkheid is het optrekken van de kosmische mist werd veroorzaakt door de actieve kern van een sterrenstelsel, die door een van de eerste superzware zwarte gaten werd aangedreven. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Sees Galaxy Mysteriously Clearing Fog of Early Universe
De internationale Webb-ruimtetelescoop heeft voor het eerst heldere poollichtactiviteit op Neptunus vastgelegd. Poollicht ontstaat wanneer energierijke deeltjes, vaak afkomstig van de zon, verstrikt raken in het magnetische veld van een planeet en uiteindelijk de bovenste laag van diens atmosfeer treffen. De energie die daarbij vrijkomt veroorzaakt een karakteristieke gloed (Nature Astronomy, 26 maart). In het verleden hebben astronomen al enkele aanwijzingen gevonden voor poollichtactiviteit op Neptunus, zoals tijdens de flyby van NASA-ruimtesonde Voyager 2 in 1989. Maar anders dan bij Jupiter, Saturnus en Uranus kon het poollicht op Neptunus tot nu toe niet met zekerheid worden vastgesteld. ‘Gebleken is dat het poollicht op Neptunus zich alleen laat vastleggen met de nabij-infraroodcamera van Webb’, aldus hoofdauteur Henrik Melin van Northumbria University (VK). De doorslaggevende gegevens zijn in juni 2023 verkregen. Ze omvatten onder meer een spectrum van de planeet, dat is gebruikt om de samenstelling en temperatuur van diens hoge atmosfeer – de zogeheten ionosfeer – te kunnen meten. Daarbij ontdekten de astronomen een opvallende emissielijn die aan poollicht kan worden toegeschreven. Op de Webb-beelden van Neptunus vertoont het poollicht zich als blauwgroene vlekjes. Het poollicht op Neptunus verschilt sterk van wat we hier op aarde, of zelfs op Jupiter of Saturnus, gewend zijn te zien. In plaats van zich te beperken tot de noord- en zuidpoolgebieden van de planeet, zijn de poollichten van Neptunus op lagere breedtegraden te vinden. Dat komt door de vreemde stand van het magnetische veld van Neptunus, dat 47 graden gekanteld is ten opzichte van de rotatie-as van de planeet. Omdat poollichtactiviteit ontstaat waar de magnetische velden samenkomen in de atmosfeer van de planeet, bevinden de poollichten van Neptunus zich ver van zijn ‘rotatiepolen’. Aan de hand van de Webb-waarnemingen heeft het team ook voor het eerst sinds de flyby van Voyager 2 de temperatuur van de top van de Neptunus-atmosfeer gemeten. De resultaten verklaren waarom het poollicht van Neptunus zo lang uit het zicht kon blijven. ‘Tot mijn grote verrassing is de hoge atmosfeer van Neptunus honderden graden afgekoeld,’ zegt Melin. ‘De temperatuur in 2023 was iets meer dan de helft van die in 1989.’ Door de jaren heen hebben astronomen de intensiteit van het poollicht van Neptunus voorspeld op basis van de temperatuur die door Voyager 2 was geregistreerd. En een aanzienlijk lagere temperatuur leidt tot veel zwakkere poollichten. Dat is waarschijnlijk de reden dat de poollichten van Neptunus zo lang onopgemerkt zijn gebleven. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Captures Neptune’s Auroras for First Time
De gegevens van 41 miljoen sterrenstelsels brengen het kosmologische standaardmodel toch niet aan het wankelen. Tot die, voor henzelf verrassende conclusie, komt een internationaal team van onderzoekers met daarbij Koen Kuijken (Universiteit Leiden). De sterrenkundigen publiceren hun bevindingen deze week op een congres en in vijf artikelen in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. In 2020, op basis van voorlopige data, dachten de onderzoekers nog dat het heelal tien procent gelijkmatiger was dan voorspeld. De Kilo-Degree Survey (KiDS) verzamelde acht jaar lang gegevens van de zuidelijke hemel met behulp van de Europese VLT Survey Telescoop in Chili. Onlangs werd de volledige dataset, de KiDS-Legacy, gepubliceerd en nu komen de onderzoekers met hun definitieve bevindingen. ‘De resultaten zijn onverwacht’, zegt projectleider van KiDS Koen Kuijken (Universiteit Leiden). ‘Waar we tot nu toe steeds een ‘tension’, een spanning, vonden met het standaardmodel van de kosmologie past alles nu ineens precies.’Kuijken duidt onder andere op een eerdere KiDS-analyse uit 2020 die het standaardmodel deels in twijfel trok. ‘Dat het resultaat nu zo sterk afwijkt van onze eerdere analyses kwam als een verrassing, maar is met terugwerkende kracht wel te verklaren’, zegt Angus Wright van de Ruhr Universiteit Bochum (Duitsland). Hij is eerste auteur van drie van de vijf publicaties die binnenkort verschijnen. De onderzoekers analyseerden de volledige KiDS-dataset ditmaal met verbeterde methoden, nieuwe computersimulaties en betere kalibratiegegevens. En nu komen de resultaten wél overeen met het kosmologische standaardmodel.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben wetenschappers van de Sterrewacht Leiden 73 protoplanetaire schijven bekeken. Ze ontdekten dat veel jonge sterren een relatief bescheiden schijf van gas en stof om zich heen hebben, soms niet groter dan 1,2 astronomische eenheid. In de afgelopen tien jaar hebben astronomen met gevoelige radiotelescopen op aarde, waaronder ALMA, honderden protoplanetaire schijven rond jonge sterren in beeld gebracht. Vergeleken met de afmeting van ons eigen zonnestelsel is een flink deel van deze schijven veel groter dan de baan van Neptunus, de buitenste planeet. Bovendien vertonen de meeste schijven ringvormige openingen waar vermoedelijke grote gasplaneten ontstaan. Onderzoek van promovendus Osmar M. Guerra-Alvarado, postdoc Mariana B. Sanchez en universitair docent Nienke van der Marel van de Universiteit Leiden toont nu aan dat deze schijven mogelijk niet de norm zijn. Met behulp van ALMA hebben de onderzoekers alle bekende protoplanetaire schijven rond jonge sterren in het Lupus-gebied in beeld gebracht. Dit is een stervormingsgebied op ongeveer vierhonderd lichtjaar van de aarde in het zuidelijke sterrenbeeld Lupus (Wolf). Uit het onderzoek blijkt dat tweederde van de 73 schijven klein zijn, met een gemiddelde straal van zes astronomische eenheden – ongeveer de baan van Jupiter. De kleinste schijf had een straal van slechts 0,6 astronomische eenheid – kleiner dan de baan van de aarde om de zon. De kleine schijven werden voornamelijk aangetroffen rond lichte sterren met tien tot vijftig procent van de massa van onze zon. Dit is het meest voorkomende stertype in het heelal. ‘De waarnemingen laten verder zien dat deze compacte schijven wellicht optimale omstandigheden hebben voor de vorming van zogeheten superaardes. Het meeste stof in de schijf bevindt zich dichtbij de ster, waar superaardes doorgaans ontstaan’, aldus Sanchez. Superaardes zijn rotsachtige planeten die tot wel tien keer zoveel massa hebben als onze planeet. Ze zijn waarschijnlijk het meest voorkomende type planeten in het heelal. Het onderzoek vormt een ontbrekend puzzelstuk tussen de waarnemingen van protoplanetaire schijven en observaties van exoplaneten. ‘De ontdekking dat de meerderheid van de kleine schijven geen openingen vertoont, kan betekenen dat de meerderheid van de sterren geen reuzenplaneten herbergt’, zegt Van der Marel. ‘Dit komt overeen met wat we in exoplaneetpopulaties rond volgroeide sterren zien.’ (EE)
Meer informatie:
→ Volledig perbericht
Wetenschappers die verpulverd gesteente aan boord van Marsrover Curiosity rover hebben geanalyseerd, hebben de grootste organische verbindingen ontdekt die tot nu toe op Mars zijn aangetroffen. De vondst suggereert dat de prebiotische chemie op Mars verder is gevorderd dan werd aangenomen (MNRAS, 25 maart). De wetenschappers hebben een bestaand gesteentemonster in het minilab van Curiosity onderzocht en vonden daarbij de moleculen decaan, undecaan en dodecaan. Van deze verbindingen, die respectievelijk uit tien, elf en twaalf koolstofatomen bestaan, wordt gedacht dat het fragmenten zijn van vetzuren die in het monster bewaard zijn gebleven. Vetzuren behoren tot de organische moleculen die op aarde chemische bouwstenen van het leven zijn. Levende organismen produceren vetzuren om celmembranen te helpen vormen en diverse andere functies uit te voeren. Maar vetzuren kunnen ook worden gemaakt door middel van chemische reacties die in gang worden gezet door verschillende geologische processen, waaronder de interactie van water met mineralen in hydrothermale bronnen. Curiosity-wetenschappers hadden eerder al kleine, eenvoudige organische moleculen ontdekt op Mars, maar de vondst van deze grotere verbindingen levert het eerste bewijs dat de organische chemie zich heeft ontwikkeld tot het soort complexiteit dat nodig is voor een mogelijk ontstaan van leven op Mars. Het nieuwe onderzoek vergroot ook de kans dat grote organische moleculen die alleen gemaakt kunnen worden in de aanwezigheid van leven – zogeheten ‘biosignaturen’ – behouden kunnen blijven op Mars. Dit neemt de zorg weg dat deze verbindingen na tientallen miljoenen jaren van blootstelling aan intense straling en oxidatie worden afgebroken. Deze bevinding kan goed nieuws betekenen voor de plannen om bodemmonsters van Mars naar de aarde over te brengen om ze te analyseren met geavanceerdere instrumenten, aldus de wetenschappers. ‘Ons onderzoek bewijst dat we door het analyseren van Marsmonsters chemische signaturen van vroeger leven kunnen detecteren, als het ooit bestaan heeft op Mars,’ zegt Caroline Freissinet, hoofdauteur van de studie en wetenschapper aan het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS). In 2015 gaf Freissinet leiding aan een team dat voor het eerst onomstotelijk organische moleculen op Mars identificeerde in hetzelfde monster dat voor het huidige onderzoek is gebruikt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Curiosity Rover Detects Largest Organic Molecules Found on Mars
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van de CHRIST University in Bangalore (India), heeft ontdekt dat een enorm spiraalvormig sterrenstelsel op bijna een miljard lichtjaar afstand van de aarde een superzwaar zwart gat herbergt dat miljarden keren zoveel massa heeft als de zon. Het stoot kolossale radiojets uit die zich over een lengte van zes miljoen lichtjaar uitstrekken (MNRAS, 2 maart). De ontdekking zet de bestaande theorieën over de evolutie van sterrenstelsels op zijn kop, omdat zulke krachtige jets bijna uitsluitend worden aangetroffen in elliptische sterrenstelsels – niet in spiraalstelsels. En dat kan betekenen dat ook de Melkweg in de toekomst van deze verwoestende jets zou kunnen ontwikkelen – met mogelijk grote gevolgen voor ons zonnestelsel en het leven op de aarde. De kolossale jets zijn aangetroffen bij een spiraalstelsel met de aanduiding 2MASX J23453268−0449256, dat drie keer zo groot is als ons Melkwegstelsel. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de Giant Metrewave Radio Telescope in India en de Atacama Large Millimeter Wave Array in het noorden van Chili ontdekten de astronomen dat het zwarte gat in het hart van het spiraalstelsel en de bijbehorende radiojets tot de grootste behoren die ooit in een spiraalstelsel zijn ontdekt. Tot nog toe gingen astronomen ervan uit dat de verwoestende activiteit van zulke kolossale jets de structuur van een spiraalstelsel zouden verstoren. Maar tegen alle verwachtingen in vertoont J23453268−0449256 goed ontwikkelde spiraalarmen en een heldere centrale balkstructuur. Bovendien blijkt het stelsel gehuld te zijn in een enorme halo van heet gas dat röntgenstraling uitzendt. De jets van het zwarte gat zorgen ervoor dat dit gas heet blijft, waardoor er geen nieuwe sterren gevormd kunnen worden. Ons eigen Melkwegstelsel heeft een zwart gat van vier miljoen zonsmassa’s in zijn centrum – Sagittarius A* – maar dat houdt zich momenteel rustig. Daar kan verandering in komen als het Melkwegstelsel een gaswolk, een ster of zelfs een klein dwergstelsel zou opslokken. Daarbij kunnen jets ontstaan die – als ze in de richting van ons zonnestelsel wijzen – de atmosferen van de daar aanwezige planeten zouden kunnen wegvagen. Een andere mogelijkheid is dat zo’n krachtige jet het interstellaire medium verandert en de vorming van nieuwe sterren verhindert. Astronomen vermoeden dat de Melkweg in het verleden ook grote radiojets heeft gehad. Of zich dit in de toekomst kan herhalen, is nog onduidelijk. (EE)
Meer informatie:
→ Cosmic anomaly hints at frightening future for Milky Way
Twee verschillende teams van astronomen hebben zuurstof ontdekt in het verst bekende sterrenstelsel, JADES-GS-z14-0. De ontdekking, die in twee afzonderlijke studies wordt gemeld, was mogelijke dankzij de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) partner is. Deze baanbrekende ontdekking zet astronomen aan het denken over hoe snel sterrenstelsels in het vroege heelal zijn ontstaan. JADES-GS-z14-0 werd vorig jaar ontdekt en is het verste bevestigde sterrenstelsel dat ooit is waargenomen. Zijn licht heeft er 13,4 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken, wat betekent dat we het zien zoals het was toen het heelal nog geen 300 miljoen jaar oud was – ongeveer twee procent van zijn huidige leeftijd. De nieuwe detectie van zuurstof met ALMA, een astronomische interferometer in de Chileense Atacama-woestijn, wijst erop dat het sterrenstelsel in chemisch opzicht veel verder ontwikkeld is dan verwacht. ‘Het is alsof je een puber aantreft op een plek waar je alleen baby’s zou verwachten,’ zegt Sander Schouws, promovendus aan de Sterrewacht Leiden en hoofdauteur van het door Nederlandsers geleide onderzoek, dat nu is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. ‘De resultaten laten zien dat het sterrenstelsel zich heel snel heeft gevormd en ook snel volwassen wordt, wat bijdraagt aan het toenemende vermoeden dat de vorming van sterrenstelsels veel sneller gaat dan verwacht.’ Sterrenstelsels beginnen hun leven meestal als verzamelingen van jonge sterren die voornamelijk bestaan uit lichte elementen zoals waterstof en helium. In de loop van hun bestaan produceren deze sterren zwaardere elementen, zoals zuurstof, die na hu dood over hun moederstelsel worden verspreid. Astronomen dachten dat het heelal bij een leeftijd van 300 miljoen jaar nog te jong was om sterrenstelsels te hebben die veel zware elementen bevatten. Uit de twee ALMA-studies blijkt echter dat JADES-GS-z14-0 ongeveer tien keer zoveel zware elementen bevat als verwacht. ‘Ik stond versteld van de onverwachte resultaten, omdat ze een nieuwe kijk gaven op de eerste ontwikkelingsfase van sterrenstelsels’, zegt Stefano Carniani van de Scuola Normale Superiore in Pisa, Italië, en hoofdauteur van het tweede artikel dat nu is geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics.’ ‘Het bewijs dat een sterrenstelsel al volwassen kan zijn in het jonge heelal roept vragen op over wanneer en hoe sterrenstelsels zijn ontstaan.’ De detectie van zuurstof heeft astronomen ook in staat gesteld om hun afstandsmetingen van JADES-GS-z14-0 veel nauwkeuriger te maken. ‘De ALMA-detectie biedt een buitengewoon nauwkeurige meting van de afstand van het sterrenstelsel, met een onzekerheid van slechts 0,005 procent. Dit precisieniveau – vergelijkbaar met een meetnauwkeurigheid van vijf centimeter over een afstand van een kilometer – helpt ons om ons begrip van de eigenschappen van verre sterrenstelsels te verfijnen,’ voegt Eleonora Parlanti, promovendus aan de Scuola Normale Superiore van Pisa en medeauteur van het onderzoek in Astronomy & Astrophysics daar aan toe. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
De DESI-collaboration heeft een nieuwe analyse gepubliceerd van de zogeheten donkere energie. De analyse, gebaseerd op drie waarnemingsjaren, omvat bijna 15 miljoen sterrenstelsels en quasars. In combinatie met studies van onder meer de kosmische achtergrondstraling, en supernova’s wijst de studie erop dat de donkere energie in de loop van de tijd verandert. Het lot van het heelal hangt af van de balans tussen materie en donkere energie – het kosmische ingrediënt dat de versnellende uitdijing van het heelal aandrijft. Met het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) wordt een grote driedimensionale kaart van ons heelal gemaakt om de invloed van de donkere energie over de afgelopen elf miljard jaar in kaart te brengen. DESI is gekoppeld aan de 4-meter Mayall-telescoop op Kit Peak (Arizona, VS) en kan het licht van vijfduizend sterrenstelsels tegelijk vastleggen. Het instrument is nu bezig aan het vierde van zijn vijf geplande onderzoeksjaren. Bij het project zijn meer dan negenhonderd onderzoekers van over de hele wereld betrokken. Op zich zijn de gegevens van DESI in overeenstemming met het standaardmodel van ons heelal – ‘Lambda CDM’, waarbij CDM staat voor koude donkere materie en lambda voor de eenvoudigste vorm van donkere energie die als een kosmologische constante zou werken. In combinatie met de andere studies zijn er nu echter aanwijzingen gevonden dat de invloed van de donkere energie in de loop van de tijd afneemt en dat andere modellen mogelijk beter zijn. DESI spoort de invloed van donkere energie op door te onderzoeken hoe de materie over het heelal is verspreid. Gebeurtenissen in het zeer vroege heelal lieten subtiele patronen achter in de verdeling van materie, een fenomeen dat Baryon Acoustic Oscillations (BAO) wordt genoemd. Dit BAO-patroon werkt als een ‘standaardliniaal’, waarvan de grootte op verschillende tijdstippen direct wordt beïnvloed door hoe het heelal uitdijde. Het meten van de liniaal op verschillende afstanden laat onderzoekers de sterkte van donkere energie door de geschiedenis heen zien. Het samenwerkingsverband zal binnenkort beginnen met aanvullende analyses, om nog meer informatie uit de huidige dataset te halen, en DESI zal doorgaan met het verzamelen van gegevens. (EE)
Meer informatie:
→ Tantalizing Hints That Dark Energy is Evolving — New Results and Data Released by the DESI Project
