Nieuw onderzoek verklaart waarom de ‘helleplaneet’ 55 Cancri e (ook wel ‘Janssen’ genoemd) zo enorm heet is geworden en hoe dat ook met andere exoplaneten kan gebeuren (Nature Astronomy, 8 december). Janssen is bijna twee keer zo groot als de aarde – een zogeheten superaarde dus – en draait op een afstand van slechts twee miljoen kilometer om zijn ster. Door de nabijheid van de ster moet zijn oppervlak dermate heet zijn dat zijn korst is veranderd in een reusachtige oceaan van lava. Van de aarde uit gezien schuift Janssen eens in de achttien uur voor zijn ster langs. Daarbij neemt niet alleen de helderheid van de ster een beetje af, maar vertoont diens licht ook subtiele kleurveranderingen – een gevolg van het zogeheten Rossiter–McLaughlin-effect. Eerdere pogingen om dit effect te meten hadden niets opgeleverd, maar met de nieuwe, uiterst gevoelige EXPRES-spectrograaf van de Lowell Discovery Telescope in Arizona is het nu wel gelukt. Uit de nieuwe metingen, verricht onder leiding van Lily Zhao van het Center for Computational Astrophysics in New York, blijkt dat de omloopbaan van Janssen precies langs de evenaar van zijn moederster ligt. Daarin onderscheidt hij zich van de overige vier planeten rond deze ster, waarvan de omloopbanen zodanig gekanteld zijn dat ze vanaf de aarde gezien nooit voor hun ster langs bewegen. Volgens de onderzoekers is het aannemelijk dat ook Janssen oorspronkelijk in een gekantelde, wijdere baan om zijn ster heeft gedraaid. Door interacties met de overige planeten zou hij vervolgens geleidelijk dichter naar het centrum van het stelsel zijn gemigreerd. De daar aanwezige ster draait zo snel om zijn as, dat hij rond zijn evenaar een beetje uitpuilt. Deze asymetrie heeft er uiteindelijk voor gezorgd dat Janssen naar het evenaarsvlak van de ster werd gemanoeuvreerd. (EE)
Meer informatie:
→ How the ‘hell planet’ got so hot
Als je sterren, planeten en de maan buiten beschouwing laat, ziet de nachthemel er voor een toevallige waarnemer inktzwart uit. Maar hoe zwart? Om daar achter te komen, hebben astronomen 200.000 opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop geselecteerd en tienduizenden metingen op deze beelden losgelaten. Op die manier hebben ze het ‘restlicht’ van de nachthemel bepaald – het schijnsel dat overblijft na aftrek van de gloed van planeten, sterren, sterrenstelsels en het stof in het vlak van ons zonnestelsel (het zogeheten zodiakale licht). Toen de onderzoekers klaar waren met deze inventarisatie, ontdekten ze een buitengewoon gering overschot aan licht, vergelijkbaar met de constante gloed van tien vuurvliegjes, verspreid over de hele hemel. De onderzoekers denken dat deze restgloed mogelijk afkomstig is van een bol van ijl stof in het binnenste deel van ons zonnestelsel, afkomstig van kometen die vanuit alle richtingen naar het centrum van het zonnestelsel ‘vallen’. De restgloed zou dan niets anders zijn dan zonlicht dat door kometenstof wordt weerkaatst. De ontdekking vertoont overeenkomsten met die van een ander onderzoeksteam, dat in 2021 gegevens van NASA-ruimtesonde New Horizons heeft gebruikt om de hemelachtergrond te meten. New Horizons vloog in 2015 langs Pluto en is nu op weg naar de interstellaire ruimte. De ruimtesonde heeft lichtmetingen gedaan op een afstand van zes tot acht miljard kilometer van de zon – ver buiten het domein van planeten en planetoïden – waar zich geen interplanetair stof bevindt. Daarbij is eveneens een lichtgloed ontdekt, maar die is wat zwakker dan het ‘spooklicht’ dat Hubble nu heeft helpen opsporen, en waarschijnlijk afkomstig uit het diepe heelal. Omdat de nu ontdekte lichtgloed een beetje helderder is dan die van New Horizons, denken de onderzoekers dat het een lokaal verschijnsel moet zijn. Het idee om Hubble-opnamen te onderzoeken op zwak restlicht is afkomstig van de Nederlandse astronoom Rogier Windhorst, die verbonden is aan Arizona State University (VS). ‘Meer dan 95% van de fotonen in de opnamen uit het Hubble-archief zijn afkomstig van afstanden van minder dan vijf miljard kilometer van de aarde. Van meet af aan hebben de meeste Hubble-gebruikers deze hemelfotonen genegeerd, omdat ze geïnteresseerd zijn in de zwakke afzonderlijke objecten op de Hubble-beelden, zoals sterren en sterrenstelsels,’ aldus Windhorst. ‘Maar ook die hemelfotonen kunnen belangrijke informatie bevatten.’ (EE)
Meer informatie:
→ Hubble Detects Ghostly Glow Surrounding Our Solar System
Al bijna twintig jaar zijn astronomen ervan overtuigd dat zogeheten lange gammaflitsen uitsluitend het gevolg kunnen zijn van de ineenstorting van zeer zware sterren. Nieuw onderzoek, onder leiding van Jillian Rastinejad van Northwestern University (VS) brengt deze theorie aan het wankelen (Nature, 7 december). Rastinejad en haar collega’s hebben het bewijs gevonden dat op z’n minst sommige lange gammaflitsen het gevolg kunnen zijn van botsingen tussen neutronensterren – het proces waarvan tot nu toe werd gedacht dat ze alleen korte gammaflitsen produceren. Nadat het team in december 2021 een vijftig seconden durende gammaflits had ontdekt, begonnen de astronomen te zoeken naar de nagloed ervan – een extreem heldere, snel uitdovende uitbarsting van licht die vaak voorafgaat aan een supernova. Maar in plaats daarvan ontdekten ze iets wat veel meer weghad van een kilonova, een zeldzame gebeurtenis die alleen optreedt na de fusie van een neutronenster met een ander compact object (een andere neutronenster of een zwart gat). Gammaflitsen zijn de helderste en meest energierijke explosies sinds de oerknal. Ze worden ingedeeld in twee klassen. Gammaflitsen die minder dan twee seconden duren, worden korte gammaflitsen genoemd. Duurt een gammaflits meer dan twee seconden, dan wordt hij als een lange gammaflits beschouwd. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat deze twee verschijnselen niet dezelfde oorzaak hebben. In december 2021 registreerden twee ruimtetelescopen – de Amerikaanse Swift en de Europese Fermi – een heldere gammaflits die de aanduiding GRB211211A kreeg. Met een duur van iets meer dan vijftig seconden leek GRB211211A aanvankelijk heel normaal. Maar omdat de gammaflits zich op een afstand van ‘slechts’ 1,1 miljard lichtjaar afspeelde – naar astronomische maatstaven relatief dichtbij – besloten de onderzoekers deze onder de loep te nemen met een groot aantal telescopen die zo’n beetje het hele elektromagnetische spectrum bestreken. Om de gebeurtenis op nabij-infrarode golflengten in beeld te brengen, maakten de astronomen snel opnamen met de Gemini-telescoop op Hawaï en de MMT-telescoop in Arizona. Bij bestudering van de beelden zagen ze een ongelooflijk zwak object dat snel zwakker werd. Omdat supernova’s veel helderder zijn en niet zo snel uitdoven, realiseerden de onderzoekers zich dat ze iets hadden gevonden wat in dit geval voor onmogelijk werd gehouden: een zogeheten kilonova. Dat laatste is een explosief verschijnsel dat wordt toegeschreven aan een botsing tussen neutronensterren. Neutronensterren zijn echter compact en relatief licht. Daarom dachten astronomen dat ze niet genoeg materie bevatten om een lange gammaflits te kunnen aandrijven. Daarvoor zou je sterren nodig hebben die tientallen tot honderden keren zoveel massa hebben als onze zon. Niet alleen de gammaflits, ook het sterrenstelsel waarin deze zich afspeelde was merkwaardig. Dit stelsel, met de aanduiding SDSS J140910.47+275320.8, is jong en druk bezig met de vorming van nieuwe sterren – precies het tegenovergestelde van het enig andere bekende gaststelsel van een fusie tussen neutronensterren in het ‘lokale heelal’: NGC4993. Het heeft meer weg van de gaststelsels van de korte gammaflitsen die dieper in het heelal zijn waargenomen. Kortom: de scheidslijn tussen beide soorten gammaflitsen is minder scherp dan gedacht. (EE)
Meer informatie:
→ Surprise kilonova upends established understanding of long gamma-ray bursts
Wetenschappers zijn het er nog steeds niet over eens hoe het leven hier op aarde is begonnen. Een van de hypothesen is dat meteorieten aminozuren – de bouwstenen van het leven – naar onze planeet hebben gebracht. Deze theorie wordt gesteund door nieuw experimenteel onderzoek waaruit blijkt dat gammastraling, afkomstig van radioactieve elementen, daarbij een cruciale rol kan hebben gespeeld (ACS Central Science, 7 december). Toen de aarde nog een jonge, steriele planeet was, werd zij bestookt met meteorieten. Daartussen bevonden zich ook zogeheten koolstofhoudende chondrieten – een klasse van meteorieten die aanzienlijke hoeveelheden water en kleine moleculen, zoals aminozuren, bevatten. Het ligt voor de hand om te vermoeden dat deze ‘ruimtestenen’ hebben bijgedragen aan het ontstaan van het leven op aarde. De bron van de aminozuren die zij bevatten laat zich echter niet gemakkelijk aanwijzen. Bij eerdere laboratoriumexperimenten had een team onder leiding van de Japanse geofysicus Yoko Kebukawa al aangetoond dat bij reacties tussen eenvoudige moleculen, zoals ammoniak en formaldehyde, aminozuren en andere macromoleculen kunnen ontstaan, mits er genoeg vloeibaar water en warmte beschikbaar is. Radioactieve elementen, zoals aluminium-26, waarvan bekend is dat ze in vroege koolstofhoudende chondrieten voorkwamen, geven bij hun verval gammastraling af. Dit proces kan de warmte hebben geleverd die nodig was om ‘biomoleculen’ te vormen. Om dat te kunnen bevestigen hebben Kubukawa en haar nieuwe team nu onderzocht of dat inderdaad tot de vorming van aminozuren in vroege meteorieten kan hebben geleid. De onderzoekers losten formaldehyde en ammoniak op in water, sloten de oplossing af in glazen buizen en bestraalden deze vervolgens met energierijke gammastraling die afkomstig was van het verval van het radioactieve element kobalt-60. Daarbij hebben ze vastgesteld dat de productie van diverse soorten aminozuren toenam naarmate de totale dosis gammastraling werd verhoogd. Op basis van deze resultaten en de verwachte dosis gammastraling van het verval van aluminium-26, schatten de wetenschappers dat het duizend tot honderdduizend jaar zou hebben geduurd om de hoeveelheid aminozuren te produceren die in de in 1969 in Australië neergekomen Murchison-meteoriet is ontdekt. Daarmee is volgens de onderzoekers aangetoond dat bij radioactieve reacties in meteorieten inderdaad moleculen worden gevormd die aan het ontstaan van het leven op aarde kunnen hebben bijgedragen. (EE)
Meer informatie:
→ Meteorites plus gamma rays could have given Earth the building blocks for life
Nieuw onderzoek onder leiding van geowetenschapper Zhuang Guo van het Instituut voor Geochemie van de Chinese Academie van Wetenschappen biedt een mogelijke verklaring voor het bestaan van ongewoon sterke magnetische velden op de maan (Nature Communications, 23 november). Guo’s team analyseerde maangrond die in december 2020 door de maanlander Chang’e 5 op aarde werd afgeleverd, en ontdekte daarin deeltjes van het mineraal magnetiet, dat maar zelden voorkomt in bodemmonsters van de maan. Het magnetiet, een sterk magnetisch ijzererts, werd aangetroffen in submicroscopische bolvormige korrels ijzersulfide die op gesmolten druppels lijken. Deze vorm suggereert dat het magnetiet in de korrels het resultaat is van grote inslagen op het maanoppervlak. Anders dan aards bodemmateriaal is de maangrond extreem gereduceerd, wat betekent dat hij een overmaat aan elektronen bevat. Dat komt doordat de maan voortdurend wordt gebombardeerd met protonen van de zon. Deze toestand maakt het moeilijker voor ijzer om zich te binden aan zuurstof en zo ertsen te vormen, zoals op aarde. Dit betekent echter niet dat ertsvorming op de maan onmogelijk is. Ook eerder zijn al kleine korreltjes magnetiet aangetroffen in maanstof, maar daarvan werd aangenomen dat ze onder relatief lage temperaturen zijn gevormd en niet onder de hoge druk en temperatuur van meteorietinslagen op de maan, zoals het nieuwe onderzoek suggereert. Op basis van hun bevindingen denken de onderzoekers dat de wijdverspreide fijnste maangrond tevens magnetiet kan bevatten. Dat zou ook het bestaan van tot nu toe onverklaarbare magnetische anomalieën op de maan begrijpelijker maken. Eerder onderzoek suggereerde dat meteorieten bij hun inslag ferromagnetische materialen in het maanoppervlak hebben geïnjecteerd, en dat de projectielen ten minste een deel van de magnetische anomalieën in de omgeving van de inslagplaatsen kunnen verklaren. Het onderzoek van Guo en zijn team gaat nog een stap verder. Het toont aan dat de kracht van de inslagen ook materialen kan hebben getransformeerd tot submicroscopisch magnetiet, wat suggereert dat het mineraal wijder verspreid voorkomt op de maan. (EE)
Meer informatie:
→ Strange Magnetic Anomalies on The Moon Can Finally Be Explained (Science Alert)
Na dertig jaar plannen en onderhandelen is deze week de bouw begonnen van de Square Kilometre Array (SKA), ’s werelds grootste observatorium voor radioastronomie. Het reusachtige instrument – dat wordt gebouwd op locaties in Australië en Afrika – zal radiostraling uit het heelal opvangen en moet licht werpen op grote openstaande astronomische vraagstukken, zoals de aard van de donkere materie en de vorming van sterrenstelsels (Nature, 4 december). In 2012 werd besloten dat wat aanvankelijk als één reuzentelescoop was bedacht, uit twee instrumenten zou gaan bestaan – één in Zuid-Afrika en één in Australië. De grote afstanden tussen de antennes en hun grote aantallen maken dat de telescopen – respectievelijk SKA-Mid en SKA-Low geheten – met ongekende gevoeligheid radiostraling zullen opvangen. SKA-Low zal frequenties detecteren tussen 50 en 350 megahertz en SKA-Mid zal frequenties oppikken tussen 350 megahertz en 15,4 gigahertz. Beide zijn interferometers, waarbij vele schotelvormige antennes samen als één telescoop fungeren. SKA zal in fasen worden gebouwd en de eerste fase van 1,3 miljard euro zal naar verwachting in 2028 voltooid zijn. Nog eens 700 miljoen euro is gereserveerd voor de exploitatiekosten van de telescopen in de komende tien jaar. Het uiteindelijke doel is om duizenden schotels in Zuid-Afrika en Afrikaanse partnerlanden op te stellen, en een miljoen antennes in Australië. Het totale ontvangende oppervlak komt daarmee op één vierkante kilometer. De SKA-Low-radiotelescoop in Australië zal gaan bestaan uit ongeveer 131.000 twee meter hoge antennes, die aan stakerige kerstbomen doen denken. Ze worden verspreid over meer dan vijfhonderd stations van 256 antennes. Ook de voorbereidingen voor de bouw van de eerste reusachtige SKA-Mid-schotels zijn begonnen. De 197 antennes worden verspreid over de halfwoestijn Karoo in Zuid-Afrika. In 2024 zullen er vier klaar zijn en rond 2028 komen er nog veel meer bij. Ter plekke staat al de 64 schotels tellende Zuid-Afrikaanse MeerKAT-radiotelescoop opgesteld, die in 2021 in SKA-Mid zal opgaan. Eind dit jaar zal het in het Verenigd Koninkrijk gevestigde SKA-Observatorium (SKAO), de intergouvernementele organisatie die verantwoordelijk is voor de telescopen, voor 500 miljoen aan bouwopdrachten hebben uitgezet. Ongeveer zeventig procent daarvan gaat naar de industrie in de lidstaten. SKAO telt momenteel acht volwaardige leden: Australië, China, Italië, Nederland, Portugal, Zuid-Afrika, Zwitserland en het Verenigd Koninkrijk. Ook Frankrijk is van plan om toe te treden. (EE)
Meer informatie:
→ Construction of world’s largest radio observatory is finally under way (Nature)
Astronomen hebben een nabij voorbeeld ontdekt van een klein sterrenstelsel dat de kenmerken vertoont van de sterrenstelsels in het verre, vroege heelal. Het stelsel is slechts 1200 lichtjaar groot en heeft de bijnaam ‘Kiekeboe’ gekregen, omdat het in de afgelopen eeuw tevoorschijn is gekomen vanachter een ster in ons Melkwegstelsel. De ontdekking is het resultaat van de gezamenlijke inspanningen van diverse telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA en de Southern African Large Telescope (SALT). Kiekeboe is in vergelijking met andere nabije sterrenstelsels extreem metaalarm. Dat wil zeggen dat het weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium bevat. Ook de sterrenstelsels in het zeer vroege heelal bestonden vrijwel volledig uit waterstof en helium – de enige elementen die in grote hoeveelheden tijdens de oerknal werden geproduceerd. Zwaardere elementen, zoals koolstof, zuurstof, ijzer en calcium, zijn in de loop van de kosmische geschiedenis door sterren geproduceerd. De vroegste sterrenstelsels in het heelal waren dus onvermijdelijk metaalarm. Maar ook in het lokale heelal zijn nog metaalarme sterrenstelsels te vinden. Kiekeboe trok de aandacht van astronomen omdat het niet alleen een metaalarm stelsel is, zonder een substantiële populatie van oudere sterren, maar zich ook nog eens op slechts 20 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt – minstens twee keer zo dichtbij als de al bekende jonge, metaalarme stelsels. Kiekeboe werd meer dan twintig jaar geleden met de Parkes-radiotelescoop in Australië ontdekt als een gebied met koud waterstofgas. Pas later bleek uit waarnemingen in het ver-ultraviolet door NASA-satelliet GALEX dat het om een compact blauw dwergstelsel gaat. Maar zelfs toen beseften astronomen nog niet hoe bijzonder dit kleine sterrenstelsel is. Dat is nu pas duidelijk geworden. De Hubble-ruimtetelescoop heeft ongeveer zestig individuele sterren in het dwergstelsel kunnen onderscheiden, die bijna allemaal hooguit een paar miljard jaar oud lijken te zijn. SALT-metingen van het metaalgehalte van Kiekeboe maakten het plaatje compleet. Tezamen onderstrepen ze dat Kiekeboe heel anders is dan de meeste andere sterrenstelsels in het lokale heelal, die doorgaans bestaan uit sterren die vele miljarden jaren oud zijn. De kenmerken van de sterren van Kiekeboe wijzen erop dat het in chemisch opzicht een van de meest ‘maagdelijke’ sterrenstelsels is die ooit in het lokale heelal zijn opgespoord. Dat is heel opmerkelijk, omdat het lokale heelal al ruim 13 miljard jaar kosmische geschiedenis achter de rug heeft. Het onderzoeksteam is van plan om dit bijzondere dwergstelsel nog eens goed onder de loep te nemen met de zowel de Hubble- als de Webb-ruimtetelescoop. Dat moet een completer beeld geven van zijn sterrenpopulaties en hun metaalgehalte. (EE)
Meer informatie:
→ Peekaboo! A Tiny, Hidden Galaxy Provides a Peek into the Past
Onze aarde is een dynamische planeet met tektonische platen die onder invloed van opstijgende bellen magma langs en over elkaar heen schuiven. Omdat daar op Mars geen sprake van is, wordt veelal gedacht dat dit een saaie planeet is, waar de afgelopen drie miljard jaar weinig is gebeurd. Wetenschappers van de Universiteit van Arizona (VS) denken daar anders over. Zij hebben bewijs gevonden voor het bestaan van een actieve mantelpluim die het oppervlak van Mars omhoog duwt, en aardbevingen en vulkaanuitbarstingen veroorzaakt (Nature Astronomy, 5 december). De onderzoekers baseren hun vermoeden op de verrassende geologische activiteit op een hoogvlakte even ten noorden van de evenaar van Mars: Elysium Planitia. In tegenstelling tot andere vulkanische regio’s op Mars, waar al miljarden jaren geen grote activiteit is geweest, heeft Elysium Planitia de afgelopen 200 miljoen jaar grote uitbarstingen gekend. Het vulkanisme in Elysium Planitia vindt zijn oorsprong in de Cerberus Fossae, een reeks jonge scheuren die zich over meer dan 1200 kilometer over het Marsoppervlak uitstrekken. De afgelopen jaren heeft NASA’s Marslander InSight vastgesteld dat – om de een of andere reden – bijna alle ‘aardbevingen’ op Mars zich in dit ene gebied afspelen. Op aarde worden vulkanisme en aardbevingen doorgaans in verband gebracht met ofwel mantelpluimen ofwel platentektoniek. Omdat deze laatste op Mars niet voorkomt, ligt het voor de hand om de oorzaak van de seismische activiteit op Mars bij een mantelpluim te zoeken. Mantelpluimen zijn vergelijkbaar met de opstijgende klodders hete was in een lavalamp. Ze bestaan uit warm gesteente dat vanuit het binnenste van een planeet opstijgt en zich door de tussenliggende laag – de mantel –omhoog perst totdat het de onderkant van de vaste korst bereikt. Gevolg: aardbevingen, breuken en vulkaanuitbarstingen. Een bekend voorbeeld van dit proces is de eilandketen van Hawaï, die is ontstaan toen de Pacifische plaat langzaam over een mantelpluim schoof. Bij hun onderzoek van Elysium Planitia hebben de wetenschappers bewijs gevonden dat zich op Mars iets vergelijkbaars heeft afgespeeld. Het oppervlak ter plaatse is meer dan een kilometer omhoog getild, waardoor een van de hoogste gebieden in de uitgestrekte noordelijke laagvlakte van Mars is ontstaan. Analyses van subtiele variaties in het zwaartekrachtveld wijzen erop dat de oorzaak van dit proces diep in het inwendige van de planeet ligt – precies de plek waar je een mantelpluim zou verwachten. Andere metingen hebben aangetoond dat de bodems van inslagkraters in het gebied in de richting van de pluim zijn gekanteld, wat aantoont dat het oppervlak omhoog is geduwd nadat de kraters zijn gevormd. Toen de onderzoekers tot slot een tektonisch model toepasten op het gebied, ontdekten zij dat de vorming van de Cerberus Fossae alleen kan worden verklaard met een reusachtige, 4000 kilometer brede mantelpluim. Volgens de onderzoekers kunnen hun bevindingen implicaties hebben voor mogelijk leven op Mars. Het onderzochte gebied heeft in zijn recente geologische verleden raadselachtige overstromingen van vloeibaar water gekend. Het idee is nu dat de warmte van de opstijgende pluim het ijs ter plaatse heeft doen smelten, en chemische reacties in gang kan hebben gezet die gunstig zijn voor (primitief) bodemleven. (EE)
Meer informatie:
→ Giant mantle plume reveals Mars is more active than previously thought
De Webb-ruimtetelescoop heeft zijn infraroodcamera’s gericht op Saturnusmaan Titan, zodat astronomen weer eens een blik kunnen werpen op de grootste en een van de meest bijzondere manen van ons zonnestelsel. Het is de enige maan met een dichte atmosfeer en ook de enige met rivieren, meren en zeeën op zijn oppervlak – al zijn die niet gevuld met water, maar met methaan, ethaan en andere koolwaterstoffen. Astronomen nemen Titan al tientallen jaren waar – met ruimtesondes zoals de Voyagers 1 en 2 en Cassini, maar ook met telescopen op aarde. De Nederlandse astronoom Imke de Pater, werkzaam aan de Universiteit van Californië te Berkeley, geeft al vele jaren leiding aan Titan-waarnemingen met de Keck-telescopen op Hawaï. Nadat Webb de grote Saturnusmaan op 4 november in beeld had gebracht, ontdekte het Titan-team van de ruimtetelescoop twee wolken in diens atmosfeer. Daarop stuurde teamleider Conor Nixon snel een email naar De Pater en Berkeley-promovendus Katherine de Kleer om te vragen de wolken te bevestigen en hun beweging met de Keck-telescoop te volgen. Op een reeks Keck-beelden die ongeveer 30 en 54 uur later werden gemaakt zijn inderdaad vergelijkbare wolken te zien. Waarschijnlijk zijn het dezelfde, maar dan enigszins verschoven door de draaiing van de maan ten opzichte van de aarde. Hoewel de Webb- en Keck-beelden er voor het ongetrainde oog ongeveer hetzelfde uitzien, kunnen de instrumenten van de ruimtetelescoop metingen doen die met Keck niet mogelijk zijn. Zo kan Webb met behulp van infraroodspectroscopie de hoogte van wolken en nevels veel nauwkeuriger te bepalen. De nieuwe waarnemingen zullen astronomen helpen de weerpatronen op Titan beter te begrijpen in aanloop naar een NASA-missie naar deze maan, Dragonfly geheten, die in 2027 gelanceerd zal worden. Dragonfly is een drone met vier rotoren die de uitzonderlijke cocktail van chemische bestanddelen op Titan gaat onderzoeken, en naar tekenen van leven zal speuren. (EE)
Meer informatie:
→ Webb Space Telescope, Keck team up to study Saturn’s moon Titan
Toen de Amerikaanse Viking 1 bijna vijftig jaar geleden op het oppervlak van de planeet Mars was geland, registreerden zijn camera’s een troosteloos landschap van onduidelijke oorsprong. Nieuw onderzoek onder leiding van planeetwetenschapper Alexis Rodriguez suggereert dat de landingsplek zich mogelijk aan de rand van een gebied bevindt waar zich een megatsunami heeft afgespeeld. De vloedgolf zou zijn ontstaan toen een drie kilometer grote planetoïde ongeveer 3,4 miljard jaar geleden een noordelijke oceaan op Mars trof (Nature Scientific Reports, 1 december). Viking 1 landde op 20 juli 1976 op de benedenloop van een enorm drainagekanaal, gevormd door catastrofale overstromingen in de omgeving van de noordelijker gelegen vlakte Chryse Planitia. Maar tegen de verwachting lieten de beelden die de Marslander naar de aarde overseinde een met keien bezaaide vlakte zien, zonder rivierachtige kenmerken. Aanvankelijk werd gedacht dat Viking 1 op een dikke puinlaag was geland die door nabije meteorietinslagen was opgeworpen of anders uit gestolde lava bestond. Er waren echter maar weinig kraters in de buurt en ook brokken gestolde lava waren schaars. Het onderzoek van Rodriguez en collega’s biedt een alternatieve verklaring: een reusachtige vloedgolf is over het gebied gespoeld en heeft grote hoeveelheden sediment achtergelaten. Deze verklaring sluit aan bij een eerdere publicatie van Rodriguez, waarin hij suggereert dat er ongeveer drie miljard jaar geleden, toen Mars nog een nat klimaat had, twee van die megatsunami’s op de planeet hebben plaatsgevonden. Computersimulaties lieten zien dat de laatste megatsunami het resultaat kon zijn geweest van de inslag waarbij de bekende Marskrater Lomonosov was ontstaan. Voor de eerste tsunami werd echter geen voor de hand liggende kandidaat gevonden – tot nu toe dan. Bij het naspeuren van gegevens die door diverse om Mars cirkelende ruimtesondes zijn verzameld, zijn de planeetwetenschappers tot de conclusie gekomen dat ook de laaggelegen, 110 kilometer grote inslagkrater Pohl de veroorzaker van een megatsunami kan zijn geweest. Hij ligt bovenop een oud rivierenlandschap dat vermoedelijk is ontstaan toen het gebied voor het eerst onder water kwam te staan, maar is gedeeltelijk bedekt met afzettingen van een tweede megatsunami. De krater lijkt dus tijdens een natte periode op Mars te zijn ontstaan. Aan de hand van computersimulaties is aangetoond dat de door de Pohl-inslag veroorzaakte megatsunami inderdaad de landingsplaats van de Viking 1 kan hebben bereikt. Het moet een enorme vloedgolf zijn geweest met een beginhoogte van ongeveer 250 meter en sterke turbulenties. Daarmee zou de inslag qua aard en omvang vergelijkbaar zijn met de Chicxulub-inslag, die zich 66 miljoen jaar geleden op aarde heeft afgespeeld. (EE)
Meer informatie:
→ NASA May Have Landed on a Martian Megatsunami Deposit Nearly 50 Years Ago
Eerder dit jaar werd de Europese Very Large Telescope (VLT) gealarmeerd nadat een survey-telescoop een ongewone bron van zichtbaar licht had ontdekt. Samen met tal van andere telescopen werd de VLT snel op deze bron gericht: een superzwaar zwart gat in een ver sterrenstelsel dat een ster had opgeslokt en de restanten ervan in de vorm van een jet had uitgestoten. Uit de VLT-gegevens blijkt dat dit het verste voorbeeld van zo'n gebeurtenis was dat ooit is waargenomen (Nature, 30 november). Sterren die te dicht bij een zwart gat komen, worden door diens enorme getijdenkrachten uit elkaar getrokken. Zo'n gebeurtenis wordt een tidal disruption event (TDE) genoemd. In ongeveer één procent van de gevallen schieten bundels van plasma en straling uit de polen van het draaiende zwarte gat weg. In 1971 omschreef zwarte-gatenpionier John Wheeler het concept van TDE's met jets als 'een tube tandpasta die in het midden stevig wordt samengeknepen, waardoor aan beide uiteinden materie wegspuit'. Tot nu toe is nog maar een handjevol van deze TDE's met jets waargenomen, waardoor er nog niet veel over bekend is. Astronomen zijn daarom voortdurend op jacht naar deze extreme gebeurtenissen, om te begrijpen hoe de jets precies ontstaan en waarom ze maar bij zo weinig TDE's optreden. In het kader van deze zoektocht speuren veel telescopen, waaronder de Zwicky Transient Facility (ZTF) in de VS, regelmatig de hemel af naar tekenen van opvallende kortstondige gebeurtenissen, die vervolgens veel gedetailleerder onder de loep kunnen worden genomen met telescopen zoals de VLT. In februari van dit jaar ontdekte de ZTF een nieuwe bron van zichtbaar licht. De gebeurtenis, die te boek staat als AT2022cmc, leek op een gammaflits – de krachtigste lichtbron in het heelal. Het vooruitzicht om getuige te zijn van dit zeldzame verschijnsel bracht astronomen ertoe om 21 telescopen van over de hele wereld, waaronder de VLT, te activeren om de mysterieuze lichtbron beter te kunnen bekijken. Uit de gegevens die de VLT van het object heeft verzameld blijkt dat het licht van AT2022cmc zijn reis is begonnen toen het heelal nog maar ongeveer een derde van zijn huidige leeftijd had. Daarmee is AT2022cmc de verste TDE die ooit is ontdekt, maar dat is niet het enige bijzondere aspect van dit object. De weinige TDE's met jets die tot nu toe werden waargenomen, werden in eerste instantie opgemerkt met telescopen die hoogenergetische gamma- en röntgenstraling detecteren, maar nu is er dus voor het eerst eentje in zichtbaar licht opgespoord. (EE)
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Het botsingsexperiment dat twee jaar geleden door de Japanse ruimtesonde Hayabusa2 op de planetoïde Ryugu werd uitgevoerd, resulteerde in een onverwacht grote krater. Met behulp van computersimulaties is een team onder leiding van de Universiteit van Bern en het National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS er onlangs in geslaagd nieuwe inzichten aan het experiment te ontlenen over de vorming en evolutie van planetoïden (Nature Communications, 30 november). De ruimtesonde Hayabusa2 werd ontwikkeld om de geschiedenis van planetoïde Ryugu te bestuderen, en heeft bodemmonsters verzameld en op aarde afgeleverd die in laboratoria worden onderzocht. Eerder in zijn missie heeft hij ook een klein projectiel op het oppervlak van de planetoïde afgevuurd. De krater die bij de inslag ontstond was veel groter dan verwacht. Onderzoekers Martin Jutzi en Sabina Raducan van het Fysisch Instituut van de Universiteit van Bern hebben geprobeerd om dit resultaat met behulp van numerieke simulaties te reproduceren. De aard en grootte van een inslagkrater op een planetoïde worden door verschillende factoren bepaald. Op de eerste plaats door de specifieke eigenschappen van het projectiel, maar ook door de eigenschappen van de planetoïde, zoals diens consistentie en zwaartekracht. Uit de simulaties blijkt dat Ryugu waarschijnlijk een zeer losse inwendige structuur heeft en alleen bijeengehouden wordt door zwakke cohesiekrachten en zwaartekrachtsinteracties. Op basis daarvan kunnen de numerieke simulaties de waargenomen gevolgen van de inslag goed reproduceren. Uit de resultaten kan onder meer worden afgeleid dat de oppervlakken van kleine planetoïden als deze heel jong zijn. Ze laten tevens zien dat een lage cohesie een grote invloed kan hebben op de kratervorming. Het onderzoek van Jutzi en Raducan is ook van nut voor de DART-missie van NASA, waar zij eveneens aan deelnemen. De DART-sonde sloeg op 27 september jl. opzettelijk in op de planetoïde Dimorphos, om diens omloopbaan te veranderen. De bevindingen van de simulaties op Ryugu helpen bij de interpretatie van de resultaten van dit experiment. De Bernse onderzoekers werken aan de toepassing van hun nieuwe modellen op DART, om meer inzicht te krijgen in de eigenschappen van Dimorphos. De eerste simulaties zien er veelbelovend uit. (EE)
Meer informatie:
→ Small asteroids are probably young
Een Canadees onderzoeksteam heeft minstens twee nieuwe mineralen ontdekt die nooit eerder op aarde zijn gezien – niet in natuurlijke vorm althans. Ze maken een deel uit van een ruim 15 ton wegende ijzermeteoriet – de op acht na grootste meteoriet die ooit is gevonden – die in 2020 in Somalië werd opgemerkt door opaalzoekers. De lokale herders gebruikten hem al generaties lang als aambeeld voor het slijpen van messen (Space Exploration Symposium, 21 november). De twee bijzondere mineralen zijn aangetroffen in een fragmentje van 70 gram dat voor classificatie naar de Universiteit van Alabama (VS) werd gestuurd. Mogelijk bevindt zich daarin zelfs nog een derde onbekend mineraal. De beide eerste mineralen hebben de benamingen elaliïet en elkinstantoniet gekregen. De eerste verwijst naar de meteoriet zelf, die ‘El Ali’ wordt genoemd, omdat hij niet ver van de gelijknamige stad is gevonden. Het tweede mineraal is genoemd naar Lindy Elkins-Tanton, hoogleraar aan Arizona State University en hoofdonderzoeker van NASA’s komende ruimtemissie Psyche, die veel onderzoek heeft gedaan naar de vorming van de kernen van planeten. De mineralen konden vrij snel worden geïdentificeerd, omdat ze eerder al op synthetische wijze waren gefabriceerd. Ze konden daarom worden vergeleken met hun kunstmatige tegenhangers. De wetenschappers zullen de mineralen in de meteoriet blijven onderzoeken, om aanwijzingen te kunnen vinden over de omstandigheden waaronder de El Ali-meteoriet is ontstaan. Vermoed wordt dat hij behoort tot een familie van ijzermeteorieten die ooit deel hebben uitgemaakt van een en dezelfde planetoïde. Als slijpsteen zal de bijzondere meteoriet waarschijnlijk niet meer worden gebruikt. Hij is verscheept naar China, om aan de hoogstbiedende te worden verkocht. (EE)
Meer informatie:
→ New minerals discovered in massive meteorite may reveal clues to asteroid formation
Een recente analyse van gegevens van de in 2020 uitgeschakelde Spitzer-ruimtetelescoop, onder leiding van Wafa Zakri van de Universiteit van Jazan (Saoedi-Arabië), wijst uit dat jonge sterren zich in razend tempo voeden met gas uit de hen omringende schijf. Hun frequente vreetbuien worden afgesloten met uitbarstingen, waarbij de sterren sterk in helderheid toenemen. Uit het onderzoek blijkt dat wanneer ze ongeveer 100.000 jaar oud zijn – het equivalent van een 7 uur oude zuigeling – babysterren (officieel: ‘protosterren van klasse 0’) ongeveer eens in de vierhonderd jaar een flinke boer laten. Vanaf de aarde zijn deze uitbarstingen heel moeilijk waarneembaar, maar Spitzer bekeek het heelal door een ‘infraroodbril’ en heeft er in de loop van zijn carrière verscheidene kunnen registreren. Het team van Zakri heeft de waarnemingen doorgespit die Spitzer tussen 2004 en 2017 heeft gedaan van de Orionnevel, een bekend stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. Daarbij ontdekten de astronomen dat in genoemde periode drie van de 92 bekende babysterren in dit gebied een uitbarsting hebben vertoond. Twee daarvan waren tot nu toe onopgemerkt gebleven. Daaruit volgt een gemiddelde frequentie van ongeveer eens in de 400 jaar – veel vaker dan de 227 oudere protosterren in de Orionnevel. Uit vergelijking van de gegevens van Spitzer met die van andere infraroodtelescopen, waaronder de Europese ruimtetelescoop Herschel (2009-2013), konden de onderzoekers afschatten dat de uitbarsting van zo’n jonge ster ongeveer vijftien jaar duurt. Naar kosmische maatstaven groeien de babysterren bijzonder snel. Daarbij vertonen ze niet alleen frequente uitbarstingen, maar worden ze ook snel zwaarder. Tijdens hun vroegste levensfase verzamelen ze minstens de helft van hun uiteindelijke massa. (EE)
Meer informatie:
→ Baby Star ‘Burps’ Tell Tales of Frantic Feeding
Astronomen hebben vastgesteld dat de sterren in een sterrenhoop zichzelf kunnen reguleren. Ze laten slechts een beperkt aantal sterren geboren worden, voordat de grootste en helderste leden van de groep het meeste gas – de grondstof voor nieuwe sterren – uit de sterrenhoop verdrijven. Dit proces zet een flinke rem op de stervorming. Een en ander blijkt uit waarnemingen van de grote gaswolk RCW 36, die voornamelijk uit geïoniseerd waterstofgas bestaat – dat wil zeggen: uit waterstofatomen die hun elektronen zijn kwijtgeraakt. Dit stervormingsgebied maakt deel uit van ons Melkwegstelsel en is ongeveer 2900 lichtjaar verwijderd van de aarde. RCW 36 omvat een jonge sterrenhoop en vertoont twee holtes waaruit het waterstofgas is verdreven. Tussen de holtes rond de sterrenhoop bevindt zich ook een ring van gas. Tezamen vormen zij een zandlopervormig geheel. Uit waarnemingen met de röntgensatelliet Chandra blijkt dat het gas in het centrum van RCW 36, nabij de twee heetste en zwaarste sterren van de sterrenhoop, een temperatuur van ongeveer twee miljoen graden heeft. Deze sterren zijn de belangrijkste leveranciers van het hete gas. Gegevens van de infraroodtelescoop van de onlangs uit de vlucht genomen ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA en de radiotelescoop APEX laten zien dat de centrale ring uit koud, dicht gas bestaat, met temperaturen van meer dan 250 graden onder nul. De SOFIA-gegevens laten verder zien dat zich aan de randen van de beide holtes schillen van koud gas bevinden die met een snelheden van ongeveer 15.000 kilometer per uur uitdijen. Dit gas wordt waarschijnlijk naar buiten gedreven door de druk van het hete gas dat met Chandra is waargenomen. Ook hebben de onderzoekers aanwijzingen gevonden dat zich rond de centrale ring koud gas bevindt dat met nog hogere snelheden uit RCW 36 ontsnapt. De grote snelheden waarmee het gas op diverse plaatsen wordt verdreven zullen ertoe leiden dat het centrum van de gaswolk binnen enkele miljoenen jaren vrijwel geen gas meer bevat. En daarmee zal er ook een einde komen aan de vorming van nieuwe sterren. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers See Stellar Self-Control in Action
Met behulp van gegevens van de Indiase SARAS3-radiotelescoop is een onderzoeksteam onder leiding van promovendus Harry Bevins van de Universiteit van Cambridge meer te weten gekomen over de kenmerken van de eerste sterren en sterrenstelsels in het zeer vroege heelal (Nature Astronomy, 28 november). Paradoxaal genoeg ontlenen de onderzoekers hun nieuwe inzichten aan het feit dat het signaal waarnaar zij zochten – de zogeheten 21-centimeterlijn van waterstof – níét werd gevonden. Dankzij deze non-detectie kunnen ze beperkingen opleggen aan de eerste sterrenstelsels die 200 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Hoewel we deze vroege sterrenstelsels nog niet rechtstreeks kunnen waarnemen, helpen de nieuwe resultaten ons begrijpen hoe het heelal is veranderd van een grotendeels lege ruimte naar een heelal vol sterren. Inzicht in het vroege heelal, toen de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd, is een van de belangrijkste doelstellingen van de nieuwe grote sterrenwachten die in aanbouw zijn. Een daarvan, de Square Kilometre Array (SKA) die tegen het einde van dit decennium bedrijfsklaar moet zijn, zal waarschijnlijk opnamen kunnen maken van het vroege heelal, maar voor de huidige telescopen bestaat de uitdaging erin het kosmologische signaal van de eerste sterren te detecteren, zoals dat door dichte wolken van waterstofgas wordt heruitgezonden. Dit radiosignaal – de 21-centimeterlijn - wordt geproduceerd door waterstofatomen in het vroege heelal. Anders dan de recent gelanceerde Webb-ruimtetelescoop, waarmee individuele sterrenstelsels in het vroege heelal rechtstreeks in beeld kunnen worden gebracht, kan het onderzoek van de 21-centimeterlijn met radiotelescopen ons iets vertellen over hele populaties van nóg vroegere sterrenstelsels. Om dit signaal te detecteren, zoeken astronomen naar radiostraling van waterstofatomen in het vroege heelal, die is beïnvloed door het licht van de eerste sterren en de straling achter de ‘waterstofmist’. Eerder dit jaar hebben dezelfde onderzoekers een methode ontwikkeld waarmee zij naar eigen zeggen door deze mist heen kunnen kijken en licht van de eerste sterren kunnen detecteren. Sommige van deze technieken zijn bij het huidige onderzoek al in de praktijk gebracht. In 2018 heeft een andere onderzoeksgroep, die het zogeheten EDGES-experiment uitvoert, een resultaat gepubliceerd dat hintte op een mogelijke detectie van dit vroegste licht. Tot nu toe is het echter niet gelukt om dit resultaat te bevestigen, en recente SARAS3-gegevens lijken het te ondergraven. Bij hun nieuwe analyse van de SARAS3-gegevens heeft het team van Bevins en collega’s verschillende astrofysische scenario’s getest die het EDGES-resultaat zouden kunnen verklaren, maar daarbij geen overeenkomstig signaal gevonden. Wel kon het team enkele beperkingen opleggen aan de eigenschappen van de eerste sterren en sterrenstelsels. Het onderzoek sluit met name die scenario’s uit waarin, zoals het EDGES-experiment suggereerde, de vroegste sterrenstelsels op radiogolflengten meer dan duizend keer zo helder waren als de huidige sterrenstelsels, maar slechts matige opwarmers van waterstofgas. De gegevens onthullen ook iets waarop al eerder is gezinspeeld, namelijk dat de eerste sterren en sterrenstelsels een meetbare bijdrage kunnen hebben geleverd aan de kosmische achtergrondstraling, die een overblijfsel is van de oerknal. (EE)
Meer informatie:
→ Non-detection of key signal allows astronomers to determine what the first galaxies were – and weren’t – like
Astronomen van onder andere de Universiteit van Amsterdam hebben met een computersimulatie ontdekt hoe hoogfrequente schommelingen in de intensiteit van de röntgenstraling bij zwarte gaten ontstaan. Ze zagen dat de zeer dunne, sterk gekantelde accretieschijf rond een zwart gat mogelijk in tweeën scheurt en dat de ‘flikkeringen’ door het uitzetten en krimpen van de binnenste schijf worden geproduceerd. Het resultaat van het onderzoek onder leiding van Gibwa Musoke (UvA) is geaccepteerd voor publicatie in Monthy Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). Zwarte gaten (zowel stellaire als die in de centra van sterrenstelsels) voeden zich met omringende materie, wat de meest energetische processen in het heelal kan aandrijven. Materie gevangen in het immense zwaartekrachtpotentieel van een zwart gat wervelt eromheen en vormt een zogeheten accretieschijf, die helder schijnt bij röntgenfrequenties. Quasi periodieke oscillaties (QPO’s), variaties in de intensiteit van de röntgenstraling, blijken een gemeenschappelijk kenmerk van het accretieproces te zijn en worden waargenomen bij alle zwarte gaten. Hoogfrequente quasi-periodieke oscillaties (HFQPO’s) zijn van bijzonder belang omdat astronomen vermoeden dat ze ontstaan in het binnenste gedeelte van de accretieschijf, dicht bij het zwarte gat, waar de zwaartekracht extreem is en de effecten van algemene relativiteit overheersen. Als het mechanisme achter hun productie wordt begrepen, kunnen HFQPO’s worden gebruikt om belangrijke informatie te verkrijgen over het accretieproces, de aard van zwarte gaten en de zwaartekracht. Dat het team een HFQPO in de simulatie ontdekte, was volgens Musoke een grote verrassing: ‘We hebben een mogelijke oorsprong van HFQPO’s ontdekt. In de simulatie scheurt de sterk gekantelde accretieschijf in tweeën, waarbij een binnenschijf en een buitenschijf worden gevormd. De binnenschijf ondergaat een ‘ademende’ beweging, waarbij de schijf snel uitzet en inkrimpt. We laten voor het eerst zien dat deze adembeweging in dunne, gekantelde schijven kan resulteren in de productie van HFQPOs.’ Numerieke simulaties die rekening houden met de effecten van algemene relativiteit en magnetische velden zijn belangrijk voor het modelleren van accretieschijven rond zwarte gaten, en hebben de potentie om de mysteries rond QPO’s bloot te leggen. De overgrote meerderheid van deze simulaties heeft tot nu toe accretieschijven gemodelleerd die geometrisch dik zijn en uitgelijnd met de draaiingsas van het zwarte gat. Maar simulaties van dunne, sterk gekantelde accretieschijven zijn buitengewoon moeilijk uit te voeren en vereisen extreme rekenkracht. De geavanceerde simulatie van een zeer dunne accretieschijf die sterk gekanteld is ten opzichte van de draaiingsas van het zwarte gat, behoort tot de grootste astrofysische simulaties die ooit zijn uitgevoerd.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Een team van astronomen onder leiding van Olga Zakhozhay van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland) heeft een reusachtige exoplaneet ontdekt bij de zonachtige ster HD 114082. Met een leeftijd van slechts 15 miljoen jaar is deze ‘super-Jupiter’ de jongste exoplaneet in zijn soort waarvan de astronomen de straal en de massa hebben kunnen bepalen. Hij is ongeveer net zo groot als ‘onze’ Jupiter, maar heeft acht keer zoveel massa. Deze combinatie laat zich moeilijk rijmen met de meest gangbare modellen voor planeetvorming (Astronomy & Astrophysics Letters, 25 november). Astronomen denken dat reuzenplaneten op twee manieren kunnen ontstaan. Beide vinden plaats binnen de protoplanetaire schijf van gas en stof rond een jonge centrale ster. Bij het eerste proces, zogeheten ‘kernaccretie’, wordt in eerste instantie een vaste kern van rotsachtig materiaal opgebouwd. Zodra deze kern een kritische massa heeft bereikt, trekt zijn zwaartekracht het omringende waterstof- en heliumgas aan, waardoor zich uiteindelijk een grote gasplaneet vormt. Het tweede scenario, dat ‘schijfinstabiliteit’ wordt genoemd, gaat uit van gravitationeel instabiele dichte gaswolken die direct ineenstorten tot een grote gasplaneet zonder rotskern. Afhankelijk van de aannames voor deze twee scenario’s zou het gas met verschillende snelheden moeten afkoelen, wat bepalend is voor de temperatuur van de jonge gasplaneet. Nieuwe planeten kunnen dus een ‘koude start’ of een ‘hete start’ doormaken, wat leidt tot waarneembare verschillen aan de hand waarvan onderscheid kan worden gemaakt tussen de modellen. Momenteel geven astronomen bij reuzenplaneten zoals HD 114082 de voorkeur aan het kernaccretiescenario met hete start. Aangezien heet gas een groter volume omvat dan koud gas, zou men opmerkelijke verschillen tussen de omvang van de waargenomen planeten moeten meten. Deze verschillen zouden het grootst zijn bij jonge planeten, en in de loop van de honderden miljoenen jaren na hun vorming geleidelijk afnemen. Op het eerste gezicht tart HD 114082 b alle verwachtingen. De planeet is ongeveer even groot als Jupiter, maar zijn massa bedraagt maar liefst acht Jupitermassa’s. Dit betekent dat de dichtheid van HD 114082 b in vergelijking met de huidige modellen twee à drie keer te groot is voor een jonge gasreus van slechts 15 miljoen jaar oud. Opmerkelijk genoeg is de dichtheid van de gasplaneet tweemaal zo groot als die van de aarde, terwijl deze laatste een rotsachtige planeet is met een ijzer-nikkelkern, en niet grotendeels uit de lichte elementen waterstof en helium bestaat, zoals Jupiter. In vergelijking met de huidige modellen is HD 114082 b dus duidelijk te klein voor zijn massa. Dat kan betekenen dat hij een ongewoon grote vaste kern heeft. Maar het is ook denkbaar dat de modellen onjuist zijn en dat ze de snelheid waarmee deze gasreuzen kunnen afkoelen onderschatten. Of misschien is het wel een combinatie van beide. (EE)
Meer informatie:
→ A young gas giant exoplanet has astronomers puzzled
De Very Large Telescope (VLT) op Cerro Paranal in het noorden van Chili heeft een scherpere blik gekregen – in het infrarood dan. De Europese telescoop heeft versterking gekregen van de enhanced Resolution Imager and Spectrograph (ERIS), een combinatie van een camera en spectrograaf. ERIS werd in december 2021 in Chili afgeleverd, en afgelopen februari zijn de eerste testwaarnemingen gedaan. De eerste ‘officiële’ ERIS-opname toont het 45 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 1097 in het sterrenbeeld Fornax (Oven). In vergelijking met eerdere opnamen, die nog met de vorige camera NACO zijn gemaakt, is de beeldkwaliteit er enorm op vooruitgegaan. De ring van gas en stof die op de foto te zien is, bevindt zich in het centrum van NGC 1097. De heldere vlekjes in de ring zijn stellaire kraamkamers. In het hart van het stelsel houdt zich een superzwaar zwart gat schuil, dat zich voedt met materie uit zijn omgeving. Ter indicatie: het afgebeelde gebied beslaat een stukje hemel dat dertig keer zo klein is als de volle maan. ERIS is uitgerust met adaptieve optiek. Sensoren doen voortdurend metingen van de atmosferische turbulentie door een echt hemelobject of een kunstmatige laser-volgster te volgen. De verkregen informatie wordt tot wel duizend keer per seconde doorgestuurd naar de flexibele secundaire spiegel van de VLT, die de beeldonscherpte corrigeert. ERIS is ontworpen en gebouwd onder leiding van het Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik (Duitsland), met bijdragen van onder meer de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Met het nieuwe instrument kunnen de meest uiteenlopende hemelobjecten worden onderzicht, van exoplaneten en protoplanetaire schijven rond jonge sterren tot verre sterrenstelsels. (EE)
Meer informatie:
→ Sharper infrared eyes for the VLT: ERIS sees first light
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Cristina Martínez-Lombilla (Universiteit van New South Wales, Australië), heeft een nieuwe techniek toegepast op het zwakke schijnsel tussen sterrenstelsels - zogeheten ‘intra-groepslicht’ - om de daar aanwezige sterren te karakteriseren (MNRAS, 24 november). Er is weinig bekend over intra-groepslicht. De helderste delen ervan zijn ruwweg vijftig keer zo zwak als de donkerste nachthemel op aarde en laat zich zelfs met de grootste telescopen op aarde en in de ruimte uiterst moeilijk detecteren. Met hun gevoelige techniek, die het licht van alle objecten elimineert, behalve dat van het intra-groepslicht, konden de onderzoekers de zwakke gloed niet alleen detecteren, maar kwamen ze ook van alles te weten over de sterren die de gloed veroorzaken. Ze bepaalden de leeftijden van deze sterren en hun chemische samenstelling, en vergeleken deze met die van sterren die nog deel uitmaken van sterrenstelsels. Hun conclusie: de intra-groepssterren zijn jonger en minder metaalrijk dan de omringende sterrenstelsels. De ontheemde sterren in het intra-groepslicht waren niet alleen ‘anachronistisch’, maar bleken ook een andere oorsprong te hebben dan hun naaste buren. Ze vertoonden overeenkomsten met de nevelige ‘staart’ van een verder weg gelegen sterrenstelsel. Dankzij deze combinatie van aanwijzingen konden de astronomen de geschiedenis van het intra-groepslicht reconstrueren en nagaan hoe de betreffende sterren in hun ‘niemandsland’ terecht zijn gekomen. Het lijkt erop dat deze sterren op enig moment aan hun eigen sterrenstelsels zijn onttrokken en nu vrij ronddolen. Dat gebeurt wanneer sterren uit een sterrenstelsel worden meegesleurd door een passerend zwaar satellietstelsel. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers observe intra-group light – the elusive glow between distant galaxies
Nieuw onderzoek, onder leiding van promovendus Jiwon Jesse Jan van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, heeft de werkelijke vorm van de diffuse sterrenwolk rond de schijf van ons Melkwegstelsel onthuld. Decennialang dachten sterrenkundigen dat deze zogeheten stellaire halo min of meer bolvormig was, zoals een strandbal. Maar uit een nieuw model, gebaseerd op recente waarnemingen, blijkt dat de stellaire halo langwerpig en gekanteld is, zoals een rugbybal die net is weggeschopt (The Astronomical Journal, 15 november). De stellaire halo van de Melkweg is het zichtbare deel van de zogeheten galactische halo. Deze laatste wordt gedomineerd door de onzichtbare donkere materie, die haar bestaan uitluitend merkbaar maakt via de zwaartekracht die zij uitoefent. Elk sterrenstelsel heeft zijn eigen halo van donkere materie. Deze halo’s dienen als een soort draagconstructie die de ‘normale’, zichtbare materie in bedwang houdt. Deze zichtbare materie vormt dan weer sterren en andere waarneembare galactische structuren. Om meer te weten te komen over galactische halo’s in het algemeen, en de galactische halo en de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel in het bijzonder, is de stellaire halo een goed startpunt. Het vaststellen van de vorm ervan is echter niet gemakkelijk, om de eenvoudige reden dat wij erin zijn ingebed. De stellaire halo is nogal diffuus en strekt zich uit tot enkele honderdduizenden lichtjaren boven en onder het schijfvormige deel van ons Melkwegstelsel, waar ons zonnestelsel zich bevindt. Toch zijn astronomen er de afgelopen jaren in geslaagd duizenden sterren te identificeren die deze ijle halo bevolken. Ze laten zich van andere Melkwegsterren onderscheiden door hun specifieke chemische samenstelling (gemeten met behulp van spectroscopie) en door hun afstanden en bewegingen aan de hemel. Op die manier hebben astronomen ontdekt dat de halosterren niet gelijkmatig verdeeld zijn. Door naar ruimtelijke patronen in de verdeling van sterren te zoeken – zoals opeenhopingen en stromen van sterren – proberen ze erachter te komen hoe de stellaire halo van ons Melkwegstelsel tot stand is gekomen. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van twee grote datasets die de afgelopen jaren zijn opgebouwd en waarmee de stellaire halo beter dan ooit in kaart is gebracht. De eerste set is afkomstig van Gaia, een Europese satelliet die nauwkeurige metingen doet van de posities, bewegingen en afstanden van miljoenen sterren in de Melkweg, waaronder een aantal relatief nabije halosterren. De tweede dataset is die van H3 (Hectochelle in the Halo at High Resolution) – een onderzoek dat wordt uitgevoerd met de MMT-telescoop van de Fred Lawrence Whipple-sterrenwacht in Arizona. H3 heeft gedetailleerde waarnemingen verzameld van tienduizenden sterren in de stellaire halo die zich buiten het bereik van Gaia bevinden. Uit de combinatie van deze gegevens doemt een model van de stellaire halo op dat duidelijk niet bolvormig is. De gemeten vorm is in overeenstemming met een recente, toonaangevende theorie over de vorming van dit deel van Melkweg. Volgens deze theorie werd de stellaire halo gevormd toen een klein sterrenstelsel 7 à 10 miljard jaar geleden in botsing kwam met ons veel grotere Melkwegstelsel. Als gevolg van deze botsing is het dwergstelsel uiteengereten, en hebben zijn sterren zich verspreid over de halo. Deze gang van zaken verklaart waarom de sterren in de halo zo sterk afwijken van de ‘inheemse’ sterren van de Melkweg. De resultaten van het onderzoek geven een indicatie van hoe de interactie tussen het binnenkomende dwergstelsel en de Melkweg moet zijn verlopen. De rugbybal-vorm is een afspiegeling van twee opeenhopingen van sterren in de halo. Deze opeenhopingen zijn vermoedelijk ontstaan toen het dwergstelsel twee omlopen om de Melkweg maakte. Daarbij is het stelsel tweemaal afgeremd in het verste punt van zijn omloopbaan, en heeft het daar extra veel sterren achtergelaten. De kanteling van de halo wijst erop dat het dwergstelsel onder een hoek de Melkweg is binnengekomen. Hoewel er sinds de botsing enorm veel tijd is verstreken, zouden de sterren in de halo zich inmiddels weer moeten hebben gesetteld in een bolvormige structuur. Het feit dat dit niet is gebeurd, wijst er volgens de onderzoekers op dat de dominante onderliggende halo van donkere materie (om onduidelijke redenen) ook scheef staat. (EE)
Meer informatie:
→ The Tilt in our Stars: The Shape of the Milky Way's Halo of Stars is Realized
Waarnemingen van de exoplaneet WASP-39b met de Webb-ruimtetelescoop, onder leiding van Natalia Batalha van de Universiteit van Californië te Santa Cruz (VS), hebben een schat aan informatie opgeleverd over diens dichte atmosfeer (Nature, 22 september). WASP-39b is een ‘donzige’ versie van de planeet Saturnus in ons eigen zonnestelsel – al weten we niet of hij ringen heeft. Hij draait om een 700 lichtjaar verre ster die iets minder massa heeft dan onze zon. Bij de nieuwe waarnemingen is gebruik gemaakt van zogeheten transits oftewel planeetovergangen. Zo’n transit vindt plaats als een om een ster draaiende planeet van ons uit gezien voor zijn moederster langs trekt. Exoplaneten staan doorgaans te ver weg om daadwerkelijk te kunnen waarnemen hoe het donkere planeetschijfje voor zijn ster schuift. Maar wat wel kan worden waargenomen zijn de bijbehorende helderheidsvariaties. Tijdens een transit blokkeert de planeet immers een deel van het sterlicht. De aldus veroorzaakte helderheidsdipjes kunnen worden gebruikt om meer te weten te komen over de atmosfeer van de exoplaneet. WASP-39b heeft een relatief dikke atmosfeer. Als je tijdens een transit de planeet daadwerkelijk tegen de heldere ster zou zien afsteken (wat niet zo is), zou je een donker schijfje zien, omgeven door een dunne gekleurde ring van sterlicht dat door de atmosfeer van de planeet is gefilterd. Dit heeft tot gevolg dat het ‘dimmen’ van het sterlicht kleurafhankelijk is: het hangt af van de golflengte waarop we de ster en haar planeet waarnemen. Als het donkere planeetschijfje bijvoorbeeld omgeven is door een dunne blauwe ring, betekent dit dat zijn atmosfeer wel blauw licht doorlaat, maar geen rood licht. Hierdoor zou het dimmen van het sterlicht door een roodfilter duidelijker te zien zijn dan door een blauwfilter. De Webb-ruimtetelescoop neemt bij onderzoeken als deze de transit niet waar door filters, maar maakt gebruik van spectroscopie om de planeetovergang op een breed scala van infrarode golflengten te observeren. Door deze spectroscopische waarnemingen te vergelijken met modellen van de atmosfeer van de planeet hebben de astronomen een schat aan informatie kunnen verzamelen. In augustus van dit jaar maakten Batalha en haar team al de ontdekking bekend van koolstofdioxide in de atmosfeer van WASP-39b. Van een toen nog raadselachtig kenmerk in het spectrum is nu vastgesteld dat het door zwaveldioxide wordt veroorzaakt. Net als ozon in de aardatmosfeer worden zwaveldioxidemoleculen gevormd wanneer de bovenste delen van de atmosfeer van een exoplaneet worden bestookt met energierijke fotonen van diens moederster. Het feit dat WASP-39b zo dicht bij zijn ster staat (acht keer dichterbij dan Mercurius bij onze zon) maakt hem tot een ideaal onderzoeksobject voor deze reacties. Uit andere gegevens kunnen conclusies worden getrokken over het vormingsproces van de planeet. Met name de verhoudingen tussen koolstof en zuurstof, kalium en zuurstof, en zwavel en waterstof wijzen op een ontstaansgeschiedenis waarbij kleine rotsachtige objecten (‘planetesimalen’) op elkaar botsten en samensmolten tot de huidige, vrij grote planeet. Het gegeven dat WASP-39b veel meer zuurstof bevat dan koolstof, suggereert dat hij aanvankelijk veel verder van zijn ster verwijderd was dan nu. De vergelijking van waarnemingen met modellen leverde ook informatie op over het wolkendek van de planeet: dat is geen egale ‘deken’, maar een versnipperde verzameling wolken, die niet uit water bestaan, maar uit sulfiden en silicaten. (EE)
Meer informatie:
→ Milestone for JWST exoplanet observations: atmosphere properties in more detail than ever before
Een team van astronomen onder leiding van postdoc Anya Nugent van Northwestern University (VS) heeft de meest uitgebreide catalogus tot nu toe samengesteld van sterrenstelsels waarin korte gammaflitsen hebben plaatsgevonden. Met behulp van diverse gevoelige instrumenten en geavanceerde computermodellen van sterrenstelsels hebben de onderzoekers de ‘thuisbasis’ van 84 korte gammaflitsen vastgesteld en 69 van de bijbehorende sterrenstelsels onderzocht (The Astrophysical Journal, 21 november). Korte gammaflitsen zijn uitbarstingen van de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling: gammastraling. Ze duren slechts enkele seconden, maar vervolgens gloeien ze nog uren na op de golflengte van zichtbaar licht. Een korte gammaflits ontstaat wanneer twee om elkaar heen draaiende neutronensterren naar elkaar toe spiralen, en uiteindelijk botsen en samensmelten. Al sinds NASA’s Swift-satelliet in 2005 de eerste nagloeiende korte gammaflits ontdekte, proberen astronomen te begrijpen welke sterrenstelsels, en onder welke omstandigheden, deze krachtige uitbarstingen ontstaan. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat ongeveer 85% van de korte gammaflitsen afkomstig is van jonge sterrenstelsels die in flink tempo nieuwe sterren produceren. Ze ontdekten ook dat gammaflitsen talrijker waren toen het heelal veel jonger was dan nu. Bovendien vonden deze flitsen op grotere afstanden van de centra van sterrenstelsels plaats dan voorheen bekend was. Tot nu toe stond van slechts enkele tientallen korte gammaflitsen vast uit welk sterrenstelsel ze kwamen. Met de nieuwe catalogus is dit aantal in één klap verviervoudigd. Bij het samenstellen ervan is gebruik gemaakt van gegevens van diverse grote telescopen, zoals Keck, Gemini, MMT en Magellan. Daarnaast hebben de astronomen ook gegevens van de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer gebruikt. Hoewel het overgrote deel van de korte gammaflitsen afkomstig is van jonge sterrenstelsels, treden ze ook op in oude, bijna ‘uitgeputte’ stelsels. Dat betekent dat systemen van twee om elkaar wentelende neutronensterren in uiteenlopende omgevingen kunnen ontstaan, en dat de tijdspanne tussen vorming en botsing in veel gevallen kort is. De astronomen vermoeden dan ook dat de korte gammaflitsen die ze in jonge sterrenstelsels hebben aangetroffen, afkomstig zijn van neutronenstersystemen die tijdens een stellaire ‘geboortegolf’ zijn ontstaan, en dermate compact waren dat het al heel vroeg tot een botsing kwam. In oudere sterrenstelsels heeft de vorming van neutronenstersystemen mogelijk langer geduurd of vonden de waargenomen gammaflitsen plaats in wijdere neutronenstersystemen. Daardoor kwam het pas laat tot een botsing. (EE)
Meer informatie:
→ Short gamma-ray bursts traced farther into distant universe
Afgelopen zaterdag ontdekte astronoom David Rankin van de Mount Lemon-sterrenwacht bij Tuscon, Arizona (VS) tijdens routinewaarnemingen een kleine planetoïde (≥1 meter) of (waarschijnlijker) meteoroïde (<1 meter), die slechts drie uur later zou neerkomen bij het Eriemeer in Canada. De ruimtesteen, met de aanduiding 2022 WJ1, is de kleinste planetoïde/meteoroïde die is ontdekt terwijl hij zich (nog) in de ruimte bevond. En het was voor de zesde keer dat een planetoïde-inslag met succes werd ‘voorspeld’. Anders dan bij voorgaande gelegenheden drong de ruimtesteen de aardatmosfeer binnen boven dichtbevolkt gebied. Daardoor is het zeer heldere lichtspoor dat hij veroorzaakte door tientallen mensen gezien, gehoord en gefilmd. De meeste brokstukken van het object zijn waarschijnlijk in het Eriemeer terechtgekomen. (EE)
Meer informatie:
→ Asteroid hit Canada hours after discovery (EarthSky.org)
Op opnamen van de Webb-ruimtetelescoop zijn twee raadselachtig heldere sterrenstelsels ontdekt, die al ongeveer 350 en 450 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Ze zien er opvallend anders uit dan de volwassen sterrenstelsels die we tegenwoordig om ons heen zien (The Astrophysical Journal Letters, 20 november). De verre jonge sterrenstelsels, die de aanduidingen GLASS-z12 en GLASS-z10 hebben gekregen, zetten in extreem hoog tempo gas om in sterren. Ze zijn ruwweg bol- of schijfvormig en veel kleiner dan ons Melkwegstelsel. De sterproductie in beide stelsels is waarschijnlijk al 100 miljoen jaar na de oerknal, die 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond, op gang gekomen. De Webb-waarnemingen brengen astronomen dichter bij de consensus dat opmerkelijk veel sterrenstelsels in het vroege heelal aanzienlijk helderder waren dan verwacht. Dit betekent dat er met de ruimtetelescoop nog veel meer vroege sterrenstelsels kunnen worden opgespoord. De astronomen die de vroege Webb-beelden hebben geanalyseerd denken dat de twee heldere sterrenstelsels zeer massarijk kunnen zijn geweest en talrijke lichte sterren bevatten, net als latere sterrenstelsels. Maar het is ook denkbaar dat ze minder massa hebben en uit veel kleinere aantallen Populatie III-sterren bestaan. Populatie III-sterren zijn hypothetische sterren die vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan en – anders dan de huidige sterren – vrijwel geen elementen zwaarder dan helium bevatten. Sterren van dit type zouden extreem zwaar, heet en helder zijn. Nader onderzoek moet hier meer duidelijkheid over geven. De huidige schattingen van de afstanden van de twee sterrenstelsels zijn gebaseerd op metingen van hun infraroodkleuren – een relatief onnauwkeurige methode. Spectroscopische vervolgmetingen met de Webb-ruimtetelescoop kunnen niet alleen uitsluitsel geven over de afstanden van de verre sterrenstelsels, maar ook over de elementaire samenstelling van hun sterrenpopulatie. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Draws Back Curtain on Universe's Early Galaxies
Het Radboud Radio Lab van de Radboud Universiteit en technologiebedrijf ATG Europe gaan intensiever samenwerken om een radiotelescoop te bouwen aan de achterkant van de maan. Deze samenwerking valt binnen het grotere programma van de European Space Agency (ESA) voor meerdere missies naar onder andere de maan. Als onderdeel van ESA’s grote missieprogramma Terrae Novae coördineert Radboud-astronoom Marc Klein Wolt een ‘topical team’. Dit team, dat onder meer bestaat uit vijftig internationale wetenschappers, zet zich in om een radiotelescoop te bouwen aan de achterkant van de maan. Deze telescoop moet het mogelijk maken voor astronomen om radiostraling te meten afkomstig uit het heelal vlak na de oerknal. Hiermee hopen ze meer te weten te komen over hoe het heelal zich heeft ontwikkeld vanaf dat moment. ‘ATG Europe was al onderdeel van ons team, maar nu gaan we intensiever samenwerken en krijgt het bedrijf een grotere rol’, vertelt Marc Klein Wolt. ‘We gaan samen werken aan nieuwe technologieën, zoals opblaasbare structuren, flexibele zonnecellen en lichtgewicht elektronica die bestand moet zijn tegen de extreme condities op de maan.’Naar verwachting reist de ESA-lander met de antennes rond 2033 af naar de achterkant van de maan. Maar al iets eerder, ongeveer in 2028, is er ook een missie gepland naar de zuidpool van de maan. Daarnaast is Klein Wolt in gesprek met collega’s van NASA om te onderzoeken of de Nederlandse antennes ook meegestuurd kunnen worden met Amerikaanse maanmissies.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Opnamen van de Europese ruimtesonde Mars Express laten zien dat de planeet Mars verrassend aardse wolkenpatronen kent, die doen denken aan die in de tropische zones van onze eigen planeet (Icarus, 15 november). De atmosferen van de aarde en Mars verschillen enorm. De droge, koude atmosfeer van Mars bestaat bijna volledig uit koolstofdioxide, terwijl die van de aarde rijk is aan stikstof en zuurstof. En de dichtheid van de Marsatmosfeer is meer dan vijftig keer zo gering. Bij recent onderzoek is specifiek gekeken naar twee stofstormen die zich in 2019 bij de noordpool van Mars voordeden. De stormen werden gevolgd tijdens de lokale lente, een periode waarin zich rond de terugtrekkende ijskap vaak stormen ontwikkelen. Twee camera’s aan boord van Mars Express – de Visual Monitoring Camera (VMC) en de High Resolution Stereo Camera (HRSC) – hebben samen met de MARCI-camera van NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter de stormen vanuit een baan om de planeet in beeld gebracht. Uit de VMC-opnamen blijkt dat de stofstormen met regelmatige cycli van enkele dagen lijken te ontstaan en te verdwijnen, waarbij ze gemeenschappelijke kenmerken en vormen vertonen. Met name op de bredere HRSC-beelden zijn opvallende spiraalstructuren te zien. Deze zijn duizend tot tweeduizend kilometer lang, en hun oorsprong is gelijk aan die van lagedrukgebieden die op onze planeet op gematigde breedtes worden waargenomen. De Mars-beelden laten zien dat de stofstormen uit regelmatig verspreide kleinere wolkencellen bestaan, die gerangschikt zijn als korrels of kiezels. Deze textuur wordt ook gezien bij wolken in de atmosfeer van de aarde. Hij ontstaat door convectie, waarbij warme lucht opstijgt omdat deze minder dicht is dan de koelere lucht eromheen. De lucht stijgt op in het midden van kleine wolkencellen en daalt na afkoeling via de smalle openingen rond de cellen weer af. Op aarde bevat de opstijgende lucht waterdamp die tot wolken condenseert. De stofwolken die Mars Express heeft vastgelegd laten hetzelfde proces zien, maar op Mars bevatten de opstijgende luchtkolommen stof in plaats van water. De zon warmt dit stof op, waardoor het opstijgt en net zulke cellen vormt als aardse wolken. Door de bewegingen van de afzonderlijke cellen te volgen, kan ook de windsnelheid worden gemeten. Deze metingen laten zien dat de wind met snelheden tot 140 km/u over de wolken blaast en de cellen uitrekt. Verder kan uit de schaduwen die de stofwolken op het Marsoppervlak werpen worden afgeleid dat deze zich zes tot elf kilometer boven de grond bevinden. (EE)
Meer informatie:
→ Martian dust storms churn up Earth-like clouds
NASA’s Webb-ruimtetelescoop heeft een opname gemaakt van de protoster L1527 in het sterrenbeeld Stier. De ster-in-wording bevindt zich in de hals van een zandloper-vormige structuur die alleen zichtbaar is in infrarood licht. De protoster zelf is niet te zien, maar precies in het midden van de hals is wel de hem omringende schijf van gas en stof waarneembaar, waarin zich planeten kunnen vormen. Boven en onder deze protoplanetaire schijf lekt licht van de ster naar buiten, waardoor holtes in het omringende gas en stof worden aangelicht. De blauw en oranje gekleurde holtes ontstaan doordat materiaal van de protoster wegschiet en in botsing komt met materie in de omgeving. De kleuren worden veroorzaakt door stoflagen die zich tussen de wolk en ons in bevinden. De gebieden waar het stof het dunst is kleuren blauw; waar de stoflaag dikker is, kan minder blauw licht ontsnappen en ontstaan oranje gebieden. Op de foto zijn ook filamenten van moleculaire waterstof te zien die een klap mee hebben gekregen van het materiaal dat de protoster uitstoot. De daarbij optredenden schokken en turbulenties verhinderen de vorming van nieuwe sterren, die anders overal in de wolk zouden ontstaan. Het gevolg is dat de protoster zijn omgeving domineert en veel materiaal voor zich opeist. Ondanks de chaos die hij veroorzaakt is de protoster L1527 nog maar ongeveer 100.000 jaar oud – relatief jong naar kosmische begrippen. Hij wordt beschouwd als een protoster van klasse 0 – het vroegste stadium van stervorming. Protosterren als deze, die nog gehuld zijn in een donkere wolk van stof en gas, hebben nog een lange weg te gaan voordat zij volwaardige sterren worden. L1527 is nog niet begonnen om door middel van kernfusie energie op te wekken. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Catches Fiery Hourglass as New Star Forms
Uit de analyse van de allereerste foto van de Webb-ruimtetelescoop blijkt dat het in Nederland ontwikkelde MIRI-instrument nog beter werkt dan gedacht. Groningse onderzoekers tonen aan dat de infraroodtelescoop details laat zien van sterrenstelsels uit de tijd dat het heelal slechts ongeveer 1 miljard jaar oud was. Deze periode is belangrijk voor astronomen omdat toen de eerste sterrenstelsels werden gevormd. De analyse verschijnt binnenkort in The Astrophysical Journal. De afgelopen twintig jaar moesten onderzoekers het doen met infraroodbeelden van Spitzer. Deze ruimtetelescoop kon op lange golflengten slechts terugkijken tot ongeveer 2 à 3 miljard jaar na de oerknal. ‘Je zou misschien denken het miljard jaar eraf van Webb niet zo veel uitmaakt’, zegt onderzoeksleider Edoardo Iani (Rijksuniversiteit Groningen). ‘Maar dan kom je precies in de tijd dat de eerste sterrenstelsels werden gevormd. Dus we zijn heel blij met onze resultaten.’ Dankzij de infraroodbeelden van de Webb-ruimtetelescoop zagen de astronomen onder andere sterrenstelsels die nog niet eerder waren ontdekt. Ook konden ze preciezer berekenen hoeveel sterren aanwezig waren in heel jonge, verre sterrenstelsels. Mede-auteur van de analyse Karina Caputi (Rijksuniversiteit Groningen), verwacht dat er binnenkort meer en diepere Webb-beelden beschikbaar komen. ‘Misschien kunnen we dan wel een stukje doordringen in de ‘dark ages’. Toen we het MIRI-instrument ontwierpen, hadden we stiekem gehoopt dat het zou lukken, maar het lijkt nu ook echt te gaan gebeuren.’ MIRI is ontwikkeld door de ruimteagentschappen NASA (VS) en ESA (Europa), samen met een aantal Europese partners. De MIRI-spectrometer kwam tot stand dankzij inspanningen van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) en onderzoeksinstituten in het Verenigd Koninkrijk en Duitsland. Het ontwerp en de bouw werden uitgevoerd door de NOVA Optische-Infraroodgroep bij ASTRON in Dwingeloo in samenwerking met enkele andere Nederlandse instituten en universiteiten.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Geraint Lewis, astrofysicus aan de Universiteit van Sydney, heeft aanwijzingen gevonden dat het Andromedastelsel een ‘kannibaal’ is die groeit door met tussenpozen kleinere sterrenstelsels te verorberen (arXiv, 15 november). De onderzoeksresultaten zijn gebaseerd op de ontdekking van een structuur van bolvormige sterrenhopen in Andromeda die buiten het sterrenstelsel zijn ontstaan. Deze structuur wordt de Dulais-structuur genoemd – Welsh voor ‘zwarte stroom’. De Dulais-structuur bestaat uit de restanten van een kolossale ‘vreetbui’ in het relatief recente verleden. Het is een donkere stroom die wordt aangelicht door sterrenhopen waarvan de omloopbanen afwijken van die van andere sterrenhopen in Andromeda. Dat bewijst dat sterrenstelsels zoals Andromeda (en ook onze eigen Melkweg trouwens) groeien door kleinere stelsels op te slokken. Het Andromedastelsel vertoont sporen van minstens twee van die vreetbuien. Ruwe schattingen geven aan dat de meest recente zich ergens in de afgelopen 5 miljard jaar heeft voltrokken, terwijl de eerdere 8 tot 10 miljard geleden plaatsvond. Bij hun onderzoek hebben Lewis en zijn collega’s gegevens geanalyseerd over de snelheden en de chemische eigenschappen van de bolvormige sterrenhopen die de Dulais-structuur vormen, wat een tweedimensionaal beeld heeft opgeleverd. Als volgende stap willen de onderzoekers meer inzicht krijgen in de afstanden van de sterrenhopen. Dat maakt het mogelijk om de geschiedenis van Andromeda in drie dimensies te reconstrueren, en kan nauwkeuriger worden vastgesteld wanneer de beide ‘feestmalen’ hebben plaatsgevonden. (EE)
Meer informatie:
→ A dark stream sheds new light on the life of galaxies
