Dankzij de nieuwste gegevens van de Europese astrometrische ruimtesonde Gaia zijn astronomen meer te weten gekomen over hoe het onze zon de komende miljarden jaren zal vergaan. Op 13 juni van dit jaar werd de derde grote gegevenscatalogus van Gaia openbaar gemaakt. Een belangrijk onderdeel daarvan is een database met de intrinsieke eigenschappen van honderden miljoenen sterren. Gaia doet uitzonderlijk nauwkeurige metingen van de schijnbare helderheden van sterren, zoals waargenomen vanaf de aarde, en van hun kleuren. Uit deze gegevens kunnen de basiskenmerken van een ster worden afgeleid, zoals diens temperatuur, grootte en massa. Gedurende zijn bestaan is de massa van een ster relatief stabiel, maar naarmate hij ouder wordt beginnen temperatuur en omvang sterk te variëren. Deze veranderingen worden bepaald door het soort kernfusiereacties dat op dat moment in de ster plaatsvindt. Met een leeftijd van ongeveer 4,57 miljard jaar is onze zon momenteel van middelbare leeftijd. Ze fuseert in een gestaag tempo waterstof tot helium en is doorgaans vrij stabiel – op het saaie af. Maar dat zal niet altijd zo blijven. Wanneer de waterstof in haar inwendige opraakt, zullen de kernfusiereacties gaan haperen en groeit onze ster uit tot een rode reus. Maar wanneer en hoe snel gebeurt dit?Om die vraag te kunnen beantwoorden, heeft een team onder leiding van Orlagh Creevey van het Observatoire de la Côte d'Azur, Frankrijk, de meest recente Gaia-gegevens uitgekamd. Ze hebben daarbij met name gezocht naar sterren met oppervlaktetemperaturen van 3000 tot 10.000 graden, omdat dit de langstlevende sterren in het Melkwegstelsel zijn, die tezamen een goed beeld geven van diens geschiedenis. Vervolgens hebben Orlagh en haar collega’s de steekproef zo gefilterd dat alleen sterren met dezelfde massa en chemische samenstelling als de zon overbleven. Deze 5863 sterren hebben ze vervolgens in een zogeheten Hertzsprung-Russell-diagram gezet. Omdat niet op leeftijd werd geselecteerd, liggen de meeste sterren binnen een specifieke strook op dat diagram: de zogeheten hoofdreeks. Dat zijn rustige sterren van middelbare leeftijd. Wanneer een ster instabiel wordt, verlaat hij deze strook (filmpje). Tezamen geven de sterren in het diagram een goed beeld van de evolutie van onze zon. Uit hun posities in het Hertzsprung-Russell-diagram kan worden afgeleid hoe haar lichtkracht en temperatuur de komende miljarden jaren zullen veranderen. Rond de tijd dat zij 8 miljard jaar oud zal onze zon haar hoogste temperatuur bereiken, en vervolgens afkoelen en opzwellen. In de twee à drie miljard jaar daarna verandert zij vervolgens in een rode reuzenster, die uiteindelijk zijn gasmantel afstoot. Het enige wat dan nog resteert is een zwakke witte dwergster. (EE)
Meer informatie:
→ Gaia reveals the past and future of the Sun
De ster Betelgeuse schittert als een robijnrode lichtvlek in de rechterbovenhoek van het wintersterrenbeeld Orion. Maar van dichtbij gezien kennen astronomen hem als een ziedend monster met een 400 dagen durende hartslag van regelmatige pulsaties. De oude ster staat te boek als ‘superreus’, omdat hij is opgezwollen tot een verbluffende diameter van ongeveer anderhalf miljard kilometer. Als hij in het centrum van ons zonnestelsel zou worden geplaatst, zou hij reiken tot aan de baan van Jupiter. Zijn uiteindelijke lot is om te exploderen als een supernova. Wanneer dat uiteindelijk gebeurt, zal Betelgeuze vanaf de aarde kortstondig overdag aan de hemel te zien zijn. Maar in aanloop naar deze catastrofale explosie vertoont de ster ook nu al het nodige vuurwerk. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop en andere telescopen hebben astronomen vastgesteld dat de ster in 2019 een enorm stuk van zijn zichtbare oppervlak heeft weggeblazen. Zoiets is nog nooit eerder bij een ster gezien. Onze eigen zon vertoont weliswaar regelmatig ‘massa-ejecties’, waarbij materiaal uit haar buitenste atmosfeer, de corona, wordt weggeblazen. Maar deze uitbarstingen vallen in het niet bij wat zich op Betelgeuze heeft afgespeeld: zijn uitbarsting was 400 miljard keer zo heftig. De eerste aanwijzing dat er iets bijzonders gaande was, kwam toen de ster eind 2019 op mysterieuze wijze donkerder werd. Toen zijn oppervlak afkoelde, vormde zich een immense wolk van stof die zijn oppervlak aan het zicht onttrok. Deze opmerkelijke vertoningen duurde enkele maanden. Astronomen die de nasleep van de uitbarsting volgen, denken dat de monsterster nu langzaam bijkomt van zijn uitbarsting en dat zijn uitgestrekte atmosfeer zich aan het herstellen is. Maar ondertussen galmt zijn inwendige nog na als een kerkklok die met een voorhamer is geslagen, waardoor de normale cyclus van de ster wordt verstoord. Van een regelmatige 400-daagse pulsatie lijkt (tijdelijk?) geen sprake meer te zijn. Dit betekent overigens niet dat de monsterster binnenkort zal exploderen, maar zijn stuiptrekkingen blijven astronomen verbazen. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble Sees Red Supergiant Star Betelgeuse Slowly Recovering After Blowing Its Top
Wanneer een kleine planetoïde de dampkring van de aarde binnenkomt, wordt zijn oppervlak dermate heet, dat het smelt en versplintert. Daarom was het enigszins raadselachtig waarom flinke brokstukken van het oppervlak van zo’n planetoïde toch de grond weten te bereiken. Een onderzoeksteam onder leiding van de Nederlands-Amerikaanse wetenschapper Peter Jenniskens heeft daar een verklaring voor gevonden. In 2008 werd een slechts zes meter grote planetoïde in de nabijheid van de aarde ontdekt (2008 TC3), die krap een dag later in de aardatmosfeer terechtkwam en een heldere meteoor veroorzaakte. Het brok gesteente viel boven de Nubische Woestijn van Soedan uit elkaar, wat resulteerde in een ‘regen’ van meteorieten die verspreid over een gebied van zeven bij dertig kilometer neerploften. Geholpen door Muawia Shaddad van de Universiteit van Khartoum en diens studenten trok Jenniskens erop uit om deze meteorieten op te sporen. Alles bij elkaar werden meer dan zeshonderd ruimtestenen gevonden – sommige zo groot als een vuist, maar de meeste niet groter dan een duimnagel. Van elk exemplaar werd de vindplaats genoteerd. Tot verrassing van de onderzoekers lagen de grotere meteorieten meer verspreid dan de kleinere. Op zoek naar een verklaring werd in samenwerking van het NASA Ames Research Center een computersimulatie gemaakt van de intrede van 2008 TC3, die liet zien hoe de smelting en verbrokkeling van de planetoïde moet zijn verlopen. Uit de simulatie blijkt dat de eerste fragmenten loskwamen van de zijkanten van de planetoïde. De val van de kleinste meteorieten werd al snel afgeremd door de wrijving met de atmosfeer, waardoor ze dicht bij de centrale lijn van het strooigebied neerkwamen. De wat grotere exemplaren lieten zich minder snel afremmen en belandden verderop. Pas nadat de voorkant van de planetoïde volledig was gesmolten, verbrokkelden ook diens achterkant en onderkant. Daarbij werden relatief grote brokstukken van het oppervlak van de planetoïde weggeslingerd, die daardoor hogere relatieve snelheden kregen en verder van de centrale lijn terechtkwamen. De grootste brokstukken die gevonden zijn, zijn dus waarschijnlijk afkomstig van het achterste en onderste deel van de oorspronkelijke planetoïde. (EE)
Meer informatie:
→ What part of a space rock survives to the ground?
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), voor het eerst gas waargenomen in een circumplanetaire schijf – een schijf van materie rond een exoplaneet. Ook zijn er aanwijzingen gevonden dat de planeet in het centrum van de schijf heel jong is. Een circumplanetaire schijf is een samenraapsel van gas, stof en grover puin. Door samenklontering van dit materiaal ontstaan manen en andere kleine rotsachtige objecten – een proces dat zich ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ook rond de planeet Jupiter moet hebben afgespeeld. Onderzoek van jonge circumplanetaire schijven biedt dus een kijkje in de vroege jeugd van ons eigen zonnestelsel. Bij het bekijken van AS 209, een jonge ster die zich op ongeveer 395 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Slangendrager bevindt, ontdekten de astronomen een lichtvlek in het hart van een verder lege holte in het gas rondom de ster. Dat resulteerde in de ontdekking van de circumplanetaire schijf rond een mogelijke planeet van het kaliber Jupiter. Astronomen houden dit stersysteem nauwlettend in de gaten, zowel vanwege de afstand van de planeet tot zijn ster als vanwege de jeugdige leeftijd van de ster. De exoplaneet bevindt zich op een afstand van maar liefst 30 miljard kilometer van de centrale ster, wat in strijd is met de meest gangbare theorieën over het ontstaan van planeten. En als de geschatte leeftijd van de ster – slechts ongeveer 1,6 miljoen jaar – klopt, zou de planeet weleens een van de jongste kunnen zijn die ooit zijn waargenomen. Dat jonge exoplaneten omringd zijn door schijven van gas en puin werd al lang vermoed, maar tot voor kort ontbrak het harde bewijs hiervoor. Pas in 2019 hebben ALMA-wetenschappers, bij waarnemingen van de jonge exoplaneet PDS 70c, voor het eerst een circumplanetaire schijf waargenomen – een ontdekking die in 2021 werd bevestigd. (EE)
Meer informatie:
→ ALMA Makes First-Ever Detection of Gas in a Circumplanetary Disk
Een onderzoeksteam onder leiding van Michael Zhang van het California Institute of Technology (Caltech) heeft drie gasachtige exoplaneten opgespoord, elk iets kleiner dan Neptunus, die zich lijken te ontwikkelen tot ‘superaardes’ – rotsachtige planeten die maximaal anderhalf keer zo groot zijn als onze eigen planeet. Dat komt doordat hun moedersterren intense straling uitzenden, die de dikke atmosferen van de planeten wegblaast. Als het verlies aan atmosferische gassen in het huidige tempo doorgaat, zullen de planeten hun atmosferen uiteindelijk kwijtraken, en blijven kleinere rotsachtige werelden achter. Eerder dit jaar meldden dezelfde onderzoekers al dat er helium leek te ontsnappen uit de atmosfeer van een van deze ‘mini-neptunussen’. Maar ze hielden toen nog de mogelijkheid open dat het om een uniek geval ging. Om die mogelijkheid uit te sluiten, hebben de astronomen nu gekeken naar nog eens drie mini-neptunussen die om andere sterren draaien. Elk van deze planeten schuift af en toe voor zijn ster langs, en daarbij absorbeert zijn heliumatmosfeer een deel van het sterlicht. Dat maakt het mogelijk om grootte en vorm van de planeetatmosfeer te meten. Uit de waarnemingen blijkt dat de atmosferen van de drie planeten niet bolvormig zijn, zoals je verwacht bij een atmosfeer die aan een planeet gebonden is. Dat wijst erop dat ook deze drie planeten in een gestaag tempo helium verliezen. Het heeft er dus alle schijn van dat mini-neptunussen en superaardes twee loten van dezelfde stam zijn. (EE)
Meer informatie:
→ Mini-Neptunes may become super-Earths as the exoplanets lose their atmospheres (ScienceNews)
Vorig jaar lanceerde een team van astrofysici van verschillende Amerikaanse universiteiten STARFORGE: een project dat het ontstaansproces van sterren realistisch nabootst. Met behulp van deze computersimulaties hebben de wetenschappers nu ontdekt waardoor de massa’s van sterren worden bepaald – een vraagstuk dat astronomen al tientallen jaren bezighoudt. Daarbij heeft het team vastgesteld dat stervorming een zelfregulerend proces is. Met andere woorden: sterren bepalen zelf hun massa. Dit verklaart waarom sterren die in verschillende omgevingen zijn gevormd, toch vergelijkbare massa’s hebben. De ruimte is gevuld met reusachtige wolken, bestaande uit koud gas en stof. Langzaam trekt de zwaartekracht ver van elkaar verwijderde delen van zo’n gaswolk naar elkaar toe, waardoor er verdichtingen ontstaan. De materialen in deze ‘klonters’ vallen naar binnen, komen in botsing met elkaar en genereren warmte. Zo ontstaat een ‘protoster’ – een ster-in-wording. Elke protoster is omgeven door een draaiende schijf van gas en stof, waarin zich planeten kunnen vormen. Of planeten rond een ster ooit leven kunnen herbergen, hangt af van de massa van de ster en de manier waarop deze is gevormd. Daarom is een goed begrip van het stervormingsproces van cruciaal belang om te bepalen waar leven in het heelal kan ontstaan. Bekend was al dat sterren die veel groter en zwaarder zijn dan onze zon zeldzaam zijn: ze maken slechts één procent van alle pasgeboren sterren uit. En voor elk van deze zware sterren zijn er tien zonachtige sterren en dertig dwergsterren. Uit waarnemingen blijkt dat deze verhoudingen overal in ons Melkwegstelsel, en zelfs in alle dwergstelsels daaromheen, gelijk zijn – zowel in pasgevormde sterrenhopen als in sterrenhopen die al miljarden jaren bestaan. Maar waarom dat zo is, was decennialang een raadsel. De nieuwe computersimulaties hebben nu aangetoond dat er bij de vorming van nieuwe sterren een terugkoppelingsproces optreedt, dat de zwaartekracht tegenwerkt. Door de straling die pasgevormde sterren uitzenden en de massa die ze uitstoten in de vorm van straalstromen (jets) en sterrenwinden, beïnvloeden ze hun omgeving zodanig, dat binnen een populatie van nieuwe sterren altijd dezelfde massaverdeling ontstaat. (EE)
Meer informatie:
→ Stars determine their own masses
De nieuwe Webb-ruimtetelescoop is nog maar ruim een maand in bedrijf, maar breekt nu al records. Bij een analyse van de eerste gegevens van de ruimtetelescoop is een ver sterrenstelsel opgespoord dat al 235 miljoen jaar na de oerknal heeft bestaan. Het licht van het sterrenstelsel, met de aanduiding CEERS-93316, heeft er meer dan 13,5 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. (De afkorting CEERS staat voor Cosmic Evolution Early Release Science Survey.) De ontdekking is gedaan door een team van instituten in het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Denemarken en de VS. Naast CEERS-93316 hebben de astronomen nog vijf andere extreem verre sterrenstelsels ontdekt. Hun resultaten zullen binnenkort worden gepubliceerd in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, maar op arXiv is al een ‘preprint’ beschikbaar. In een interview met Universe Today benadrukken de ontdekkers overigens dat de afstand van CEERS-93316 nog moet worden bevestigd met behulp van spectroscopische vervolgwaarnemingen. Maar tegelijkertijd verwachten ze dat Webb in staat is om sterrenstelsels op te sporen die minder dan 200 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Heel erg lang zal het nieuwe record dus waarschijnlijk niet standhouden. (EE)
Meer informatie:
→ Edinburgh astronomers find most distant galaxy
Na de geslaagde lancering van ruimtesonde Lucy, op 16 oktober vorig jaar, kwamen NASA-technici tot de nare ontdekking dat een van de twee grote zonnepanelen van de ruimtesonde – die als een waaier open had moeten gaan – niet volledig was ontvouwen. Lucy heeft tot taak om vanaf 2025 minstens acht planetoïden – kleine rotsachtige overblijfselen uit de oertijd van ons zonnestelsel – te gaan verkennen, waaronder vier exemplaren die de planeet Jupiter in diens baan om de zon volgen. Daarbij is de ruimtesonde volledig afhankelijk van haar zonnepanelen. Het was NASA er dan ook veel aan gelegen om ook het tweede zonnepaneel volledig op te spannen. Na veel gepuzzel kwamen de technici tot de conclusie dat het koord waarmee het zonnepaneel moest worden opengetrokken waarschijnlijk verstrikt was geraakt in zijn ‘haspel’. Na maanden van tests en simulaties besloot NASA om nog eens aan het koord te trekken, maar ditmaal wat harder door tevens de backup-motor van het zonnepaneel te gebruiken. Dat is grotendeels gelukt: het zonnepaneel is nu voor 99 procent opengevouwen en staat ook strakker dan voorheen. Het is alleen niet vastgeklonken, maar dat lijkt niet problematisch. Volgens het Amerikaanse ruimteagentschap zal Lucy haar onderzoeksprogramma nu volgens plan kunnen afwerken. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Team Troubleshoots Asteroid-Bound Lucy Across Millions of Miles
De Webb-ruimtetelescoop heeft detailrijke nieuwe infraroodopnamen gemaakt van het Karrenwielstelsel en twee kleinere begeleidende sterrenstelsels. De beelden geven meer inzicht in hoe het ‘Karrenwiel’ in de loop van de miljarden jaren is veranderd. Het Karrenwielstelsel, dat zich op een afstand van ongeveer 500 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Beeldhouwer bevindt, is een opvallende verschijning. Zoals zijn naam al aangeeft, heeft het stelsel veel weg van een karrenwiel. Deze vorm is het resultaat van een botsing met een kleiner sterrenstelsel, dat zich inmiddels uit de voeten heeft gemaakt. Het Karrenwiel vertoont twee ringen: een heldere binnenring en een omringende, kleurrijke buitenring. Deze structuren breiden zich vanuit het centrum van de botsing naar buiten toe uit, zoals de kringen in een vijver waar een steen in is geworpen. Sterrenstelsels van dit type worden ook wel ringstelsels genoemd. De heldere kern van het stelsel bevat enorme hoeveelheden warm stof en biedt plaats aan omvangrijke jonge sterrenhopen. De buitenring, die al zo’n 440 miljoen jaar aan het uitdijen is, is het toneel van stervorming en supernova’s. Al uitdijend baant deze ring zich een weg door het omringende gas, wat de vorming van nieuwe sterren bevordert. Het Karrenwielstelsel is al met tal van andere telescopen bekeken, waaronder ook de Hubble-ruimtetelescoop. Maar op zichtbare golflengten wordt het zicht op het sterrenstelsel gehinderd door enorme hoeveelheden stof. Met zijn infraroodcamera’s NIRCam en MIRI kijkt de Webb-ruimtetelescoop door dat stof heen. NIRCam heeft afzonderlijke sterren en stervormingsgebieden in beeld gebracht, en laat de verschillen zien tussen oudere en jongere sterpopulaties. De MIRI-gegevens laten zien dat de gekromde ‘spaken’ van het sterrenstelsel rijk zijn aan koolwaterstoffen en andere chemische verbindingen, maar ook aan silicaatstof, dat vergelijkbaar is met het stof dat op aarde rijkelijk aanwezig is. De nieuwe waarnemingen onderstrepen dat het Karrenwiel zich in een overgangsfase bevindt. Het sterrenstelsel, dat vóór de botsing vermoedelijk een normaal spiraalstelsel was, vergelijkbaar met onze Melkweg, zal blijven veranderen. (EE)
Meer informatie:
→ Webb Captures Stellar Gymnastics in the Cartwheel Galaxy
Er is een superaarde ontdekt nabij de leefbare zone van een rode dwergster op slechts 37 lichtjaar van de aarde. Het is de eerste ontdekking met een nieuw instrument van de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï, waaraan veertien jaar is gewerkt (Publication of the Astronomical Society of Japan, 30 juni). Rode dwergen zijn sterren die kleiner en koeler zijn dan onze zon. Driekwart van alle sterren in ons Melkwegstelsel behoort tot deze categorie en ook in onze naaste omgeving zijn tal van deze dwergsterren te vinden. Vanwege hun nabijheid zijn deze rode dwergen belangrijke doelwitten bij de zoektocht naar exoplaneten en buitenaards leven. Maar door hun geringe omvang en lage temperatuur zenden ze in vergelijking met andere soorten sterren weinig zichtbaar licht uit, waardoor het moeilijk is ze te bestuderen. Omdat rode dwergen helderder zijn in het infrarood, is de Subaru-telescoop nu uitgerust met een spectrometer die specifiek voor dit golflengtegebied is bedoeld. Dit instrument, de Infrared Doppler, detecteert de kleine schommelbewegingen die een ster maakt als daar een of meer planeten omheen draaien. De nu ontdekte superaarde heeft vier keer zoveel massa als de aarde en draait om de ster Ross 508 in het sterrenbeeld Slang. De planeet doet er slechts elf dagen over om één omloop om zijn moederster te maken. Bijzonder is dat hij een elliptische baan lijkt te doorlopen die zich uitstrekt tot in de leefbare zone van de ster – het gebied waar de omstandigheden geschikt zijn voor de aanwezigheid van vloeibaar water op het planeetoppervlak. Of er ook daadwerkelijk water of leven is op de planeet zal verder onderzoek moeten uitwijzen. (EE)
Meer informatie:
→ Super-Earth Skimming Habitable Zone of Red Dwarf
Een samenwerkingsverband onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Nagoya (Japan) heeft onderzoek gedaan naar de aard van de donkere materie rond sterrenstelsels waarvan het licht er twaalf miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Het resultaat wijst erop dat de ‘spelregels’ van de kosmologie niet van toepassing zijn op het vroege heelal (Physical Review Letters, 1 augustus). Door de eindige snelheid van het licht zien we verre sterrenstelsels niet zoals ze nu zijn, maar zoals ze er miljarden jaren geleden uitzagen. Het kost heel veel moeite om zulke verre objecten waar te nemen, maar nog moeilijker is het om donkere materie op te sporen: die zendt voor zover bekend helemaal geen licht uit. Bij het opsporen van donkere materie vertrouwen astronomen daarom op de zwaartekracht. Ze zoeken naar sterrenstelsels die nog verder weg staan dan het stelsel waarvan ze de donkere materie willen onderzoeken. De zwaartekracht van zo’n voorgrondstelsel, inclusief donkere materie, vervormt de omringende ruimte en tijd, zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie. Wanneer licht van een achtergrondstelsel deze gebrekkige ‘lens’ passeert, wordt het afgebogen, waardoor het beeld van het sterrenstelsel vervormd raakt. En hoe meer donkere materie zich in en rond de ‘lens’ (het voorgrondstelsel) heeft verzameld, des te groter is de vervorming. Het probleem is echter dat sterrenstelsels in de diepste krochten van het heelal ongelooflijk zwak zijn. Hierdoor is de zwaartekrachtlenstechniek minder goed bruikbaar naarmate we dieper het heelal in kijken. Eerdere onderzoeken reikten dan ook niet verder dan 8 tot 10 miljard lichtjaar. Om dit probleem te omzeilen, en donkere materie op nog grotere afstanden in kaart te brengen, heeft een team onder leiding van Hironao Miyatake van de Universiteit van Nagoya een andere bron van achtergrondlicht gebruikt: de microgolfstraling die vrijkwam bij de oerknal. Met behulp van gegevens van de Europese Planck-satelliet hebben de astronomen gemeten hoe de kosmische achtergrondstraling wordt vervormd door de donkere materie in sterrenstelsels op afstanden van ruwweg 12 miljard lichtjaar. Een voorlopige analyse van deze metingen laat zien dat 12 miljard jaar geleden – oftewel slechts 1,7 miljard jaar na het ontstaan van ons heelal – de verdeling van de donkere materie in sterrenstelsels afwijkt van de voorspellingen van de standaardtheorie van de kosmologie: het Lambda-CDM-model. Volgens deze theorie zijn subtiele fluctuaties in de kosmische achtergrondstraling het gevolg van de samenklonteringen van (donkere en ‘normale’) materie, die tot de vorming van sterren en sterrenstelsels hebben geleid. De bevindingen van Miyatake en zijn collega’s suggereren dat de ’klonterigheid’ van de materie in het vroege heelal geringer was dan het Lambda-CDM-model voorspelt. Als dit resultaat overeind blijft, zou dat erop wijzen dat het model onbetrouwbaarder is als je ver teruggaat in de tijd. Maar zover is het nog niet: daarvoor is het resultaat volgens Miyatake nog te onzeker. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists reveal distribution of dark matter around galaxies 12 billion years ago
Nooit eerder werden er zoveel raketten gelanceerd als in 2021: 133. En het ziet ernaar uit dat ook 2022 een recordjaar gaat worden, met name dankzij China en SpaceX. Tegelijkertijd zijn hoog boven de aarde de laatste jaren opvallend veel lichtende nachtwolken te zien. Dat is geen toeval: nieuw onderzoek wijst erop dat raketlanceringen van grote invloed zijn op het ontstaan van wolken in de mesosfeer. Lichtende nachtwolken zijn ijle wolken die voorkomen op een hoogte van 80 tot 85 kilometer – veel hoger dan gewone wolken, die niet verder komen dan ongeveer twintig kilometer. Hierdoor weerkaatsen ze na zonsondergang nog een hele tijd zonlicht, waardoor ze wit of ‘elektrisch blauw’ oplichten. Bij ons is het verschijnsel in de maanden mei, juni en juli te zien – de maanden dat de zon ’s avonds slechts laag onder de noordelijke horizon staat. Een onderzoeksteam onder leiding van Michael Stevens van het Naval Research Lab in Washington D.C. (VS) heeft nu gegevens bekeken van NASA-satelliet AIM, die in 2007 is gelanceerd om hoge wolken in de aardatmosfeer te onderzoeken. Daarbij hebben de wetenschappers een sterke correlatie ontdekt tussen het aantal raketten dat elk jaar in juli wordt gelanceerd en de aantallen wolken in de mesosfeer. De oorzaak daarvan ligt voor de hand: raketten stoten pluimen van waterdamp uit, en de wind voert deze waterdamp naar de polaire mesosfeer, waar hij als ‘grondstof’ dient voor de vorming van lichtende nachtwolken. Met name raketten die tussen 23.00 uur en 10.00 uur plaatselijke tijd worden gelanceerd zijn effectief. Dan voeren de dagelijkse windpatronen de pluimen naar het gebied dat ’s nachts nog door de zon wordt aangelicht. De eerste aanwijzingen dat raketten een rol spelen bij de vorming van lichtende nachtwolken werden overigens al begin jaren 20 van deze eeuw ontdekt. Toen konden specifieke lanceringen van spaceshuttles in verband worden gebracht met oplevingen van dit meteorologische verschijnsel. (EE)
Meer informatie:
→ Space Traffic Boosts Noctilucent Clouds (Spaceweather.com)
Britse wetenschappers hebben een nieuwe verklaring gevonden voor het feit dat zogeheten actieve galactische kernen grote onderlinge verschillen vertonen (The Astrophysical Journal Supplement, 15 juli). Astronomen vermoeden dat zich in het centrum van bijna alle grote sterrenstelsels een superzwaar zwart gat bevindt. Deze objecten slokken gas, stof en sterren uit hun omgeving op en nemen daardoor gestaag in massa toe. Tijdens deze groeifase genereert de kern van het sterrenstelsel enorm veel energie en wordt hij een actieve galactische kern (AGN) genoemd. Het licht uit de naaste omgeving van zo’n AGN kan uiteenlopende kleuren hebben. Ook verschillen deze objecten in helderheid en spectrale signatuur. Tot nu toe dachten astronomen dat deze verschillen afhingen van de hoek waaronder we tegen het zwarte gat aan keken, en van de mate waarin dit object verscholen zit in een ‘torus’ – de donutvormige ring van gas en stof die AGNs doorgaans omgeeft. Nieuw onderzoek door Tonima Tasnim Ananna en Ryan Hickox, beiden verbonden aan de Universiteit van Dartmouth, trekt dit model echter in twijfel. De Britse onderzoekers hebben bewijs gevonden dat AGNs grote onderlinge verschillen vertonen, omdat ze zich in verschillende ontwikkelingsstadia bevinden. Uit de nieuwe studie blijkt dat de hoeveelheid stof en gas rond een superzwaar zwart gat rechtstreeks verband houdt met hoe snel het groeit. De energie die vrijkomt wanneer een zwart gat zich in hoog tempo voedt, blaast het stof en gas uit diens omgeving weg, waardoor het zicht op het zwarte gat verbetert. Volgens Ananna en Hickox worden de waargenomen verschillen tussen actieve kernen dus niet veroorzaakt door de hoek waaronder we tegen de torus van het centrale superzware zwart gat aan kijken, maar door verschillen tussen de torussen zelf. En deze verschillen houden verband met de snelheid waarmee het superzware zwarte gat ‘groeit’. De ontdekking komt voort uit onderzoek van nabije AGNs met behulp van Swift-BAT, een NASA-ruimtetelescoop die hoogenergetische röntgenstraling registreert. (EE)
Meer informatie:
→ Space Study Offers Clearer Look at Black Holes
De ruimteagentschappen NASA (VS) en ESA (Europa) hebben hun plan voor het ophalen van bodemmonsters van Mars, zoals die momenteel door Marsverkenner Perseverance worden verzameld, bijgesteld. De missie, die voor 2027/2028 op het programma staat, is vereenvoudigd om de kans van slagen te vergroten. Zo zal er geen nieuwe Marsrover worden ingezet: Perseverance zelf wordt nu de belangrijkste ‘pakjesdrager’. Het is de bedoeling dat een landingsmodule naar de planeet wordt gestuurd die van een speciale grijparm is voorzien. Deze zal bodemmonsters van Perseverance overnemen en naar een om Mars draaiende ruimtesonde lanceren. Daarnaast krijgt de Mars Sample Retrieval-missie assistentie van twee kleine helikopters, gebaseerd op het ontwerp van de Ingenuity-helikopter die de afgelopen drie maanden 29 geslaagde vluchten op Mars heeft uitgevoerd. Ook deze helikopters kunnen worden ingezet om bodemmonsters op te pikken. In de herfst van 2027 zal ESA de Earth Return Orbiter lanceren, die de bodemmonsters van Mars naar de aarde zal brengen. En in de zomer van 2028 lanceert NASA de Sample Retrieval Lander, die het verzamelde materiaal naar de aarde overbrengt. Als alles volgens plan verloopt zullen de monsters in 2033 op aarde aankomen. Het doorgaan van de missie is overigens wel nog afhankelijk van financiële goedkeuring door de VS en de ESA-lidstaten. In het komende jaar zullen meer formele afspraken tussen de beide ruimteagentschappen worden gemaakt. Ondertussen is Perseverance al druk bezig met het inzamelen van materiaal van de rode planeet. Sinds zijn landing in de Jezero-krater op 18 februari 2021 heeft hij elf boormonsters en één atmosferisch monster verzameld. Na aankomst op aarde kan het worden onderzocht met geavanceerde instrumenten die te groot en te complex zijn om naar Mars te sturen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Will Inspire World When It Returns Mars Samples to Earth in 2033
Aan de hand van gegevens van NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hebben wetenschappers schaduwrijke plekken ontdekt in schachten op de maan, waar de temperatuur altijd rond de 17 graden Celsius schommelt. Dat maakt de schachten, en de grotten waar ze mogelijk naartoe leiden, geschikt als schuilplaatsen voor toekomstige bemande missies naar de maan (Geophysical Research Letters, 8 juli). Ongeveer zestien van de meer dan tweehonderd bekende maanschachten zijn waarschijnlijk ingestorte lavabuizen. Deze vulkanische structuren, die ook op aarde voorkomen, ontstaan wanneer gesmolten lava onder een laag afgekoelde lava door stroomt of een korst vormt boven een actieve lavastroom, waardoor een lange, holle tunnel ontstaat. Als het plafond van zo’n gestolde lavabuis instort, ontstaat een schacht die toegang kan bieden tot de rest van de grotachtige buis. In sommige gevallen blijft een overhang achter die zijn schaduw over de ingang van de schacht werpt. Een team onder leiding van Tyler Horvath van de Universiteit van Californië te Los Angeles (VS), heeft nu gegevens van de thermische camera van de Lunar Reconnaissance Orbiter gebruikt om uit te zoeken in hoeverre de temperatuur in de schachten afwijkt van die aan het maanoppervlak. Het onderzoek richtte zich met name op een ruwweg cilindervormige, honderd meter diepe kuil ter grootte van een voetbalveld in de Mare Tranquillitatis. Met behulp van computermodellen hebben de onderzoekers de thermische eigenschappen van het gesteente en het maanstof ter plaatse geanalyseerd om het temperatuurverloop in de schacht in kaart te brengen. De resultaten laten zien dat de temperaturen in de meest schaduwrijke delen van de schacht gedurende de ‘maan-dag’ slechts licht fluctueren. En als de bodem van de schacht uitmondt in een grot, zoals de LRO-beelden suggereren, zou ook daar een relatief aangename temperatuur heersen. De stabiele temperatuur is waarschijnlijk te danken aan de brede overhang van de schacht, die ervoor zorgt dat de opwarming overdag binnen de perken blijft en voorkomt dat de warmte ’s nachts weer snel weg straalt. Op de maan duren dag en nacht ongeveer vijftien aardse dagen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s LRO Finds Lunar Pits Harbor Comfortable Temperatures
Sommige gammaflitsen – kortstondige uitbarstingen van intense gammastraling – lijken uit het niets te komen. Nieuw onderzoek met telescopen op aarde en in de ruimte heeft hun waarschijnlijke oorsprong blootgelegd: een populatie van verre sterrenstelsels, sommige op bijna 10 miljard lichtjaar afstand. Veel korte gammaflitsen komen uit de richting van heldere sterrenstelsels op relatief kleine afstanden van de aarde. Maar sommige leken geen ‘thuis’ te hebben. Op zoek naar een verklaring hiervoor heeft een internationaal team van astronomen de gegevens van grote telescopen op aarde en in de ruimte doorgekamd. Daarbij is ontdekt dat in de richtingen waaruit de ‘eenzame’ gammaflitsen afkomstig waren wel degelijk een zwakke lichtgloed te zien is. Dat bewijst dat de betreffende gammaflitsen afkomstig waren uit sterrenstelsels die gewoon niet waren opgemerkt, omdat ze zo ver weg zijn. De ontdekking suggereert bovendien dat korte gammaflitsen, die ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren, in een ver verleden wellicht vaker voorkwamen dan gedacht. Dit resultaat kan astronomen helpen om de chemische evolutie van het heelal beter te begrijpen. Samensmeltende neutronensterren veroorzaken namelijk een reeks nucleaire reacties die cruciaal zijn voor de productie van zware metalen, zoals goud, platina en thorium. Als deze productie vroeger op gang is gekomen dan doorgaans wordt aangenomen, betekent dit dat het jonge heelal veel rijker was aan zware elementen dan tot nu toe werd vermoed. (EE)
Meer informatie:
→ Gemini Telescopes Help Uncover Origins of Castaway Gamma-Ray Bursts
Wetenschappers van NASA-missie OSIRIS-REx hebben ontdekt dat de oppervlakken van planetoïden veel sneller regenereren dan het aardoppervlak. Dat volgt uit een analyse van gebarsten rotsblokken op planetoïde Bennu, die van heel dichtbij door OSIRIS-REx zijn gefotografeerd. Afgezien van aardverschuivingen en vulkaanuitbarstingen verlopen veranderingen op het aardoppervlak meestal geleidelijk. Onder invloed van water, wind en temperatuurveranderingen breken rotsen maar heel langzaam af. Dat is bijvoorbeeld goed te zien bij de Grand Canyon, waar de Colorado-rivier al vijf tot zes miljoen jaar bezig is om de daar aanwezige rotslagen millimeter voor millimeter af te slijten. Planetoïde Bennu heeft geen atmosfeer en al helemaal geen rivieren. Toch zijn ook de rotsblokken op zijn oppervlak onderhevig aan verwering. Dat komt doordat de temperatuur overdag kan oplopen tot meer dan 100 graden Celsius en ’s nachts daalt tot bijna 23 graden onder nul. Deze forse temperatuurveranderingen zorgen voor interne spanningen in het gesteente, waardoor er barsten ontstaan. De wetenschappers van OSIRIS-REx hebben de rotsblokken op Bennu nauwkeurig onder de loep genomen. Daarbij hebben ze ontdekt dat de barsten daarin overwegend noordwest-zuidoost georiënteerd zijn. Dit wijst er sterk op dat ze zijn veroorzaakt door de zon. Als de barsten door aardverschuivingen of meteorietinslagen veroorzaakt zouden zijn, zouden ze in willekeurige richtingen moeten wijzen. Met behulp van een computermodel hebben de onderzoekers berekend hoe lang het duurt voordat de thermische breuken zich zover hebben voortgeplant, dat de rotsblokken in stukken uiteenvallen. Dat blijkt 10.000 tot 100.000 jaar te zijn. Tienduizenden jaren klinkt misschien vrij lang, maar vooraf hadden de wetenschappers ingeschat dat de regeneratie van de oppervlakken van planetoïden als deze misschien wel een paar miljoen jaar zou duren. (EE)
Meer informatie:
→ Some Asteroids ‘Aged Early’ by Sun, NASA Finds
Een internationaal team van 23 onderzoekers onder leiding van Maria Dainotti, assistent-professor aan de Nationale Astronomische Sterrenwacht van Japan (NAOJ), heeft archiefgegevens geanalyseerd van zogeheten gammaflitsen. Het onderzoek laat zien dat deze hevige kosmische explosies kunnen worden gebruikt om grote afstanden in het heelal te meten (Astrophysical Journal Supplement, 22 juli). Bij de bepaling van afstanden buiten ons Melkwegstelsel maken astronomen doorgaans gebruikt van zogeheten ‘standaardkaarsen’. Dat zijn objecten of verschijnselen waarvan de onderliggende natuurkunde dicteert dat ze altijd de zelfde absolute helderheid (de helderheid die je van dichtbij zou waarnemen) hebben. Door deze berekende absolute helderheid te vergelijken met de schijnbare helderheid (de helderheid zoals we die vanaf de aarde waarnemen), kan de afstand tot de standaardkaars worden bepaald. Op afstanden van meer dan 11 miljard lichtjaar ontstaat echter een gebrek aan standaardkaarsen. De meest gangbare objecten en verschijnselen zijn dan simpelweg niet helder genoeg meer om waarneembaar te zijn. Een uitzondering daarop zijn de zogeheten gammaflitsen. Deze heftige uitbarstingen van straling, die onder meer ontstaan bij de explosie van een zware ster, zijn helder genoeg, maar hun helderheid hangt af van de specifieke kenmerken van de explosie. Dainotti en haar collega’s hebben nu bestaande gegevens, verkregen met diverse telescopen en satellieten, van vijfhonderd gammaflitsen geanalyseerd. Door de ‘lichtkrommen’ (het helderheidsverloop) van deze verschijnselen te onderzoeken, hebben ze daarbij een klasse van 179 gammaflitsen geïdentificeerd met gemeenschappelijke kenmerken die waarschijnlijk één en dezelfde oorzaak hebben: een extreem sterk magnetisch veld. Aan de hand van de lichtkrommen van de onderzochte gammaflitsen hebben de astronomen voor elk geval een unieke helderheid kunnen berekenen. Ze verwachten dan ook dat gammaflitsen van dit type in de toekomst als standaardkaarsen kunnen worden gebruikt. (EE)
Meer informatie:
→ Measuring the Universe with Star-Shattering Explosions
Een snel roterende neutronenster die in 2017 met de Nederlandse radiotelescoop LOFAR is opgespoord, blijkt de tot nu toe zwaarste in zijn soort te zijn. Dat volgt uit nieuwe waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. De ineengestorte ster, PSR J0952-0607 geheten, heeft ongeveer 2,35 keer zoveel massa als de zon. De vorige recordhouder – J0740+6620 – kwam niet verder dan 2,08 zonsmassa’s. Als een neutronenster te zwaar wordt, stort hij in onder zijn eigen gewicht en wordt hij een zwart gat. Massabepalingen van zware neutronensterren zijn van belang, omdat niemand precies weet waar de massagrens tussen neutronensterren en zwarte gaten ligt. PSR J0952-0607 staat in het sterrenbeeld Sextant, net ten zuiden van de Leeuw. Hij bevindt zich op 20.000 lichtjaar van de aarde, ver boven het vlak van ons Melkwegstelsel. De neutronenster zendt bij elke omwenteling een korte puls van radiostraling in onze richting. Daarom staat hij te boek als pulsar. Van alle pulsars is deze, die in 1,41 milliseconde eenmaal om zijn as draait, de op één na snelste. Om PSR J0952-0607 draait een andere, normale ster. Deze laatste draagt materie over aan de pulsar, die daardoor niet alleen zwaarder wordt, maar ook steeds sneller gaat draaien. Uit de nieuwe waarnemingen, uitgevoerd door een team onder leiding van Roger Romani van de Stanford-universiteit (VS), blijkt dat de ster met een snelheid van ongeveer 380 kilometer per seconde om de pulsar cirkelt. Aan de hand van de snelheid van de begeleider en diens omlooptijd van ruim zes uur heeft het team de massa van de pulsar kunnen berekenen. (EE)
Meer informatie:
→ The heaviest neutron star on record is 2.35 times the mass of the sun (ScienceNews)
Omdat hij groter is, zou de planeet Jupiter grotere, spectaculairdere ringen moeten hebben dan Saturnus. Maar dat is duidelijk niet het geval. Nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Californië te Riverside (VS) wijst erop dat de grote manen van Jupiter de boosdoeners zijn. Om te begrijpen waarom Jupiter er op dit moment zo ‘kaal’ uitziet, heeft een team onder leiding van astrofysicus Stephen Kane een dynamische computersimulatie uitgevoerd die rekening hield met de omloopbanen van de vier grootste manen van Jupiter en de omloopbaan van de planeet zelf. Spectaculaire ringenstelsels zoals die van Saturnus bestaan voor een groot deel uit ijs, dat deels afkomstig kan zijn van kometen, die eveneens voor een groot deel uit ijs bestaan. Maar als er grote, massarijke manen om zo’n planeet cirkelen, kan hun zwaartekrachtsinvloed ervoor zorgen dat het ijs rond de planeet wordt weggeslingerd, of dat de banen van de brokken ijs zodanig veranderen, dat ze op de manen neerstorten. Uit de simulaties van Kane en zijn collega’s blijkt dat de verstorende invloed van de vier grote Jupitermanen dermate groot is, dat eventueel gevormde grote ringen al heel snel worden verwoest. Het lijkt daarom onwaarschijnlijk dat Jupiter ooit een omvangrijk ringenstelsel heeft gehad. Weliswaar heeft de planeet, net als Saturnus, Neptunus en Uranus, wel degelijk ringen, maar die zijn dermate dun dat ze nauwelijks opvallen. Het komt er waarschijnlijk simpelweg op neer dat massarijke planeten ook massarijke manen vormen, en daardoor geen groot ringenstelsel in stand kunnen houden. (EE)
Meer informatie:
→ Why Jupiter doesn’t have rings like Saturn
Bijna een eeuw geleden berekende astronoom Fritz Zwicky voor het eerst de massa van de Coma-cluster, een opeenhoping van krap duizend sterrenstelsels op 320 miljoen lichtjaar afstand. Zijn metingen, en die van latere onderzoekers, werden echter geplaagd door allerlei foutbronnen die de massa hoger of lager deden uitvallen. Een team onder leiding van natuurkundigen van de Carnegie Mellon University (VS) heeft nu een methode ontwikkeld om de massa van de Coma-cluster nauwkeurig te schatten met behulp van ‘machinaal leren’ – een techniek die op allerlei terreinen met succes wordt toegepast om patronen op te sporen in complexe gegevens. Sinds een jaar of tien wordt machinaal leren ook toegepast op kosmologische gegevens. Bij hun berekening van de massa van de Coma-cluster maakten Zwicky en anderen gebruik van dynamische massametingen. Daarbij worden de bewegingen van objecten die in en rond de cluster cirkelen bestudeerd, om vervolgens met behulp van de wet van de zwaartekracht de massa van de cluster te berekenen. Deze methode is echter gevoelig voor allerlei fouten. Clusters van sterrenstelsels komen geregeld in botsing met elkaar en smelten samen, waardoor de bewegingen van de betrokken sterrenstelsels aan verstoringen onderhevig zijn. En omdat astronomen zo’n cluster van grote afstand waarnemen, bevinden zich nog tal van andere objecten tussen ons en de cluster in die zich gedragen alsof ze tot de cluster behoren. Ook dat heeft invloed op de massabepaling. Postdoc Matthew Ho en zijn collega’s hebben nu een nieuwe methode ontwikkeld die gebaseerd is op convolutionele neurale netwerken – een deep-learning algoritme dat wordt toegepast bij beeldherkenning. De wetenschappers ‘trainden’ hun model door het te voeden met uitkomsten van kosmologische simulaties van het heelal. Het model leerde door te kijken naar de waarneembare kenmerken van duizenden clusters waarvan de massa al bekend is. Vervolgens paste Ho het model toe op een cluster waarvan de werkelijke massa nog niet niet goed bekend is: de Coma-cluster dus. De uitkomst is in goede overeenstemming met de meeste massaschattingen die sinds de jaren 80 zijn gedaan. Volgens Ho toont dat aan dat machine learning een heel nuttig hulpmiddel kan zijn in de kosmologie. Hij zal zijn waarde vooral gaan bewijzen wanneer de resultaten van toekomstige instrumenten zoals het Dark Energy Spectroscopic Instrument, het Vera C. Rubin Observatory en de Euclid-satelliet een enorme stroom aan spectroscopische gegevens gaan produceren. (EE)
Meer informatie:
→ Hey Siri: How Much Does This Galaxy Cluster Weigh?
De afgelopen decennia zijn duizenden planeten ontdekt die vrijwel allemaal om ‘normale’ sterren draaien. Nieuw onderzoek richt zich op de abnormale uitzonderingen. Astronomen van de Autonome Universiteit van Nuevo León, de Nationale Autonome Universiteit van Mexico en de New York University Abu Dhabi stellen een nieuwe manier voor om planeten en andere lichtzwakke hemellichamen op te sporen bij exotische dubbelsterren die cataclysmische veranderlijke sterren worden genoemd. Cataclysmische veranderlijke sterren zijn stersystemen bestaande uit twee sterren die heel dicht bij elkaar staan – zó dicht dat de ster met de minste massa materie overdraagt aan zijn zwaardere compagnon. Meestal gaat het daarbij om een rode dwergster en een zogeheten witte dwerg – het compacte overblijfsel van een uitgeputte zonachtige ster. Door de overdracht van materie vormt zich een zogeheten accretieschijf rond de witte dwerg. Deze schijf straalt zoveel licht uit dat hij het licht van de beide sterretjes compleet overstemt. Als er een derde hemellichaam rond de dubbelster draait, kan deze overdracht van materie tussen de beide sterren beïnvloeden, en daarmee ook de helderheid van het stersysteem als geheel. De astronomen stellen nu voor om dit laatste effect te gebruiken om exoplaneten op te sporen. Bij hun onderzoek hebben ze naar vier verschillende cataclysmische veranderlijke sterren gekeken. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat twee van de vier langperiodieke helderheidsvariaties vertonen die kunnen worden toegeschreven aan planeten die in banen om de betreffende dubbelsterren wentelen. (EE)
Meer informatie:
→ A New Method to Detect Exoplanets
Een internationaal team van astronomen heeft sterrenstelsels weten op te sporen in een hemelgebied dat vrijwel geheel aan het zicht onttrokken is. Het gaat om het stuk zuidelijke hemel waar de Magelhaense Wolken (twee nabije begeleiders van ons Melkwegstelsel) te vinden zijn. De Magelhaense Wolken nemen een flink stuk van het firmament in beslag en blokkeren zo het zicht op verder weg gelegen sterrenstelsels. Astronomen die geïnteresseerd zijn in verre stelsels vermijden dit deel van de hemel daarom meestal. Met behulp van de VISTA-surveytelescoop in Chili hebben de astronomen de twee nabije sterrenstelsels nu met een zodanig hoge resolutie gefotografeerd, dat ze door de openingen tussen de sterren van beide stelsels heen konden kijken. Op die manier hebben ze verder weg gelegen sterrenstelsels opgespoord, die zwakker en roder lijken dan ze in werkelijkheid zijn vanwege het stof dat zich nog voor hen bevindt. Bij hun onderzoek hebben de astronomen sterren van sterrenstelsels kunnen onderscheiden door de minieme verplaatsingen te meten die sterren mettertijd vertonen, terwijl de veel verder weg gelegen sterrenstelsels op hun plek blijven staan. De verzamelde gegevens worden nu gebundeld om een grote 3D-kaart te maken van de naar schatting één miljoen sterrenstelsels die zich tot nu toe achter de Magelhaense Wolken wisten te verschuilen. (EE)
Meer informatie:
→ Keele Astronomers Creating Largest-Ever Map of Hidden Galaxies
Twee enorme bellen van plasma die uit het centrum van ons Melkwegstelsel komen, bevatten waarschijnlijk materiaal uit verschillende delen van de Melkweg (Nature Astronomy, 18 juli). De zogeheten Fermi-bellen zijn tienduizenden lichtjaren groot en strekken zich uit aan weerszijden van de schijf van het Melkwegstelsel. Toen de bellen in 2010 werden ontdekt, dachten astronomen nog dat ze afkomstig konden zijn van een grote populatie van pasgeboren sterren. Maar tegenwoordig zijn de meeste onderzoekers van mening dat ze zijn ontstaan door een hevige, langdurige uitbarsting van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. In de jaren na de ontdekking, ontdekten astronomen wolken van relatief koel gas die hoog boven en onder de Melkwegschijf in de bellen ‘rondfladderen’. Aangenomen werd dat deze gaswolken bij de vorming van de Fermi-bellen uit de stellaire schijf van Melkweg waren losgescheurd. Nieuw onderzoek onder leiding van Trisha Ashley van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) trekt deze aanname nu in twijfel. Met behulp van nieuwe en bestaande gegevens van diverse telescopen hebben Ashley en haar team het metaalgehalte – de relatieve hoeveelheid elementen zwaarder dan helium – in twaalf van de koele wolken in de Fermi-bellen gemeten. Als de koele gas wolken werkelijk afkomstig zouden zijn uit de Melkwegschijf, zouden ze ongeveer hetzelfde metaalgehalte moeten hebben als de zon en andere sterren in de schijf. Maar in plaats daarvan bevatten sommige wolken vijf keer zo weinig metalen, andere juist meer dan de zon. De onderzoekers leiden daaruit af dat de oorsprong van de koele wolken zowel in de schijf als in de halo van het Melkwegstelsel moet worden gezocht. Hoe de wolken in de halo zijn beland, is nog onduidelijk. Mogelijk zijn ze gecondenseerd binnen de halo zelf of zijn onttrokken aan kleinere sterrenstelsels die door de Melkweg zijn ‘opgeslokt’. Hoe dan ook: uiteindelijk kunnen ze op de Melkwegschijf ‘neerploffen’ en als ‘bouwmateriaal’ voor nieuwe generaties van sterren worden gebruikt. (EE)
Meer informatie:
→ Clouds in the Milky Way’s plasma bubbles came from the starry disk — and far beyond (ScienceNews)
Een team van internationale deskundigen, befaamd om het ontkrachten van diverse ontdekkingen van zwarte gaten, heeft een zwart gat van stellaire massa opgespoord in de Grote Magelhaense Wolk, een buurstelsel van ons eigen Melkwegstelsel. De ontdekking is het resultaat van zes jaar van waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Zwarte gaten van stellaire massa worden gevormd wanneer zware sterren het einde van hun bestaan bereiken en onder hun eigen zwaartekracht ineenstorten. Wanneer zo’n ster deel uitmaakt van een dubbelster – een systeem van twee om elkaar wentelende sterren – resulteert dit proces in een zwart gat dat om een helder stralende begeleidende ster draait. Zo’n zwart gat wordt ‘slapend’ genoemd als het geen grote hoeveelheden röntgenstraling uitzendt – de manier waarop zwarte gaten doorgaans hun bestaan verraden. Slapende zwarte gaten zijn bijzonder moeilijk te vinden, omdat ze bijna geen interacties aangaan met hun omgeving. Om VFTS 243 op te sporen, heeft het team bijna duizend zware sterren in de Tarantulanevel in de Grote Magelhaense Wolk onderzocht, op zoek naar exemplaren die een zwart gat als begeleider zouden kunnen hebben. Het daarbij ontdekte zwarte gat heeft minstens negen keer zoveel massa als onze zon en draait rond een hete, blauwe ster die 25 keer zwaarder is dan de zon. De ster waaruit het zwarte gat is voortgekomen lijkt volledig te zijn ingestort, zonder dat daarbij een krachtige (supernova)explosie heeft plaatsgevonden. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Na de presentatie van de eerste beelden van de nieuwe Webb-ruimtetelescoop, afgelopen dinsdag, zijn nu ook gegevens vrijgegeven die tijdens de inbedrijfstelling van het instrument zijn verkregen. De gegevens omvatten onder meer opnamen van de planeet Jupiter en beelden en spectra van diverse planetoïden, die zijn gemaakt om de instrumenten van de ruimtetelescoop te testen. Ze tonen aan dat Webb niet alleen verre gasnevels en sterrenstelsels kan waarnemen, maar ook beter dan gedacht in staat is om de snel bewegende objecten in ons zonnestelsel te kunnen ‘bijbenen’. Webb is ontworpen om objecten te kunnen volgen die zich zo snel verplaatsen als de planeet Mars – ruwweg 30 milliboogseconden per seconde. Om te testen of de ruimtetelescoop ook echt aan deze eis kan voldoen, heeft hij verschillende planetoïden waargenomen, waaronder 6481 Tenzing. De resultaten tonen aan dat Webb nog zinvolle waarnemingen kan doen bij objecten die ruim tweemaal zo snel bewegen als Mars. Bovendien laten de beeldgegevens die hij van de heldere planeet Jupiter heeft verkregen meer details dan waarop was gerekend. Op een van de opnamen zijn zelfs de zeer zwakke ringen van de planeet te zien. (EE)
Meer informatie:
→ Webb Images of Jupiter and More Now Available In Commissioning Data
Waarnemingen aan boord van de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA wijzen erop dat de Orionsluier – een uitdijende schil van stof en gas die zich voor de sterrenhoop in de Orionnevel bevindt – wellicht bezig is om uit elkaar te vallen. Binnenin de Orionnevel bevindt zich een compact groepje zware sterren dat bekendstaat als het Trapezium. De winden van deze sterren blazen een ruwweg zeven lichtjaar grote bel van stof en gas voor zich uit die de Orionsluier wordt genoemd. Het grootste deel van deze structuur is ijl: het meeste gas bevindt zich in de wand van de ‘gasbel’, die ongeveer een lichtjaar dik is en in onze richting uitdijt. De SOFIA-waarnemingen laten zien dat de Orionsluier niet bolvormig is, maar enkele uitstulpingen vertoont. Deze uitstulpingen strekken zich uit tot ver buiten de eigenlijke begrenzing van de Orionsluier en lijken daar als het ware doorheen te prikken. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Ümit Kavak (SOFIA Science Center), waartoe ook de Nederlanders Floris van der Tak (Kapteyn Instituut) en Xander Tielens (Sterrewacht Leiden) behoren, zorgt de bres in de Orionsluier ervoor dat het gas en stof ter plaatse in beroering komt. De aldus ontstane turbulentie is van invloed op de dichtheid, temperatuur en chemische samenstelling van de omgeving, en kan uit uiteindelijk leiden tot de vorming en verwoesting van stervormingsgebieden ter plaatse. Uiteindelijk zal dat ook gevolgen hebben voor de vorm van de Orionnevel. (EE)
Meer informatie:
→ Orion’s Veil Comes Out of Its Shell
Uit een nieuwe analyse blijkt dat NASA-ruimtesonde OSIRIS-REx bijna in de bodem van planetoïde Bennu is weggezakt, toen zij in oktober 2020 naar het oppervlak van het kleine hemellichaam was afgedaald om een bodemmonster te nemen. Als de ruimtesonde vooraf niet was geprogrammeerd om na een paar seconden weer op te stijgen, zou zij door de planetoïde zijn ‘opgeslokt’ (Science/Science Advances, 8 juli). Bennu is een slechts 490 meter grote planetoïde die de baan van de aarde dicht kan naderen. Hij wordt tot de ‘potentieel gevaarlijke’ planetoïden gerekend, al is de kans dat het binnen afzienbare tijd tot een botsing komt gering. Anders dan veel andere planetoïden zit Bennu heel los in elkaar. Het is in feite een opeenhoping van gruis en brokken gesteente. En dat zie je duidelijk terug in de gegevens die OSIRIS-REx heeft verzameld. Tijdens haar landing blies de ruimtesonde een korte stoot gas uit, met als doel om oppervlaktemateriaal te laten opstuiven en een paar ons daarvan op te vangen. De actie slaagde, maar werd de ruimtesonde bijna fataal. Bij de stoot gas blijkt achteraf namelijk maar liefst zes ton aan stof en gesteente te zijn opgestoven. Daarvan kwam zoveel in het daarvoor bestemde opvangbakje terecht, dat dit aanvankelijk niet meer dicht kon. Dat lukte pas nadat, door voorzichtig te schudden, een deel van de ‘oogst’ weer was geloosd. Inmiddels is OSIRIS-REx terug op weg naar de aarde. Als alles goed gaat zal zij op 24 september 2023 een capsule met ongeveer 250 gram stof en gruis van Bennu boven de Amerikaanse staat Utah droppen, zodat wetenschappers de eigenschappen ervan kunnen onderzoeken. (EE)
Meer informatie:
→ Asteroid Bennu Almost Swallowed Spacecraft Whole
Astronomen van onder meer het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een persistent radiosignaal uit een ver sterrenstelsel ontdekt dat met verrassende regelmaat opflitst. Het signaal wordt gerekend tot de snelle radioflitsen – sterke uitbarstingen van radiostraling die doorgaans hooguit enkele duizendsten van een seconde duren. Het nieuwe signaal, dat de aanduiding FRB 20191221A heeft gekregen, houdt echter tot wel drie seconden aan, en vertoont onderwijl uitbarstingen die zich om de 0,2 seconde herhalen (Nature, 13 juli). De bron van FRB 20191221A bevindt zich in een sterrenstelsel op enkele miljarden lichtjaren van de aarde. Wat die bron is, staat nog niet vast, maar astronomen denken dat het signaal afkomstig kan zijn van een radiopulsar of een magnetar – twee soorten neutronensterren. Sinds de ontdekking van de eerste snelle radioflitsen in 2007 zijn honderden vergelijkbare bronnen in het heelal ontdekt, de laatste jaren vaak met het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) – een grote radiotelescoop in British Columbia, Canada. De overgrote meerderheid van de snelle radioflitsen die tot nu toe zijn waargenomen, zijn eenmalige extreem heldere stoten van radiostraling die binnen een paar milliseconden uitdoven. In 2020 zijn echter ook snelle radioflitsen ontdekt die zich om de zoveel tijd herhalen. FRB 20191221A lijkt tot deze laatste categorie te behoren, maar vertoont opmerkelijk lange pulsen, die op hun beurt weer heel regelmatige variaties vertonen. Bij het analyseren van het patroon van de radio-uitbarstingen van FRB 20191221A ontdekten de MIT-astronomen overeenkomsten met de emissies van radiopulsars en magnetars in ons eigen Melkwegstelsel. Radiopulsars zijn neutronensterren die – al ronddraaiend – bundels radiogolven uitzenden. Magnetars produceren een soortgelijke emissie als gevolg van hun extreme magnetische velden. Er bestaat echter een groot verschil tussen FRB 20191221A en de radio-emissies van de pulsars en magnetars in onze Melkweg: die van eerstgenoemde zijn een miljoen keer zo sterk. Voor dit grote verschil in intensiteit bestaat nog geen goede verklaring. Wel kan uit de eigenschappen van het nieuwe signaal worden afgeleid dat de bron ervan omgeven is door een wolk van plasma (geïoniseerd gas) die heel turbulent moet zijn. Door nog meer uitbarstingen van FRB 20191221A te registreren, hopen de astronomen meer te weten te komen over de regelmatige ‘hartslagen’ van deze bron, en over neutronensterren in het algemeen. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers detect a radio ‘heartbeat’ billions of light-years from Earth
In afzonderlijke publicaties hebben twee internationale onderzoeksteams de ontdekking bekendgemaakt van drie bijzondere dubbelstersystemen. Een team onder leiding van Wei Zhu van de Tsinghua-universiteit in Peking (China) heeft twee dubbelsterren opgespoord die omgeven zijn door een omvangrijke schijf van gas en stof (Astrophysical Journal Letters, 4 juli). En een team onder leiding van Han Zhanwen van de Yunnan-sterrenwacht (eveneens China) en Chris Wolf van de Australische Nationale Universiteit in Canberra heeft twee om elkaar wentelende sterren ontdekt die bezig zijn om een gezamenlijk omhulsel van gas te vormen (MNRAS, 7 juli). Meer dan de helft van alle sterren in ons Melkwegstelsel maken deel uit van een dubbelstersysteem. Zo’n stelsel bestaat uit twee sterren die onder invloed van de zwaartekracht om elkaar heen draaien. Een van de bijzondere fases in de ontwikkeling van zo’n dubbelster is de mogelijke vorming van een gezamenlijk omhulsel. Bij dit proces zwelt een van beide sterren sterk op, om vervolgens veel massa over te dragen aan zijn begeleider. Als gevolg daarvan spiralen de sterren naar elkaar toe en stoten ze grote hoeveelheid gas uit. Het bestaan van gezamenlijke omhulsels is al in 1976 voorspeld door de Pools astronoom Bohdan Paczyński, maar het is nu voor het eerst dat zo’n omhulsel rechtstreeks is waargenomen. De betreffende dubbelster bestaat uit een lichte normale ster en een witte dwerg die in 3,5 uur om elkaar draaien. Het tweetal is gehuld in een schil van gas die ongeveer tienduizend jaar geleden is uitgestoten. De andere ontdekking betreft de compacte dubbelsterren Bernhard-1 en Bernhard–2. Omdat dubbelsterren en hun omringende schijven uit één en dezelfde samentrekkende gaswolk ontstaan, ligt zo’n schijf van gas en stof doorgaans in hetzelfde vlak als de banen van de om elkaar draaiende sterren. Maar bij Bernhard-1 en Bernhard–2 staat de schijf schuin op dat baanvlak. Hierdoor maken de schijven een schommelende beweging, waarbij ze het licht van de beide sterren met lange tussenpozen verduisteren. Tot nu toe was maar één voorbeeld van zo’n bijzondere dubbelster bekend. (EE)
Meer informatie:
→ Chinese and Australian Astronomers Find Direct Evidence for Binary Common Envelope Evolution
