Op basis van een analyse van marsbevingen die zijn vastgelegd door NASA’s Marslander InSight, is voor het eerst de absolute dikte van de korst van de planeet Mars bepaald. Onder de landingsplaats van InSight blijkt de korst, die uit verschillende lagen is opgebouwd, minstens twintig kilometer dik te zijn. Dat is het resultaat van internationaal onderzoek onder leiding van geofysicus Brigitte Knapmeyer-Endrun van het Instituut voor Geologie en Mineralogie van de Universiteit van Keulen en Mark Panning van het California Institute of Technology (Science, 23 juli). InSight staat voor ‘Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport’. Deze Marslander verkent sinds begin 2019 de korst, mantel en kern van de rode planeet. Tot nog toe waren alleen schattingen beschikbaar van de relatieve verschillen in de dikte van de Marskorst. Maar InSight heeft nu een directe meting gedaan van de dikte van de korst op zijn landingsplaats. Daarmee is tevens meer duidelijkheid verkregen over de korstdikte elders op Mars, en over de dichtheid van de korst. Aan de hand van seismische gegevens heeft InSight de structuur van de Marskorst nauwkeurig kunnen bepalen. De gegevens laten zien dat de toplaag op zijn landingsplaats ongeveer acht kilometer dik is en een poreus karakter heeft. Daaronder volgt een tweede laag met een dikte van ongeveer twintig kilometer. Mogelijk begint daaronder al de mantel van Mars, wat zou betekenen dat de korst van Mars tamelijk dun is in vergelijking met de aardkorst. Maar mogelijk ligt er nog een derde korstlaag onder, wat de totale dikte op 39 kilometer zou brengen. Elders op de planeet varieert de korstdikte tussen de 24 en 72 kilometer. De korstdikte van Mars is interessant, omdat de planeetkorst in een vroeg stadium is ontstaan uit de overblijfselen van een (toen nog) gesmolten mantel. Gegevens over de huidige structuur van de korst kunnen dus ook informatie verschaffen over hoe Mars is geëvolueerd. De resultaten van andere onderzoeksteams wijzen erop dat de Marskorst waarschijnlijk sterk verrijkt is met warmte-producerende radioactieve elementen. De vloeibare metalen kern van Mars is met een diameter van 3660 kilometer relatief groot en begint ruwweg halverwege het oppervlak en het centrum van de planeet. De kern heeft een relatief lage dichtheid, wat erop wijst dat hij naast ijzer en nikkel ook lichtere elementen bevat. (EE)
Meer informatie:
→ Mars: Scientists determine crustal thickness
Een onderzoeksteam onder leiding van Myriam Benisty van de Universiteit van Grenoble, Frankrijk, en de Universiteit van Chili heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), voor het eerst een duidelijke stofrijke schijf rond een planeet buiten ons zonnestelsel gedetecteerd. De waarnemingen kunnen nieuw licht werpen op de vorming van planeten en manen in jonge stersystemen (The Astrophysical Journal Letters, 22 juli). De circumplanetaire schijf omringt de exoplaneet PDS 70c, een van de twee reusachtige, Jupiter-achtige planeten die om een ster op bijna 400 lichtjaar afstand draaien. Astronomen hadden al eerder aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een ‘maan-vormende’ schijf rond deze exoplaneet, maar omdat ze de schijf niet duidelijk konden onderscheiden van zijn omgeving, konden ze het bestaan ervan niet bevestigen – tot nu toe dan. De andere planeet, PDS 70b, lijkt geen circumplanetaire schijf te hebben. Dat wijst erop dat al het stof in zijn omgeving is opgemaakt door buurplaneet PDS 70c. Ook hebben de astronomen met behulp van ALMA ontdekt dat de diameter van de circumplanetaire schijf ongeveer gelijk is aan de afstand van onze zon tot de aarde. Hij bevat genoeg massa om drie satellieten ter grootte van onze maan te vormen. Planeten ontstaan in de stoffige schijven rond jonge sterren. Tijdens hun ‘groei’ veroorzaken ze holtes in de circumstellaire schijf doordat ze materiaal opslokken. Tijdens dit proces kan een planeet zijn eigen circumplanetaire schijf ontwikkelen, die bijdraagt aan de groei van de planeet door de hoeveelheid materiaal die erop valt te reguleren. Tegelijkertijd kunnen het gas en stof in de cirkelvormige schijf samenklonteren tot steeds grotere brokstukken, wat uiteindelijk tot de vorming van manen leidt. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Arizona State University werkt samen met het ruimtevaartbedrijf Intuitive Machines aan een 'stuiterende' mini-maanlander, Micro-Nova genaamd, die het maanoppervlak zal verkennen en kraters dicht bij de zuidpool van de maan voor het eerst van binnenuit zal fotograferen. Voor de ontwikkeling en uitvoering van het 'maanhopper'-project telt het Amerikaanse ruimteagentschap NASA een bedrag van 41,6 miljoen dollar neer. Inclusief landingsgestel is Micro-Nova maar 76 centimeter lang, breed en hoog. De maanlander kan een nuttige lading van één kilogram meenemen. Deze lading zal gaan bestaan uit een stereocamera waarmee detailrijke (kleuren)opnamen kunnen worden gemaakt.Het is voor het eerst dat kraters nabij de zuidpool van de maan van dichtbij worden verkend. Deze kraters liggen deels permanent in de schaduw, waardoor het er erg koud is. Micro-Nova zal gaan meten hoe koud precies, maar geschat wordt dat de temperaturen ter plaatse tussen de 230 en 200 graden Celsius onder nul zullen liggen. Vermoed wordt dat zich op de bodem van deze kraters vluchtige stoffen, zoals water, hebben verzameld – in bevroren toestand uiteraard. Micro-Nova zal meeliften op de bijna vier meter hoge maanlander Nova-C, die ongeveer de afmetingen heeft van een Volkswagen Kever. Het is de bedoeling dat de mini-maanlander in december 2022 bij de zuidpool van de maan wordt afgeleverd. Arizona State University is ook betrokken bij de maanmissie LunaH-Map. Deze maansonde is ongeveer zo groot als een pak cornflakes en weegt ruim 13 kilogram. Ook LunaH-Map zal de donkere kraters rond de zuidpool gaan verkennen, maar dan vanuit een omloopbaan om de maan. LunaH-Map lift, samen met twaalf andere kleine maansondes, eind dit jaar mee met NASA-maanmissie Artemis-1. (EE)
Meer informatie:
→ NASA funds hopper to explore lunar polar craters
Als er ooit leven wordt ontdekt op planeten die om witte dwergsterren draaien, dan moet dat vrijwel zeker zijn ontstaan nadat deze sterren aan hun laatste adem uitbliezen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van Dimitri Veras van de Universiteit van Warwick (VK), waarbij de gevolgen zijn onderzocht van de intense sterrenwinden die tijdens de eindstadia van sterren vrijkomen. De resultaten zijn gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en worden gepresenteerd tijdens de virtuele National Astronomy Meeting (NAM 2021). Alle sterren raken uiteindelijk door de voorraad waterstof heen waarmee ze de fusiereacties in hun kernen in stand houden. Over ongeveer vijf miljard jaar zal de kern van onze zon daardoor samentrekken en heter worden. En in reactie daarop zullen haar buitenlagen sterk opzwellen en afkoelen. Onze ster verandert daardoor in een ‘rode reus’ met een middellijn van tientallen miljoenen kilometers en zal de binnenste planeten van ons zonnestelsel opslokken. Tegelijkertijd zal zij zoveel massa verliezen dat haar zwaartekrachtsaantrekking afneemt en de overgebleven planeten zich van haar verwijderen. Tijdens dit rodereuzenstadium is de zogeheten zonnewind veel krachtiger en wisselvalliger dan nu. Samen met collega Aline Vidotto van Trinity College Dublin (Ierland) heeft Veras onderzocht wat een en ander betekent voor de planeten van sterren van uiteenlopende massa’s. Hun model laat zien hoe de veranderlijke dichtheid en snelheid van de sterrenwind, in combinatie met de wijder wordende planeetbanen, ervoor zal zorgen dat het magnetische veld van een planeet afwisselend krimpt en uitdijt. Dat maakt het heel moeilijk voor de planeet om dit beschermende ‘schild’ in stand te houden. Daarbij komt nog dat de ‘leefbare zone’ rond de ster tijdens deze fase steeds verder naar buiten opschuift. In ons zonnestelsel zou deze zelfs voorbij de baan van de planeet Neptunus komen te liggen. De overgebleven planeten schuiven weliswaar ook naar buiten op, maar lang niet snel genoeg om de verplaatsing van de leefbare zone bij te benen. Uiteindelijk stoot een rode reus al zijn buitenlagen af, waardoor een compacte, hete witte dwergster overblijft. Deze uitgeputte sterren produceren geen sterrenwind, en vormen dus geen gevaar (meer) voor hun planeten. Volgens de astronomen is het echter onwaarschijnlijk dat het eventuele leven op de planeten zo lang kan standhouden. Wel is het denkbaar dat zich op planeten binnen de leefbare zone van de uiteindelijke witte dwerg mettertijd nieuw leven ontwikkelt. Daar is tijd genoeg voor, want witte dwergsterren kunnen miljarden jaren min of meer stabiel blijven. (EE)
Meer informatie:
→ Planetary shields will buckle under stellar winds from their dying stars
Met hulp van kosmische straling zouden supernova’s – de catastrofale explosies van stervende zware sterren – weleens een veel grotere impact kunnen hebben op het omringende interstellaire gas dan tot nu werd aangenomen. Dat blijkt uit nieuw onderzoek onder leiding van wetenschappers van de Oxford-universiteit (VK), waarvan de resultaten vandaag zijn gepresenteerd tijdens de virtuele National Astronomy Meeting (NAM 2021). Bij een supernova-explosie komen behalve licht en andere soorten straling ook ontelbare geladen deeltjes vrij. De straling kan ons rechtstreeks bereiken, maar de deeltjes worden de speelballen van de magnetische schokgolven die tijdens de explosie worden gegenereerd. Voordat ze uiteindelijk de ruimte in verdwijnen, worden ze versneld tot bijna de snelheid van het licht en ontsnappen uiteindelijk alsnog. Vermoed wordt dat deze deeltjes de bron zijn van de zogeheten kosmische straling. Vanwege hun enorme snelheden ervaren de deeltjes van de kosmische straling sterke relativistische effecten, waardoor ze in feite minder energie verliezen dan gewone materie, en enorme afstanden kunnen overbruggen. Onderweg beïnvloeden ze de energie en structuur van het interstellaire gas dat ze tegenkomen en zetten ze mogelijk een rem op de vorming van nieuwe sterren in dichte gaswolken. Maar helemaal begrepen wordt de invloed van kosmische straling op stervorming nog niet. Een team onder leiding van doctoraalstudent Francisco Rodríguez Montero heeft nu gedetailleerde computersimulaties gedaan van de schokgolven die bij de supernova-explosies worden opgewekt. Daarbij hebben de wetenschappers ontdekt dat de vrijgekomen kosmische straling het gas in de omgeving een extra duwtje kan geven. Dat suggereert dat de uitstroom van gas vanuit de interstellaire ruimte naar de ruimte buiten het sterrenstelsel tot wel zes keer zo groot kan zijn als doorgaans wordt aangenomen. De simulaties suggereren ook dat de extra druk die door de kosmische straling wordt geleverd groter is wanneer zware sterren exploderen in een omgeving waar de gasdichtheid laag is. En dit zou de vorming van zogeheten superbellen kunnen bevorderen. (EE)
Meer informatie:
→ Cosmic rays help supernovae explosions pack a bigger punch
De Event Horizon Telescope (EHT) samenwerking, bekend van het maken van de eerste foto van het zwarte gat in het sterrenstelsel M87, heeft nu het hart van het naburige sterrenstelsel Centaurus A in ongekend detail in beeld gebracht. De astronomen hebben het centrale superzware zwarte gat gelokaliseerd en onthullen hiermee hoe daar twee gigantische jets ontstaan. Opvallend is dat de buitenste randen van de jets straling uitzenden, een fenomeen dat de huidige theoretische modellen op de proef stelt. Het onderzoek is geleid door Michael Janssen van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) en de Radboud Universiteit, en is gepubliceerd in Nature Astronomy. Centaurus A is een van de dichtstbijzijnde radio- sterrenstelsels en behoort, op radiogolflengten, tot de helderste objecten aan de nachthemel. Nadat het in 1949 voor het eerst werd geïdentificeerd als extragalactische radiobron, is Centaurus A uitgebreid bestudeerd door verschillende radio-, infrarood-, optische, röntgen- en gammastralingsobservatoria. In het centrum van Centaurus A bevindt zich een zwart gat van 55 miljoen zonsmassa’s. In de nieuwe publicatie zijn de data van de EHT-waarnemingen uit 2017 geanalyseerd om Centaurus A in ongekend detail in beeld te brengen. Vergeleken met alle vorige hogeresolutiewaarnemingen is de Centaurus A-jet nu met een tien keer zo hoge frequentie en zestien keer scherpere resolutie gefotografeerd. Met het oplossend vermogen van de EHT kunnen astronomen nu de afmetingen van de jet linken aan de plek van afkomst nabij het zwarte gat. Superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels zoals Centaurus A trekken gas en stof aan. Dit proces zorgt voor de uitstoot van enorme hoeveelheden energie en het sterrenstelsel wordt daardoor ‘actief’. De meeste materie in de buurt van de rand van het zwarte gat valt erin. Maar omringend gas kan net voordat het gevangen wordt ontsnappen en in de vorm van nauwe bundels of jets ver het heelal in geblazen worden. Om dit proces te kunnen begrijpen, gebruiken astronomen verschillende modellen voor hoe materie zich bij een zwart gat gedraagt. Maar ze weten nog steeds niet precies hoe jets worden gelanceerd en hoe ze zo ver kunnen reiken tot gebieden groter dan het sterrenstelsel van waar ze van afkomstig zijn zonder uit te waaieren. De EHT-samenwerking wil dit mysterie oplossen. Met de nieuwe EHT-waarnemingen van de Centaurus A-jets is nu de waarschijnlijke locatie van het zwart gat bepaald op het punt waar de jets worden gelanceerd. Hierop gebaseerd, voorspellen onderzoekers dat toekomstige waarnemingen op nog kortere golflengtes en hogere resolutie het mogelijk maken om het zwarte gat van Centaurus A te fotograferen. Deze waarnemingen zouden wel vanuit de ruimte moeten worden gedaan. De EHT heeft gebruikgemaakt van zogenaamde Very Long Baseline Interferometry (VLBI) – dezelfde techniek waarmee de beroemde foto van het zwarte gat in M87 is gemaakt. Daarbij is gebruik gemaakt van een netwerk van acht radiotelescopen, verspreid over de hele wereld, die tezamen een virtuele telescoop ter grootte van de aarde te vormen: de Event Horizon Telescope.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Nieuwe modellen van neutronensterren laten zien dat hun hoogste bergen waarschijnlijk maar een fractie van een millimeter hoog zijn. Dat komt door de enorme zwaartekracht op deze ultracompacte objecten. Dat is het resultaat van nieuw onderzoek waarvan de resultaten vandaag worden gepresenteerd op de National Astronomy Meeting 2021 – de jaarlijkse bijeenkomst van Britse astronomen die deze week (online) plaatsvindt. Neutronensterren behoren tot de meest compacte objecten in het heelal. Ze hebben ongeveer net zoveel massa als de zon, maar zijn slechts ongeveer tien kilometer groot. De combinatie van grote massa en geringe afmetingen maakt dat de zwaartekracht aan de oppervlakken van deze objecten ongeveer een miljard keer sterker is dan die op aarde. Hierdoor wordt elk bobbeltje op het oppervlak gereduceerd tot minuscule afmetingen en kan een neutronenster worden beschouwd als een bijna volmaakte bol. Maar bijna is niet helemaal. Zelfs neutronensterren vertonen hoogteverschillen, al zijn die miljarden keren kleiner dan op aarde. Desalniettemin worden ook deze minuscule verhogingen ‘bergen’ genoemd. Een team onder leiding van promovendus Fabian Gittins van de Universiteit van Southampton heeft nu met behulp van computermodellen neutronensterren nagebootst en berekend hoe hoog de minibergjes op deze objecten kunnen worden voordat de onderliggende korst van de neutronenster breekt. Hun conclusie is dat de bergjes niet veel hoger kunnen zijn dan een fractie van een millimeter – honderd keer kleiner dan eerdere schattingen suggereerden. Hieruit volgt dat neutronensterren nog volmaaktere bollen zijn dan werd aangenomen. En dat betekent weer dat de zwaartekrachtgolven die enkelvoudige draaiende neutronensterren met lichte vervormingen veroorzaken nog moeilijker te detecteren zijn dan al werd gevreesd. (EE)
Meer informatie:
→ A bug’s life: millimetre-tall mountains on neutron stars
Het is NASA gelukt om de Hubble-ruimtetelescoop weer aan de praat te krijgen. Als gevolg van een computerprobleem lag Hubble’s wetenschappelijke meetprogramma sinds 13 juni stil. Na een zorgvuldige analyse van het probleem is NASA op 15 juli overgeschakeld op backup-hardware aan boord van de ruimtetelescoop. De betreffende onderdelen zorgen ervoor dat Hubble’s meetinstrumenten van stroom worden voorzien en de communicatie tussen Hubble’s boordcomputer, de NASA-computer en de meetinstrumenten goed verloopt. Het Hubble-team houdt nu de hardware in de gaten om erop toe te zien dat alles naar behoren werkt. Het team is ook begonnen om de diverse meetinstrumenten uit hun ‘slaapmodus’ te halen. Dit proces zal naar verwachting meer dan een dag in beslag nemen, omdat allerlei procedures moeten worden afgehandeld en erop moet worden toegezien dat de instrumenten een stabiele temperatuur hebben. Voordat de normale wetenschappelijke operaties kunnen worden hervat, moeten de instrumenten ook weer worden gekalibreerd. [Update 17 juli: het wetenschappelijke programma van de ruimtetelescoop is hervat.](EE)
Meer informatie:
→ Operations Underway to Restore Payload Computer on NASA’s Hubble Space Telescope
Een team van astronomen heeft nieuwe waarnemingen gepresenteerd van nabije sterrenstelsels die op kleurrijk kosmisch vuurwerk lijken. De opnamen, verkregen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), werpen nieuw licht op het stervormingsproces. Astronomen weten dat sterren worden geboren in wolken van gas, maar wat de stervorming in gang zet, en welke rol sterrenstelsels als geheel daarbij spelen, blijft een raadsel. Om dit proces te begrijpen, heeft een onderzoeksteam diverse nabije sterrenstelsels waargenomen met krachtige telescopen op de grond en in de ruimte, om daarin de verschillende gebieden op te sporen die bij de geboorte van nieuwe sterren betrokken zijn. De astronomen gebruikten het MUSE-instrument van de VLT om pasgeboren sterren en het omringende gas op te sporen, dat door de sterren wordt verlicht en verwarmd, en als een indicator van actieve stervorming fungeert. De nieuwe MUSE-opnamen worden nu gecombineerd met waarnemingen van dezelfde sterrenstelsels die met ALMA zijn gedaan en eerder dit jaar zijn vrijgegeven. ALMA, die ook in Chili staat, is bijzonder geschikt om koude gaswolken in kaart te brengen – de delen van sterrenstelsels die de grondstof leveren waaruit sterren ontstaan. Door de MUSE- en ALMA-opnamen met elkaar te combineren, kunnen astronomen de galactische gebieden onderzoeken waar stervorming plaatsvindt, vergeleken met waar deze naar verwachting zou plaatsvinden, om zo beter te begrijpen wat de aanzet geeft tot de geboorte van nieuwe sterren, en wat deze juist stimuleert of afremt. De waarnemingen zijn gedaan in het kader van het Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS)-project en geven een kleurrijk kijkje in de stellaire kraamkamers van naburige sterrenstelsels. Voor het PHANGS-project heeft MUSE 30.000 nevels van warm gas waargenomen en ongeveer 15 miljoen spectra van uiteenlopende galactische gebieden verzameld. De ALMA-waarnemingen hebben astronomen juist in staat gesteld om ongeveer 100.000 gebieden van koud gas in 90 nabije sterrenstelsels in kaart te brengen. Daarnaast maakt het PHANGS-project ook gebruik van waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. In de toekomst zullen de resultaten verder worden aangescherpt door NASA’s James Webb Space Telescope en ESO’s Extremely Large Telescope (ELT). (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Het is Nederlandse astronomen als eersten ter wereld gelukt om isotopen te ontwaren in de dampkring van een exoplaneet. Het gaat hierbij om verschillende vormen van koolstof in gasreusplaneet TYC 8998-760-1 b op 300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Vlieg. Het zwakke signaal is gemeten met ESO’s Very Large Telescope in Chili en lijkt erop te duiden dat de planeet relatief rijk is aan koolstof-13. De sterrenkundigen vermoeden dat dit komt doordat de planeet op grote afstand van haar moederster is gevormd (Nature, 15 juli). Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element, die verschillende aantallen neutronen in hun kern hebben. Zo heeft koolstof naast zes protonen meestal zes neutronen (koolstof-12), maar soms ook zeven (koolstof-13) of acht (koolstof-14). Dit verandert weinig aan de chemische eigenschappen van de koolstof, maar isotopen worden op een andere manier gevormd en reageren vaak net wat anders op de heersende omstandigheden. Isotopen worden daarom op veel verschillende onderzoeksterreinen gebruikt: van het opsporen van hart- en vaatziekten of kanker en het onderzoeken van klimaatverandering tot het bepalen van de ouderdom van fossielen en gesteenten. De sterrenkundigen van onder meer de Universiteit Leiden en de Universiteit van Amsterdam konden koolstof-13 onderscheiden van koolstof-12 omdat het straling absorbeert bij net iets andere kleuren. De sterrenkundigen hadden verwacht dat ongeveer een op de zeventig koolstofatomen koolstof-13 zou zijn, maar bij deze planeet lijkt dat twee keer zoveel. Het idee is nu dat het hoge gehalte aan koolstof-13 ontstond tijdens de vorming van de exoplaneet. ‘De planeet staat meer dan honderdvijftig keer verder weg van haar moederster dan onze aarde van onze zon. Op zo’n grote afstand kan misschien ijs ontstaan met meer koolstof-13, waardoor we dit nu in de planeetatmosfeer terugzien’, aldus medeateur Paul Mollière, voorheen postdoc in Leiden, nu werkzaam aan het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Volgens nieuw onderzoek door wetenschappers van de Cornell-universiteit kunnen de sporen van het gas fosfine die in de atmosfeer van Venus zijn ontdekt het gevolg zijn van vulkanische activiteit op de planeet (Proceedings of the National Academy of Sciences, 12 juli). Afgelopen najaar onthulden wetenschappers dat hoog in de atmosfeer van Venus kleine hoeveelheden fosfine te vinden zijn. Dit zou theoretisch op de aanwezigheid van levende organismen kunnen wijzen, al wordt dat niet waarschijnlijk geacht. De Cornell-wetenschappers stellen nu dat de chemische vingerafdruk van fosfine ook een andere intrigerende verklaring kan hebben: hij zou erop kunnen wijzen dat er nu (of in het recente verleden) explosief vulkanisme op de planeet is (geweest). Volgens de wetenschappers kunnen bij dit soort vulkanisme fosfiden – andersoortige fosforverbindingen – de atmosfeer in worden geblazen. En deze fosfiden kunnen met het zwavelzuur in de Venusatmosfeer reageren tot fosfine. Het fosfinemodel wordt gesteund door radarbeelden van de ruimtesonde Magellan, die in de jaren 90 om Venus cirkelde. Op deze beelden zijn geologische structuren te zien die door vulkanische activiteit kunnen zijn gevormd. (EE)
Meer informatie:
→ New research suggests explosive volcanic activity on Venus
Astronomen hebben twee sterren ontdekt die – uiteindelijk met catastrofale gevolgen – naar elkaar toe spiralen. De grootste van de twee sterren is al niet meer rond, maar druppelvormig. Deze vorm wordt veroorzaakt door de zware witte dwerg waarmee hij een paar vormt. De ontdekking is gedaan door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Warwick (Nature Astronomy, 12 juli). De onderzochte dubbelster, met de aanduiding HD265435, bevindt zich op een afstand van ruwweg 1500 lichtjaar en bestaat uit een hete subdwergster en een witte dwergster die in ongeveer 100 minuten om elkaar heen wentelen. Doordat de beide sterren naar elkaar toe spiralen, zal deze omlooptijd geleidelijk steeds korter worden. Over ongeveer 70 miljoen jaar eindigt deze ‘dans’ in een supernova-explosie van type Ia. Een supernova-explosie van type Ia kan op twee manieren op gang komen. In het eerste scenario onttrekt een witte dwerg genoeg massa aan een begeleidende ster om 1,4 keer zo zwaar te worden als onze zon. Bij het bereiken van deze kritieke grens komen kernfusiereacties in het inwendige van de witte dwerg op gang, die tot een catastrofale explosie leiden. HD265435 lijkt het alternatieve scenario te volgen: de witte dwerg onttrekt niet genoeg massa aan zijn begeleider, maar zal uiteindelijk wel met deze samensmelten. Omdat de gezamenlijke massa van de twee sterren boven de 1,4 zonsmassa ligt, zal ook dit in een supernova-explosie resulteren. Tot nu toe is nog maar een handjevol van dit soort ‘kritieke’ dubbelstersystemen bekend. De ontdekking is gebaseerd op waarnemingen van de NASA-satelliet TESS. Deze satelliet kan de witte dwerg ster niet rechtstreeks waarnemen, omdat deze wordt overstraald door het felle licht van de hete subdwerg. Maar omdat deze laatste door de aantrekkingskracht van de nabije witte dwerg is uitgerekt tot een druppel, vertoont hij karakteristieke helderheidsvariaties. Uit deze variaties kan worden afgeleid dat de ‘onzichtbare’ witte dwerg ongeveer net zoveel massa heeft als onze zon, maar iets kleiner is dan de aarde. De hete subdwerg ‘weegt’ maar ongeveer 0,6 zonsmassa. (EE)
Meer informatie:
→ Teardrop star reveals hidden supernova doom
WEAVE, een ingenieuze spectrometer met duizenden verplaatsbare glasvezels, is bijna klaar voor gebruik door sterrenkundigen. Dat meldt een team van astronomen en technici onder leiding van Scott Trager (Rijksuniversiteit Groningen). De spectrometer, inclusief de twee robots die de glasvezels in wisselende opstellingen leggen, is succesvol geïnstalleerd op de Nederlands-Britse-Spaanse William Herschel Telescope op La Palma. WEAVE staat voor WHT Enhanced Area Velocity Explorer en is een deels in Nederland gemaakte spectrometer. Het instrument kan meer dan 900 sterren of sterrenstelsels tegelijk in de gaten houden. Het rafelt met hoge precisie sterlicht uiteen in duizenden afzonderlijke kleuren. De kern van WEAVE bestaat uit bijna 2.000 verplaatsbare glasvezels. De losse glasvezels worden zo geplaatst dat ze elkaar niet storen. Van een afstandje heeft het veel weg van een kantkloswerk of een weefgetouw, vandaar ook de naam WEAVE. Met WEAVE kunnen astronomen de vorming van sterren bestuderen en onderzoeken hoe sterrenstelsels en het heelal veranderen. WEAVE zal de komende vijf jaar tientallen miljoenen spectra van sterren en sterrenstelsels genereren. De gegevens van WEAVE kunnen bijvoorbeeld worden gekoppeld aan de dataverzamelingen van de LOFAR-telescoop en van de ruimtesatelliet Gaia. Zo krijgen astronomen meer inzicht in hoe onze Melkweg is gevormd, hoe de sterren daarin zijn geëvolueerd, hoe andere sterrenstelsels zijn samengesteld. De spectrometer bestaat uit verschillende onderdelen. De zogeheten primaire focuscorrigeerder (prime-focus corrector) zorgt ervoor dat elke glasvezel meer dan 80% van het sterlicht binnenkrijgt. De vezelplaatser (fibre positioner) bestaat uit twee robots die de meer dan 900 glasvezels binnen een uur in de gewenste opstelling leggen. Twee camera’s met elk 12.000 bij 6.000 pixels verzamelen de uiteindelijke spectra. Twee cryostaten met vloeibare stikstof koelen de digitale camera’s zodat geen beeldvervormingen ontstaan. De komende twee à drie maanden vinden de zogeheten science-verification-tests plaats. Daarna kunnen astronomen uit de hele wereld van de telescoop gebruikmaken.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een internationaal onderzoeksteam heeft ontdekt waarom de planeet Jupiter om de paar minuten een spectaculaire uitbarsting van röntgenstraling produceert. De röntgenstraling maakt deel uit van het poollicht Jupiter – uitbarstingen van zichtbaar en onzichtbaar licht die optreden wanneer geladen deeltjes interacties aangaan met de atmosfeer van de planeet. Een soortgelijk verschijnsel, maar dan veel minder krachtig, doet zich voor op aarde. Bij het nieuwe onderzoek, waarvan de resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances zijn gepubliceerd, hebben wetenschappers close-up waarnemingen van de omgeving van Jupiter, verkregen met NASA-ruimtesonde Juno, gecombineerd met gelijktijdige röntgenmetingen door de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. Daarbij is ontdekt dat de röntgenuitbarstingen worden veroorzaakt door periodieke trillingen van de magnetische veldlijnen van Jupiter. Deze trillingen creëren golven van plasma (geïoniseerd gas) die ervoor zorgen dat zware geladen deeltjes langs de magnetische veldlijnen ‘surfen’, totdat ze op de atmosfeer van de planeet stuiten en energie vrijgeven in de vorm van röntgenstraling. De geladen deeltjes die in botsing komen met de atmosfeer zijn afkomstig van vulkanisch gas dat de ruimte in stroomt vanuit de grote vulkanen op de binnenste grote maan van Jupiter, Io. Dit gas raakt geïoniseerd (de atomen worden van elektronen ontdaan), als gevolg van botsingen in de directe omgeving van Jupiter, waardoor zich een donutvormige gordel van plasma rond de planeet heeft gevormd. Bij het nieuwe onderzoek hebben de wetenschappers 26 uur metingen gedaan met Juno en XMM-Newton. Daarbij ontdekten ze een duidelijke correlatie tussen de plasmagolven die Juno detecteert en de röntgenstraling aan de noordpool van Jupiter die door XMM-Newton werd geregistreerd. Vervolgens is met behulp van computermodellen bevestigd dat de golven de zware deeltjes in de richting van de Jupiteratmosfeer drijven. Waarom de magnetische veldlijnen periodiek trillen is nog onduidelijk, maar de trilling kan het gevolg zijn van interacties met de zonnewind of van snelle plasmastromen in de magnetosfeer van Jupiter. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists solve 40-year mystery over Jupiter’s X-ray aurora
Wetenschappers weten al een hele tijd dat de aarde in een ver verleden het doelwit was van grote inslagen. Maar een nieuwe analyse wijst erop dat het aantal inslagen mogelijk tien keer zo groot was als tot nu toe werd gedacht. Dat zou betekenen dat onze planeet tussen 2,5 en 3,5 miljard jaar geleden gemiddeld eens in de 15 miljoen jaar werd getroffen door een object ter grootte van de planetoïde die 66 miljoen jaar geleden de dinosaurussen uitroeide. Sommige van de inslagen waren mogelijk zelfs nog veel groter dan dat. De nieuwe bevindingen, die vandaag worden gepresenteerd tijdens de (virtuele) Goldschmidt-conferentie – de belangrijkste bijeenkomst op het gebied van de geochemie – zijn gebaseerd op een statistische analyse van de hoeveelheden ‘sferulen’ in oude gesteenten. Bij grote inslagen worden kraters gevormd, maar op aarde zorgen verwering en platentektoniek ervoor dat deze opvallende sporen geleidelijk worden uitgewist. Bij inslagen worden echter ook gesmolten deeltjes en dampen de atmosfeer in geblazen, die als kleine bolvormige glasachtige deeltjes – sferulen – terugvallen naar de aarde, om door gesteenten te worden ingebed. Hoe groter de inslag, des te meer sferulen verspreiden zich over de wijde omgeving. Een dikke sferulenlaag wijst dus op een enorme inslag. Een team onder leiding van Simone Marchi van het Southwest Research Institute (VS) heeft een nieuw inslagfrequentiemodel ontwikkeld en vergeleken met een statistische analyse van oude sferulenlaaggegevens. Daarbij ontdekten ze dat de bestaande modellen van het vroege bombardement van de aarde het aantal bekende inslagen, zoals vastgelegd in de sferulenlagen, ernstig onderschatten. (EE)
Meer informatie:
→ Early Earth was bombarded by series of city-sized asteroids
Planeten met een schuine rotatieas, zoals de aarde, zijn beter in staat om complex leven te ontwikkelen. Tot deze conclusie komt een team van wetenschappers op basis van een model waarmee onderzocht kan worden welke omstandigheden bevorderlijk zijn voor de ‘leefbaarheid’ van een planeet. De resultaten van dit door NASA bekostigde onderzoek worden gepresenteerd tijdens de virtuele Goldschmidt-conferentie voor geochemie, die momenteel plaatsvindt. Al sinds de ontdekking van de eerste exoplaneet (een planeet die om een andere ster dan de zon draait) in 1992 zoeken wetenschappers naar werelden waar leven mogelijk kan zijn. Aangenomen wordt dat om geschikt te zijn voor basaal leven een exoplaneet zich op precies de juiste afstand van zijn ster – in diens zogeheten leefbare zone – zodat er vloeibaar water op zijn oppervlak kan bestaan. Voor meer geavanceerd leven zijn andere factoren van belang, met name de aanwezigheid van zuurstof in de atmosfeer. Zuurstof speelt een cruciale rol bij de ademhaling, het chemische proces dat de stofwisseling van de meeste complexe levende wezens op onze planeet aandrijft. Sommige basale levensvormen produceren zuurstof in kleine hoeveelheden, maar voor meer complexe levensvormen, zoals planten en dieren, is zuurstof van cruciaal belang. Een onderzoeksteam onder leiding van planeetwetenschapper Stephanie Olson (Purdue University) heeft nu een geavanceerd model ontwikkeld voor de omstandigheden die ertoe hebben geleid dat de primitieve levensvormen op de jonge aarde zuurstof konden produceren. In het model kunnen allerlei variabelen worden ingesteld, zoals de daglengte, de dikte van de atmosfeer en de verdeling van land en water. De wetenschappers ontdekten dat een langere daglengte, een hogere luchtdruk en het ontstaan van de continenten stuk voor stuk kunnen hebben bijgedragen aan het verhogen van de zuurstofproductie. Maar het meest verrassende resultaat was dat ook de stand van de rotatieas een heel belangrijke factor is. Het model laat zien dat een gematigd schuine rotatieas de productie van zuurstof in de oceanen – en daarmee ook het ontstaan van complexere levensvormen – vergroot. (EE)
Meer informatie:
→ Goldilocks planets ‘with a tilt’ may develop more complex life
Een enorme explosie van tot nog toe onbekende aard – tien keer zo krachtig als een supernova – zou volgens een internationaal onderzoeksteam onder leiding van David Yong van de Australian National University (ANU) de verklaring kunnen zijn voor de bijzondere samenstelling van een 13 miljard jaar oude ster in het buitengebied van ons Melkwegstelsel. Een ‘magneto-rotationele hypernova’ zou daar de oorzaak van zijn (Nature, 7 juli). De 7500 lichtjaar verre ster, die de aanduiding SMSS J200322.54-114203.3 heeft gekregen, bevat meer zink, uranium, europium en wellicht ook goud dan andere sterren van zijn leeftijd. Volgens Yong en zijn collega’s zijn samensmeltingen van neutronensterren – de meest voor de hand liggende leveranciers van deze zware elementen – ontoereikend om de samenstelling van de ster te verklaren. Voor de vorming van de genoemde elementen is een grote hoeveelheid neutronen nodig, en de astronomen hebben berekend dat alleen de gewelddadige ineenstorting van een zeer vroege ster - versterkt door een snelle rotatie en de aanwezigheid van een sterk magnetisch veld - de extra benodigde neutronen kan verklaren. De eerste sterren in het heelal bestonden bijna volledig uit waterstof en helium. Uiteindelijk zijn deze sterren geëxplodeerd en stortten hun kernen in tot neutronensterren of zwarte gaten. Bij dat proces werden zware elementen gevormd die in kleine hoeveelheden werden opgenomen in de volgende generatie van sterren – de oudste sterren die nu nog bestaan.De afgelopen jaren zijn astronomen veel te weten gekomen over de hoeveelheden zware elementen die bij deze vroege sterexplosies kunnen zijn vrijgekomen. En de samenstelling van SMSS J200322.54-114203.3 past gewoon niet in dat plaatje. Omdat de zware elementen in de ster toch ergens vandaan moeten zijn gekomen, denken Yong en zijn collega’s dat de ster het eerste ‘tastbare’ bewijs is voor een extreem soort supernova-explosie, die alle stabiele elementen van het periodiek systeem tegelijk produceerde: een ‘kerncollaps-hypernova’ van een snel draaiende, sterk gemagnetiseerde zware ster. Hypernovae zijn al bekend sinds het einde van de jaren negentig. Het is echter voor het eerst dat een aanwijzing is gevonden voor een hypernova-explosie van een zware ster met zowel een snelle rotatie als een sterk magnetisch veld. (EE)
Meer informatie:
→ New type of massive explosion explains mystery star
Er is intrigerend bewijs gevonden voor het bestaan van een populatie van vrij rondzwerven de planeten – eenzame planeten die niet gebonden zijn aan een moederster. De resultaten omvatten vier nieuwe ontdekkingen die in overeenstemming zijn met planeten die ongeveer net zoveel massa hebben als de aarde (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 6 juli). Bij het onderzoek, onder leiding van Iain McDonald van de Universiteit van Manchester (VK), is gebruik gemaakt van gegevens die in 2016 zijn verkregen tijdens de K2-missie van NASA-ruimtetelescoop Kepler. Tijdens deze twee maanden durende waarneemcampagne nam Kepler om het half uur een dichtbevolkt veld van miljoenen sterren nabij het centrum van onze Melkweg waar, om zogeheten microlens-gebeurtenissen te ontdekken. Een microlens-gebeurtenis ontstaat wanneer het licht van een verre ster wordt afgebogen en versterkt door het zwaartekrachtsveld van een zich meer op de voorgrond bevindend object. Dat laatste kan een ster zijn, maar ook een planeet. Het onderzoeksteam heeft 27 kortdurende kandidaat-microlenssignalen ontdekt waarvan de tijdsduur varieerde van een uur tot tien dagen. Veel van deze signalen waren eerder al opgemerkt in gegevens die gelijktijdig met telescopen op aarde waren verkregen. De vier kortste gebeurtenissen zijn echter nieuwe ontdekkingen die consistent zijn met planeten met een vergelijkbare massa als de aarde. De vier microlensgebeurtenissen vertonen geen begeleidend langer signaal zoals dat wordt verwacht van een moederster. Dat betekent dat ze kunnen zijn veroorzaakt door solitaire planeten. Dergelijke planeten zijn mogelijk gewoon ontstaan bij een ster, en door zwaartekrachtsinteracties met naburige zwaardere planeten uit hun stelsel weggeslingerd. Kepler was niet ontworpen om planeten met behulp van ‘microlensing’ op te sporen, noch om de extreem dichte stervelden van het centrale deel van Melkweg te bestuderen. Dit betekende dat er nieuwe datareductietechnieken moesten worden ontwikkeld om de gewenste signalen binnen de Kepler-dataset op te sporen. (EE)
Meer informatie:
→ Kepler telescope glimpses population of free-floating planet
De bolvormige sterrenhoop Palomar 5 bevat ruwweg drie keer zoveel zwarte gaten dan op grond van het aantal sterren in de sterrenhoop werd verwacht. Dat betekent dat meer dan twintig procent van de massa van Palomar 5 uit zwarte gaten bestaat. En deze objecten hebben elk ongeveer twintig keer zoveel massa als onze zon. Tot die conclusie komt een onderzoeksteam onder leiding van de Nederlandse astronoom Mark Gieles van de Universiteit van Barcelona (Nature Astronomy, 5 juli). Palomar 5 is een bolvormige sterrenhoop in het sterrenbeeld Slang, op ongeveer 80.000 lichtjaar afstand. Hij is een van de ruwweg 150 bolvormige sterrenhopen die om ons Melkwegstelsel draaien. Net als de meeste van zijn soortgenoten is Palomar ongeveer 10 miljard jaar oud, wat betekent dat hij tijdens de vroege ontstaansfase van de Melkweg is gevormd. Hij heeft ongeveer tien keer minder massa en is vijf keer zo groot als de gemiddelde bolvormige sterrenhoop en is bezig om uit elkaar te vallen. Sterrenhopen als Palomar 5 worden in verband gebracht met de zogeheten sterrenstromen die de afgelopen jaren in het buitengebied van ons Melkwegstelsel zijn ontdekt. Het vermoeden bestaat dat deze lange linten van sterren de overblijfselen zijn van sterrenhopen die uiteen zijn gevallen. Palomar 5 is tot nu toe de enige sterrenhoop die rechtstreeks aan zo’n sterrenstroom kan worden gelinkt. Aan de hand van computersimulaties hebben Gieles en zijn medewerkers de banen en de evolutie van elke ster van Palomar 5 nagebootst. Ze varieerden de initiële eigenschappen van de sterrenhoop totdat een duidelijke overeenkomst werd gevonden met de waarnemingen van de sterrenhoop en de bijbehorende sterrenstroom. De zwarte gaten in Palomar 5 zijn ontstaan bij supernova-explosies van zware sterren. Aanvankelijk was hun aandeel kleiner dan nu, maar doordat sterren gemakkelijker uit de sterrenhoop konden ontsnappen, is het relatieve aantal zwarte gaten mettertijd toegenomen. De computersimulaties laten zien dat de sterrenhoop kort voordat hij over ruwweg een miljard jaar helemaal uit elkaar valt volledig uit zwarte gaten zal bestaan. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers discover an oversized black hole population in the star cluster Palomar 5
De periodieke komeet Wirtanen stootte tijdens zijn dichte nadering van de aarde, in december 2018, ongebruikelijk veel alcohol uit. Dat is een van de conclusies van de waarnemingen die destijds zijn gedaan met de Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaï. De Keck-waarnemingen hebben nog een andere vreemde eigenschap van de komeet aan het licht gebracht. Normaal is het zo dat kometen die dichter in de buurt komen beginnen te ‘sublimeren’. Dat wil zeggen dat ijsdeeltjes in hun kern door opwarming rechtstreeks overgaan van ijs in gas, zonder eerst te smelten. Door dit proces, dat uitgassing wordt genoemd, ontstaat een enorme wolk van gas en stof rond de komeetkern: de zogeheten coma. Het onderzoek laat zien dat de temperatuur van de waterdamp in de coma van Wirtanen niet significant afneemt op grotere afstand van de kern. Dat wijst erop dat de damp in de buitendelen van de coma wordt opgewarmd. Welk proces daar verwantwoordelijk voor was, is nog onduidelijk. Een van de mogelijkheden is dat atomen of moleculen in de coma onder invloed van zonlicht elektronen uitstoten die vervolgens met hoge snelheid in botsing komen met andere moleculen en daarbij een deel van hun bewegingsenergie overdragen. Een andere mogelijkheid is dat komeet brokken ijs verliest, die zich van de kern verwijderen en op grotere afstand daarvan sublimeren. Ook daarbij komt warmte vrij. Dit scenario zou in overeenstemming zijn met waarnemingen van andere ‘hyperactieve’ kometen – kometen die, net als Wirtanen, bij nadering van de zon opvallend veel water kwijtraken. De Keck-gegevens hebben laten zien dat er relatief veel watermoleculen in de buitenste regionen van de coma van de komeet zaten. Dat wijst erop dat er extra water vrijkwam uit ijzige deeltjes in het binnenste deel van zijn coma. Komeet Wirtanen is een kortperiodieke komeet met een omlooptijd van 5,4 jaar. Het verste punt van zijn langgerekte omloopbaan ligt dicht bij de baan van de planeet Jupiter, het binnenste punt dicht bij de aardbaan. Op 16 december 2016 naderde hij onze planeet tot op 11 miljoen kilometer – de kleinste afstand in eeuwen. (EE)
Meer informatie:
→ Abnormally High Alcohol And Mystery Heat Source Detected On Comet Wirtanen
Astronomen hebben de kleinste en zwaarste witte dwergster ontdekt die ooit is waargenomen. De smeulende sintel, die ontstaan is door het samensmelten van twee lichtere witte dwergen, heeft meer massa dan onze zon, maar is niet veel groter dan onze maan (Nature, 1 juli). Het klinkt paradoxaal, maar kleine witte dwergen hebben meer massa dan grote. Dat komt doordat in witte dwergen geen kernfusie meer plaatsvindt. Bij normale sterren biedt de daarbij gegeneerde energie tegenwicht aan de eigen zwaartekracht. Witte dwergen zijn de ineengestorte restanten van sterren die ooit maximaal acht keer zo zwaar waren als onze zon. Ook de zon zal over ongeveer vijf miljard jaar haar buitenste lagen afstoten en samentrekken tot een witte dwerg. Ongeveer 97 procent van alle sterren ondergaan dit lot. Anders dan onze zon hebben veel sterren een andere ster als begeleider. En wanneer deze sterren elk lichter zijn dan acht zonsmassa’s, eindigen ze beide als witte dwergen die geleidelijk naar elkaar toe spiralen en met elkaar versmelten. Als ze samen genoeg massa hebben, resulteert dat in een supernova-explosie. Zo niet, dan ontstaat simpelweg een nieuwe, zwaardere witte dwerg die snel om zijn as tolt en een sterk magnetisch veld ontwikkelt. Dat laatste lijkt met de nu ontdekte kleine witte dwergster ZTF J1901+1458 te zijn gebeurd. Het object heeft bijna anderhalf keer zoveel massa als onze zon en een magnetisch veld dat bijna een miljard keer sterker is. Het heeft een rotatietijd van slechts zeven minuten. Volgens zijn ontdekkers heeft de witte dwerg zoveel massa dat hij nog verder ineen kan storten. In dat geval zou hij veranderen in een zogeheten neutronenster. Uit het feit dat een object als dit op de relatief kleine afstand van 130 lichtjaar is aangetroffen, leiden de astronomen af dat er in ons Melkwegstelsel veel van dit soort kleine, zware witte dwergsterren te vinden moeten zijn. En dat zou weer kunnen betekenen dat veel neutronensterren uit samensmeltende witte dwergen zijn voortgekomen. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Have Identified A White Dwarf So Massive That It Might Collapse
Planeetwetenschappers worstelen al jaren met de vraag waarom sommige meetinstrumenten methaangas op de planeet Mars detecteren en andere niet. Zo heeft de Amerikaanse Marsverkenner Curiosity diverse keren behoorlijke hoeveelheden methaan gedetecteerd boven het oppervlak van de krater Gale, terwijl de Europese ruimtesonde TGO hoger in de atmosfeer van de rode planeet zo goed als geen methaan heeft aangetroffen. Sommige deskundigen meenden dat het misschien Curiosity zélf was die methaangas liet ontsnappen, maar er lijkt nu een nog eenvoudigere verklaring voor het waargenomen verschil te zijn gevonden (Astronomy & Astrophysics, 29 juni). De discrepantie tussen de beide soorten metingen heeft waarschijnlijk te maken met de werkschema’s van Curiosity en TGO. Omdat de methaanmetingen veel stroom kosten, doet Curiosity vooral ’s nachts metingen. Dan is de Marsatmosfeer juist op zijn rustigst en kunnen zich meetbare hoeveelheden methaangas boven het oppervlak ophopen. Ruimtesonde TGO daarentegen heeft zonlicht nodig om methaangas hoog boven het Marsoppervlak op te sporen. En tijdens de dag zorgen turbulenties ervoor dat het aanwezige methaangas zich over de hele atmosfeer verspreidt. Vandaar dat de methaandetectoren van de TGO dan praktisch geen methaangas waarnemen. Om deze hypothese, bedacht door de Canadese planeetwetenschapper John E. Moores, te toetsen, heeft het Curiosity-team nu zowel ’s nachts als overdag methaanmetingen gedaan. En daaruit blijkt dat de hoeveelheid methaan in de loop van de dag inderdaad tot vrijwel nul daalt. Kortom: er komt inderdaad methaangas uit de bodem van Mars, maar gemiddeld over de dag is het niet zoveel als de nachtelijke metingen suggereerden. Daarmee is het methaanraadsel op Mars overigens nog niet volledig opgelost. Onduidelijk is namelijk waarom het vrijkomende methaangas zich niet ophoopt in de atmosfeer. Methaan is een stabiel molecuul dat op Mars 300 jaar in stand blijft voordat het door de straling van de zon wordt afgebroken. Daarom wordt nu gezocht naar andere verklaringen voor de snelle afbraak van methaan, waarbij onder meer wordt gedacht aan kleine elektrische ontladingen in de Marsatmosfeer. Wordt vervolgd dus. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists Closer to Explaining Mars Methane Mystery
Tijdens een historische vergadering vorige week kreeg het onlangs opgerichte SKA Observatorium (SKAO) van zijn lidstaten goedkeuring om te starten met de bouw van de SKA-telescopen in Australië en Zuid-Afrika. De twee telescopen, die momenteel SKA-Low en SKA-Mid worden genoemd – de namen beschrijven het radiofrequentiebereik dat zij elk bestrijken – worden de twee grootste en meest complexe netwerken van radiotelescopen die ooit zijn gebouwd. Het besluit om de bouw goed te keuren volgt op de oprichting van de SKAO als intergouvernementele organisatie eerder dit jaar en de publicatie van twee sleuteldocumenten, het Observatory’s Construction Proposal en het Observatory Establishment and Delivery Plan, vorig jaar. De documenten zijn het hoogtepunt van meer dan zeven jaar ontwerp- en constructiewerk door meer dan 500 deskundigen uit 20 landen om de technologieën te ontwikkelen en te testen die nodig zijn om de ultramoderne telescopen te bouwen en te exploiteren. De kosten voor de bouw van de twee telescopen en de bijbehorende exploitatie- en bedrijfsvoeringsfuncties zullen 2 miljard euro bedragen over de periode 2021- 2030. De aanbesteding van grote contracten voor de SKA-telescopen zal onmiddellijk van start gaan, en de afgelopen weken zijn al enkele marktonderzoeken uitgevoerd. In de komende maanden zal de SKAO ongeveer 70 contracten in de lidstaten plaatsen, waarbij in elk land een concurrerende aanbesteding zal worden uitgeschreven. De eerste significante activiteit op de bouwplaats zal begin volgend jaar plaatsvinden, waarbij de bouw van de telescopen tot 2028 zal duren. In de komende jaren zullen de eerste wetenschappelijke activiteiten van start gaan, waarbij wordt geprofiteerd van de aard van radiotelescoop arrays, ook wel interferometers genoemd, die waarnemingen mogelijk maken met slechts een subset van de volledige array. Het is de bedoeling dat de telescopen een productieve wetenschappelijke levensduur van 50 jaar of meer hebben.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in de VS en het Virgo-observatorium voor zwaartekrachtgolven in Italië hebben zwaartekrachtgolven gedetecteerd van twee zwarte gaten die elk een neutronenster hebben verzwolgen. Een team van meer dan duizend wetenschappers doet vandaag verslag van de nieuwe detecties in The Astrophysical Journal Letters.Een zwaartekrachtgolf of gravitatiegolf is een fluctuatie in de kromming van de ruimtetijd die zich vanaf de bron voortplant als een golf. Het bestaan van zulke golven werd in 1916 voorspeld door Albert Einstein en in 2015 experimenteel bevestigd met de LIGO-detector. Zwaartekrachtgolven worden onder meer opgewekt als twee zeer zware objecten – neutronensterren, zwarte gaten of een combinatie van beide – op korte afstand om elkaar heen wentelen. Bij het ‘uitzenden’ van gravitatiegolven gaat energie verloren, en daardoor komen de beide objecten uiteindelijk met elkaar in botsing. De bronnen van de recent gedetecteerde zwaartekrachtgolven bevonden zich op een afstand van ongeveer een miljard lichtjaar. De golven hebben er dus ook ongeveer een miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. In het ene geval heeft een zwart gat van negen zonsmassa’s een neutronenster van twee zonsmassa’s verorberd. Bij de andere gebeurtenis waren een zwart gat van zes zonsmassa’s en een neutronenster van anderhalve zonsmassa betrokken. De beide detecties hebben plaatsgevonden in januari 2020. De afgelopen jaren hebben wetenschappers met behulp van LIGO en Virgo talrijke botsingen tussen twee zwarte gaten en twee neutronensterren geregistreerd. Maar tot nu toe was het niet met zekerheid gelukt om het samensmelten van een zwart gat en een neutronenster te detecteren. Bij een vergelijkbare detectie in augustus 2019 was mogelijk ook een (zwaar uitgevallen) neutronenster betrokken, maar helemaal zeker is dat niet. (EE)
Meer informatie:
→ Black holes swallow neutron stars like 'Pac Man'
Nieuwe waarnemingen met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton hebben een unieke ontdekking opgeleverd: een afgelegen gaswolk binnen een cluster van sterrenstelsels. Clusters bestaan uit tientallen tot duizenden afzonderlijke sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Deze stelsels bestaan op hun beurt weer uit sterren plus het gas en stof daartussenin – het interstellaire medium. Ook in de ruimte tussen de sterrenstelsels bevindt zich materiaal: ijl heet gas dat het interclustermedium wordt genoemd. De nieuwe ontdekking laat zien dat er soms ook interstellair gas aan een sterrenstelsel wordt onttrokken en in een afgelegen deel van de cluster belandt. De ontdekking is gedaan in de 300 miljoen lichtjaar verre Leo-cluster, die ongeveer zeventig sterrenstelsels telt. Al in 2017 is in deze cluster met de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï een ogenschijnlijk kleine wolk van warm gas ontdekt. Vervolgwaarnemingen met XMM-Newton hebben nu laten zien dat deze wolk een bron van röntgenstraling is en dat hij in werkelijkheid groter is dan ons Melkwegstelsel. De reusachtige gaswolk zwerft waarschijnlijk al geruime tijd rond in de ruimte tussen de sterrenstelsels van de Leo-cluster. Tot nu toe werd aangenomen dat het materiaal in een interclustermedium heel gelijkmatig verdeeld is, al hebben recente röntgenwaarnemingen uitgewezen dat dit gas lokale concentraties vertoont. Vermoed werd ook dat deze gasconcentraties bestaan uit materiaal dat van afzonderlijke sterrenstelsels afkomstig is. De nieuwe waarnemingen bevestigen dat vermoeden. Interstellair gas is namelijk veel koeler dan interclustergas, en de temperatuur van de afgelegen gaswolk blijkt laag te zijn. Omdat de gaswolk een aanzienlijke massa heeft, denken zijn ontdekkers dat het gas afkomstig is van een van de grootste sterrenstelsels van de Leo-cluster. (EE)
Meer informatie:
→ Orphan cloud discovered in galaxy cluster
Een wereldwijd onderzoeksteam, onder leiding van astronomen van de Universiteit van Californië te Santa Barbara (UCSB), heeft het eerste overtuigende bewijs gevonden voor een type supernova-explosie dat al veertig jaar geleden op theoretische gronden is voorspeld: een ‘elektronenvangst-supernova’. Supernova’s van dit type worden in verband gebracht met zogeheten SAGB-sterrren, een zeldzame klasse van zware sterren. De ontdekking geeft meer inzicht in de supernova die in het jaar 1054 drie weken lang bij daglicht te zien was (Nature Astronomy, 28 juni). De nieuwe klasse van een supernova-explosies is een lichtere variant van de explosies die sterren van meer dan tien zonsmassa’s ondergaan. Deze sterren zetten door middel van kernfusie in hoog tempo lichte elementen om in zwaardere, totdat hun kernen geheel uit ijzer bestaan en vervolgens ineenstorten tot een zwart gat of een neutronenster. In sterren die net iets lichter zijn dan tien zonsmassa’s hebben niet genoeg massa om een ijzerkern te vormen. Bij hen stoppen de fusiereacties al zodra hun kernen uit zuurstof, neon en magnesium bestaan. Wanneer dat gebeurt, wordt een deel van de elektronen in kern van de ster ‘ingevangen’ door hun atoomkernen. Door het verdwijnen van de elektronen bezwijkt de kern van de ster onder zijn eigen gewicht en volgt er een relatief zwakke supernova-explosie. Het bestaan van dit soort supernova’s werd in 1980 voorspeld door de Japanse astronoom Ken'ichi Nomoto en anderen. Mettertijd zijn ook voorspellingen gedaan van hoe de SAGB-sterren die uiteindelijk zo’n supernova-explosie ondergaan eruit zouden moeten zien. Deze zware sterren zouden al vóór de explosie veel massa moeten verliezen en een ongewone chemische samenstelling moeten vertonen. En de uiteindelijke supernova-explosie zou relatief weinig radioactief ‘puin’ moeten achterlaten. Dit laatste is daadwerkelijk waargenomen bij een supernova die in 2018 te zien was in het 31 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 2146. En Daichi Hiramatsu van de UCSB en zijn collega’s hebben op oude opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop nu ook de waarschijnlijke voorganger van de toenmalige supernova-explosie opgespoord: een ster die sterke overeenkomsten vertoont met een SAGB-ster. Het nieuwe onderzoek versterkt het al bestaande vermoeden dat ook de supernova-explosie van 1054 – waarvan het restant bekendstaat als de Krabnevel – een elektronenvangst-supernova was. Het verklaart ook waarom deze supernova wat helderder was dan de theoretische modellen voorspelden: zijn helderheid werd vermoedelijk versterkt doordat het puin van de supernova in botsing kwam met materiaal dat voordien al door de oorspronkelijke ster was uitgestoten, net zoals dat bij de supernova van 2018 lijkt te zijn gebeurd. (EE)
Meer informatie:
→ The discovery of a new type of supernova illuminates a medieval mystery
Bij het maken van opnamen van de betrekkelijk nabije zonachtige ster Nu2 Lupi met behulp van de Europese CHEOPS-satelliet hebben astronomen drie planeetovergangen waargenomen in plaats van de twee waarop was gerekend. De derde planeetovergang werd veroorzaakt door de buitenste planeet van de ster, waarvan tot nu toe niet bekend was dat hij vanaf de aarde gezien periodiek voor zijn ster langs schuift (Nature Astronomy, 28 juni). Nu2 Lupi staat op een afstand van bijna vijftig lichtjaar in het sterrenbeeld Wolf. In 2011 werden, met behulp van de HARPS-spectrograaf van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in het noorden van Chili, drie planeten bij deze ster opgespoord. Dat gebeurde aan de hand van de schommelbewegingen die de planeten bij hun ster veroorzaken. Sinds 2020 was al bekend dat de twee binnenste planeten van Nu2 Lupi niet alleen hun ster aan het schommelen brengen, maar vanaf de aarde gezien ook met tussenpozen van respectievelijk 12 en 28 dagen voor hun ster langs schuiven. Dat resulteert in regelmatig optredenden dipjes in de helderheid van de ster, die de astronomen nu ook met CHEOPS wilden vastleggen. Bij toeval werd daarbij ontdekt dat ook de buitenste planeet, die een omlooptijd van ruim 107 dagen heeft, periodiek voor zijn ster langs schuift. Dat kwam als een verrassing, omdat de kans op planeetovergangen afneemt naarmate een planeet verder van zijn ster verwijderd is. Door de gegevens van HARPS en CHEOPS met elkaar te combineren, hebben astronomen nu een nauwkeurig beeld van het planetenstelsel van Nu2 Lupi verkregen. De binnenste planeet is ruim anderhalf keer zo groot als de aarde en heeft bijna vijf keer zoveel massa. Dat wijst erop dat hij rotsachtig van aard is. De middelste planeet is bijna drie keer groot als de aarde en heeft elf keer zoveel massa. Daaruit leiden de astronomen af dat deze grotendeels uit water en gas bestaat, net als de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. De buitenste planeet van Nu2 Lupi blijkt ruim tweeënhalf keer zo groot te zijn als de aarde en bijna negen keer zoveel massa te hebben. Ook dat wijst op een Neptunus-achtig karakter. Dat van alledrie de planeten overgangen waarneembaar zijn betekent dat hun omloopbanen vrijwel in hetzelfde vlak liggen. (EE)
Meer informatie:
→ Unique exoplanet photobombs CHEOPS study of nearby star system
De vermeende ontdekking, gepubliceerd in september 2020, van meren van vloeibaar water anderhalve kilometer onder de zuidpool van de planeet Mars, staat ter discussie. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van planeetwetenschapper Carver J. Bierson van Arizona State University kunnen de radarreflecties die met de Europese Mars Express zijn waargenomen net zo goed door klei- of metallische mineralen kunnen zijn veroorzaakt, of eventueel door ijs met een hoog zoutgehalte (Geophysical Research Letters, 28 juni). Het radarinstrument van de Mars Express werkt door het planeetoppervlak met radiogolven te bestoken. Vervolgens wordt gekeken in welke mate deze golven worden weerkaatst. Daarbij geldt dat een ondergrondse voorraad vloeibaar water een sterke radarreflectie teweegbrengt. Bij vorige analyses van de ondergrondse radarreflecties is voornamelijk gekeken naar de zogeheten elektrische permittiviteit – een eigenschap die bepaalt met welke snelheid radiogolven door een materiaal heen gaan en hoe sterk deze worden weerkaatst. Bij het nieuwe onderzoek hebben de wetenschappers onderzocht in hoeverre ook de elektrische geleidbaarheid van het bodemmateriaal de radarresultaten kan verklaren. De onderzoekers zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat ook verschillen in elektrische geleidbaarheid tussen verschillende lagen de heldere reflecties kunnen hebben veroorzaakt. Het staat volgens hen dus allerminst vast dat er meren van vloeibaar water onder de zuidpool van Mars schuilgaan. (EE)
Meer informatie:
→ Study Sheds New Light on Composition at Base of Martian Southern Polar Cap
Drie jonge, gepromoveerde astronomen die elkaar in Nederland hebben ontmoet, vragen aandacht voor lichtvervuilende satellietnetwerken en ruimtepuin. Ze hebben een website gemaakt met een interactieve infographic en zeven downloadbare posters. Hun campagne gaat vooraf aan de wereldwijde Satcon2-conferentie van half juli, waar sterrenkundigen en satellietbouwers discussiëren over manieren om de storende invloed van satellieten te verminderen. Particuliere telecommunicatiebedrijven zoals Starlink lanceren in rap tempo satellieten om zo bijvoorbeeld internet op ontoegankelijke plaatsten mogelijk te maken. Starlink heeft inmiddels een netwerk van meer dan 1600 satellieten rond de aarde en een vergunning voor 12.000. Amazon wil ook satellieten lanceren en China heeft ook plannen. Geschat wordt dat er binnen tien jaar tussen 50.000 en 100.000 nieuwe satellieten rond de aarde draaien. Dat is twintig keer zo veel als nu. Met de campagne Protect our skies vragen de sterrenkundigen aandacht voor de schadelijke gevolgen van de satellietnetwerken. Het gaat om Kateryna Frantseva, sterrenkundige aan de Rijksuniversiteit Groningen, Jure Japelj (voorheen Universiteit van Amsterdam, nu freelance wetenschapscommunicator) en Martha Irene Saladino (voorheen Radboud Universiteit, nu wetenschapscommunicator aan de Universidad Diego Portales in Chili). De astronomen maken zich zorgen over de negatieve gevolgen van de satellieten voor het astronomisch onderzoek. De satellieten verstoren de gevoelige waarnemingen van sterrenkundigen en gooien roet in het eten bij astrofotografen. Bedrijven lanceren inmiddels satellieten die minder licht weerkaatsen, maar dat is tot nu toe nog niet goed genoeg. Daarnaast wordt de kans op botsingen in de ruimte steeds groter. Daardoor kunnen weersatellieten uitvallen en navigatiesystemen en mobiele telefoons slechter werken. Volgens de astronomen moeten er twee soorten regels komen. De eerste set regels gaat over hoe de satellieten eruitzien en dat ze bijvoorbeeld geen zonlicht reflecteren. De tweede set regels behandelt het verantwoordelijk omgaan met satellieten en ruimtepuin. Satellietbedrijven zouden bijvoorbeeld de banen van hun satellieten kunnen doorgeven aan sterrenkundigen zodat zij op tijd hun gevoelige camera’s kunnen wegdraaien. En bedrijven of landen die satellieten lanceren, moeten ook zorgen dat ze weer netjes worden opgeruimd.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Nieuwe waarnemingen van zes van de verste sterrenstelsels die we kennen, hebben geholpen om het moment van de ‘kosmische dageraad’ te dateren (Monthly Notices van de Royal Astronomical Society, 24 juni). Tegenwoordig baadt ons heelal in het licht, maar voordat de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd was dat nog niet het geval. Het nieuwe onderzoek plaatst het moment waarop het heelal voor het eerst in sterlicht baadde binnen een klein venster, slechts enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal. Tot die tijd was het donker in het heelal, waar stof en gas zich onder invloed van de zwaartekracht ophoopten om uiteindelijk de eerste sterren en sterrenstelsels te vormen. Daarmee kwam een einde aan de ‘Dark Ages’. Bij het onderzoek heeft een Brits/Amerikaans team de leeftijden bepaald van sterren in zes sterrenstelsels die we waarnemen op een moment dat het heelal nog maar 550 miljoen jaar oud was. Daarvoor hebben ze nauwkeurige waarnemingen gedaan met enkele van de grootste telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili, de Europese Very Large Telescope, eveneens in Chili en de beide Keck-telescopen op Hawaï. Bij de leeftijdsbepaling is gebruik gemaakt van een goed begrepen leeftijdsindicator die gebaseerd is de hoeveelheid waterstof die in de atmosferen van sterren aanwezig is. Hoe ouder de sterren, des te groter is het waterstofgehalte. Uit de spectrale metingen blijkt dat de verre sterrenstelsels al tussen de 200 en 300 miljoen jaar oud zijn. Daaruit kan worden geconcludeerd dat de eerste periode van stervorming heeft plaatsgevonden in een tijd die ver buiten het bereik van onze huidige telescopen ligt. Mogelijk is de nieuwe ruimtetelescoop JWST, die NASA dit najaar hoopt te lanceren, wel in staat om deze vroege kosmisch periode te verkennen. (EE)
Meer informatie:
→ New observations of the most distant galaxies close in on cosmic dawn
