De discussie over de ware aard van 'Oumuamua – het eerste interstellaire object dat ooit in ons zonnestelsel is waargenomen – is nog lang niet uitgewoed. Ook de Nederlandse planeetwetenschapper Niels Ligterink (Universiteit van Bern) doet nu een duit in het zakje (Nature, 30 november). Op 19 oktober 2017 werd met een telescoop op Hawaï een vreemd object van ongeveer 120 meter lang ontdekt, dat de naam 'Oumuamua kreeg – Hawaïaans voor ‘boodschapper van ver die als eerste aankomt’. Uit de de baan die het object volgde bleek duidelijk dat het een interstellair object was, d.w.z. een object van buiten ons zonnestelsel – het eerste dat ooit is waargenomen. Over de aard van de interstellaire bezoeker werd druk gespeculeerd. Aanleiding was dat 'Oumuamua versnelde toen hij ons zonnestelsel doorkruiste – een versnelling die niet volledig aan zwaartekrachtseffecten kon worden toegeschreven. Sommige onderzoekers leidden hieruit af dat het om een buitenaards ruimteschip zou kunnen gaan. Anderen zochten de oorzaak van het verschijnsel bij 'Oumuamua zelf. In maart 2023 verscheen een studie in Nature waarin Jennifer Berger en Darryl Seligman tot de conclusie kwamen dat 'Oumuamua versnelde door de uitstoot van waterstofgas dat zich tijdens zijn lange verblijf in de interstellaire ruimte op zijn oppervlak had opgehoopt. Dat zou het gevolg zijn van de interactie van kosmische deeltjes met waterijs in de korst van 'Oumuamua. Tijdens zijn nadering van de zon zou dit gas zijn ontsnapt en 'Oumuamua een extra duwtje hebben gegeven. In zijn nieuwe publicatie zet Ligterink vraagtekens bij de bevindingen van Berger en Seligman. Volgens zijn modelberekeningen en laboratoriumanalyses is er een enorme hoeveelheid waterstofgas nodig om de waargenomen versnelling van 'Oumuamua te kunnen verklaren. En in dat geval zou het object veel ouder moet zijn dan Berger en Seligman aannemen: ruwweg een miljard jaar. Bovendien zou de ijskorst van 'Oumuamua een bijzonder vreemde samenstelling moeten hebben, met naast water flinke hoeveelheden methanol en ammoniak. Daarmee zou de samenstelling van het object sterk afwijken van die van kometen en planetoïden in ons eigen zonnestelsel. Volgens Ligterink zullen we, vanwege de ongewone aard van 'Oumuamua echt buiten de gebaande paden moeten denken om zijn eigenschappen te begrijpen en te verklaren, al acht ook hij het onwaarschijnlijk dat 'Oumuamua een buitenaards ruimteschip is. (EE)
Meer informatie:
→ Visitor from outer space (met video)
Astronomen hebben een exoplaneet ontdekt die qua massa vergelijkbaar is met de planeet Neptunus. Maar anders dan laatstgenoemde draait hij op geringe afstand om zijn ster, een zeer lichte rode dwerg met de aanduiding LHS 3154. Dat is opmerkelijk, omdat tot nu toe werd aangenomen dat er geen zware planeten op zo’n kleine afstand om een kleine ster als deze kunnen cirkelen (Science, November 30). Planeten vormen zich in de dichte schijven van gas en stof rond pasgeboren sterren. Hoe zwaar zulke planeten-in-wording kunnen worden, wordt bepaald door de hoeveelheid materie die zich in de schijf bevindt. En omdat de massa van het stof en gas in protoplanetaire schijven nauw samenhangt met de massa van de moederster, voorspellen theorieën over planeetvorming dat rode dwergsterren geen exoplaneten kunnen herbergen met massa’s groter dan die van Neptunus (17 aardmassa’s). Weliswaar zijn er rond enkele zeer lichte dwergsterren zware planeten ontdekt, maar deze volgen allemaal zeer wijde omloopbanen om hun ster. Met behulp van nauwkeurige radiale snelheidsmetingen in het nabij-infrarood met de HPF-spectrograaf van de Hobby–Eberly Telescope, heeft een team onder leiding van de IJslandse astrofysicus Guõmundur Stefánsson nu echter ontdekt dat om de rode dwergster LHS 3154 een planeet van het kaliber Neptunus cirkelt met een een omlooptijd van slechts 3,7 dagen. LHS 3154 zelf heeft bijna tien keer zo weinig massa als onze zon. Volgens Stefánsson en zijn collega’s kunnen de bestaande theorieën over de vorming van planeten maar moeilijk verklaren hoe zo’n zware planeet op zo’n kleine afstand van deze lichte ster kan zijn gevormd. Aan de hand van computersimulaties hebben ze aangetoond dat dit alleen kan lukken wanneer de hoeveelheid stof in de protoplanetaire schijf waarin de planeet zich heeft gevormd minstens tien keer zo groot was als doorgaans in de schijven rond lichte dwergsterren wordt waargenomen. (EE)
Meer informatie:
→ Discovery of planet too big for its sun throws off solar system formation models
Drie sterrenkundigen uit Nederland hebben bewezen dat gas dat eerder bij een superzwaar zwart gat verwarmd was en naar de buitenwijken van het sterrenstelsel stroomde en afkoelde, weer terug in de richting van het zwarte gat beweegt. De onderzoekers deden hun ontdekking toen ze oude metingen van het ALMA-observatorium met nieuwe technieken te lijf gingen (Nature Astronomy, 30 oktober). Van superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels is al langer bekend dat ze enorme hoeveelheden energie kunnen uitzenden. Daardoor wordt het omringende gas warm en stroomt het ver weg van het centrum. Dat heeft dan weer tot gevolg dat het zwarte gat minder actief wordt en kan er, zo is het idee, weer koel gas terugstromen. Drie onderzoekers van ASTRON, Rijksuniversiteit Groningen en JIVE hebben dat koele, terugstromende gas nu aangetoond. Het gaat in dit geval om koud koolstofmonoxide-gas, maar waarschijnlijk stroomt er ook ander koud gas terug. De sterrenkundigen gebruikten gegevens die het ALMA-observatorium verzamelde van het sterrenstelsel 3C 84 (ook wel NGC 1275 of Perseus A genoemd). Dat stelsel bevindt zich op 235 miljoen lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Perseus. Het is het schoolvoorbeeld van wat sterrenkundigen ‘AGN-feedback’ noemen: de kringloop van gas in de buurt van een zwart gat. Al decennia was bekend dat plasmajets vanuit het superzware zwarte gat het hete gas rond 3C 84 verstoren en dat filamenten van kouder gas in en rond het stelsel zweven. En al lang werd verondersteld dat die filamenten terugvallen naar het zwarte gat, maar het was nog nooit aangetoond. Het onderzoek van Oosterloo en collega’s staat los van het onderzoek van Takuma Izumi en collega's in Science van 3 november 2023. Oosterloo en de zijnen kijken naar wat er op grotere schaal gebeurt rond een zwart gat en bestuderen hoe dat samenhangt met de ontwikkeling van het bijbehorende sterrenstelsel. De groep van Izumi richt zich vooral op hoe een zwart gat gevoed wordt.
Meer informatie:
→ Nederlandse sterrenkundigen bewijzen laatste stukje gaskringloop zwart gat
Een internationaal team van onderzoekers heeft een gigantische en extreem zwakke stroom sterren tussen sterrenstelsels ontdekt. Er waren al wel sterrenstromen bekend in ons eigen Melkwegstelsel en in nabije sterrenstelsels, maar dit is voor het eerst dat zo’n stroom tussen sterrenstelsels is ontdekt. Het is de grootste sterrenstroom tot nu toe (Astronomy & Astrophysics, 30 november). De eerste waarnemingen werden gedaan met de relatief kleine 70-centimeter telescoop van astronoom Michael Rich in Californië (VS). Vervolgens richtten de onderzoekers de 4,2-meter grote William Herschel Telescope (La Palma, Spanje) op het gebied. Na beeldbewerking zagen ze een extreem zwakke stroom van meer dan tien keer de lengte van ons Melkwegstelsel. De stroom lijkt te drijven in een cluster van sterrenstelsels en is niet verbonden met een specifiek stelsel. De onderzoekers hebben de stroom Giant Coma Stream gedoopt. ‘Deze reusachtige sterrenstroom kwam bij toeval op ons pad’, aldus hoofdonderzoeker Javier Román. Hij is verbonden aan de Rijksuniversiteit Groningen en aan de Universiteit van La Laguna op Tenerife (Spanje). ‘Eigenlijk bestuderen we halo's van sterren die zich rond grote sterrenstelsels bevinden.’ De ontdekking van de Giant Coma Stream is verrassend, omdat het een vrij fragiele structuur is temidden van een vijandige omgeving van elkaar aantrekkende en afstotende sterrenstelsels. Co-auteur Reynier Peletier (Rijksuniversiteit Groningen) legt uit: ‘Met simulaties hebben we inmiddels ook zulke enorme stromen kunnen nabootsen in de computer. We verwachten dan ook dat we er meer zullen vinden. Bijvoorbeeld als we met de toekomstige 39-meter Extremely Large Telescope mogen zoeken en als de Euclid-satelliet met gegevens komt.’ Met grote toekomstige telescopen hopen de onderzoekers niet alleen nieuwe reuzenstromen te ontdekken. Ze willen ook inzoomen op de Giant Coma Stream zelf. ‘Dan kunnen we afzonderlijke sterren waarnemen en meer te weten komen over donkere materie,’ aldus Peletier. De Comacluster is een van de best bestudeerde clusters van sterrenstelsels. Het bevat duizenden sterrenstelsels op een afstand van ongeveer 300 miljoen lichtjaar van aarde. In 1933 toonde de Zwitserse sterrenkundige Fritz Zwicky aan dat de sterrenstelsels in de cluster te snel bewegen als je alleen de hoeveelheid zichtbare materie in ogenschouw neemt. Hij bedacht toen dat er donkere materie aanwezig moest zijn die de boel bij elkaar houdt. De precieze aard van deze materie is nog altijd onbekend.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Rotsachtige planeten zoals onze aarde, inclusief planeten met water, kunnen zelfs ontstaan in de meest extreme stervormingsgebieden, die doordrenkt zijn met harde ultraviolette straling van zware sterren. Dit hebben astronomen ontdekt aan de hand van waarnemingen van zo’n gebied met de Webb-ruimtetelescoop (Astrophysical Journal Letters, 30 november). Aan het onderzoek onder leiding van het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPA) in Heidelberg (Duitsland) werkten astronomen van de Radboud Universiteit, de Rijksuniversiteit Groningen en de Universiteit van Amsterdam mee. Met behulp van het MIRI-instrument van Webb hebben de astronomen water en koolstofhoudende moleculen ontdekt in een schijf van gas en stof rondom een jonge, zonachtige ster, die zich in een van de meest extreme omgevingen in ons Melkwegstelsel bevindt: de emissienevel NGC 6357. Het team astronomen onder leiding van María C. Ramírez-Tannus (MPA) heeft met Webb het binnenste gedeelte van deze schijf bekeken, waar naar verwachting planeten worden gevormd. De schijf, die de astronomen XUE-1 noemen, staat bloot aan intense ultraviolette straling van nabijgelegen hete, zware sterren. Maar zelfs daar vonden ze zowel water als eenvoudige organische moleculen. Dit laat laat zien dat ook in de meest barre omgevingen in onze Melkweg de omstandigheden geschikt kunnen zijn voor de vorming van aardachtige planeten en de ingrediënten voor leven. De nieuwe waarnemingen zijn de eerste in hun soort. Eerdere gedetailleerde waarnemingen van planeet-vormende schijven waren beperkt tot nabije stervormingsgebieden die geen zware sterren bevatten. Stervormingsgebieden met zware sterren zijn compleet anders: daar worden talloze sterren op ongeveer hetzelfde moment geboren, waaronder zeldzame, maar zeer zware sterren. Zware sterren geven grote hoeveelheden hoogenergetische UV-straling af, en gedacht werd dat zij hun omgeving zodanig zouden verstoren dat de vorming van aardachtige planeten zeldzaam zou zijn. Maar dat is dus niet zo: de binnenste regionen van protoplanetaire schijven dicht bij zware sterren blijken net zo goed in staat om aardachtige, rotsachtige planeten te vormen als hun tegenhangers met een lage massa.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
NASA is bezig om de wetenschappelijke activiteiten van de Hubble-ruimtetelescoop te hervatten nadat deze zich op 23 november jl. automatisch in ‘veilige modus’ had gezet vanwege een probleem met een gyroscoop. Voor het overige verkeert de ruimtetelescoop in goede staat. De veilige modus werd geactiveerd toen een van de drie gyroscopen van Hubble foute data aangaf. De gyroscopen meten de draaisnelheid van de telescoop en maken deel uit van het systeem dat bepaalt in welke richting de telescoop wijst. Als er een storing in dit standregelsysteem optreedt, worden de waarnemingen opgeschort en wacht de ruimtetelescoop op nieuwe instructies. Ook op 19 november bracht Hubble zichzelf in veilige modus, maar toen kon dat binnen een dag worden verholpen. Maar op 21 november ging het weer mis, en op 23 november opnieuw. Hubble’s missieteam voert nu tests uit om het probleem nader te analyseren en oplossingen te bedenken. Indien nodig kan de inmiddels 33 jaar oude ruimtetelescoop zodanig worden geconfigureerd dat hij met slechts één gyroscoop kan werken. Tijdens de vijfde en laatste onderhoudsmissie in 2009 is Hubble van zes nieuwe gyroscopen voorzien, waarvan er inmiddels nog drie in bedrijf zijn, inclusief de gyroscoop die nu problemen geeft. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Hubble Space Telescope Pauses Science Due to Gyro Issue
Een team van astronomen, onder leiding van Anna McLeod (Universiteit van Durham), heeft een schijf ontdekt rond een jonge ster in de Grote Magelhaense Wolk, een naburig sterrenstelsel. Het is voor het eerst dat zo’n schijf, vergelijkbaar met de planeet-vormende schijven in ons eigen Melkwegstelsel, in een ander sterrenstelsel is aangetoond. De ontdekking is gedaan met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Het onderzoek van McLeod en haar collega’s is een vervolg op waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT), waarmee diep in een gaswolk in de Grote Magelhaense Wolk een jet van een ster-in-wording werd ontdekt, die de aanduiding HH 1177 kreeg. Het feit dat deze jonge, zware ster een bundel van materie uitstoot, wees er al op dat zich rond de ster een accretieschijf aan het vormen is. Maar om te bevestigen dat deze schijf inderdaad bestaat, moesten astronomen de beweging van het dichte gas rond de ster meten. Materie die door een groeiende ster wordt aangetrokken, kan daar niet rechtstreeks naartoe vallen. In plaats daarvan wordt de toestromende materie platgedrukt tot een draaiende schijf rond de ster. Dichter naar het midden toe draait zo’n schijf sneller, en dit snelheidsverschil is het doorslaggevende bewijs dat het er een accretieschijf in het spel is. Afhankelijk van hoe snel het gas dat het licht uitzendt naar ons toe of van ons af beweegt, verandert de frequentie van het ontvangen licht. Dankzij gedetailleerde frequentiemetingen met ALMA hebben de astronomen nu kunnen aantonen dat de jonge ster in kwestie inderdaad omgeven is door een draaiende schijf van gas. Zware sterren, zoals de ster die bij dit onderzoek is waargenomen, zijn gewoonlijk moeilijk waarneembaar. Op het moment dat zich een schijf om hen heen vormt worden ze vaak aan het zicht onttrokken door het stoffige materiaal waaruit ze ontstaan. In de Grote Magelhaense Wolk, een sterrenstelsel 160.000 lichtjaar hiervandaan, is het materiaal waaruit nieuwe sterren worden geboren echter fundamenteel anders dan in ons Melkwegstelsel. Dankzij het geringere stofgehalte ter plaatse is HH 1177 niet meer gehuld in zijn natuurlijke cocon, waardoor astronomen – zij het van grote afstand – onbelemmerd zicht hebben op de vorming van sterren en planeten. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een team van astronomen, onder leiding van Rafael Luque (Universiteit van Chicago), heeft een bijzonder planetenstelsel ontdekt dat uit zes planeten bestaat. De planeten draaien om een ster met de aanduiding HD110067, die op ongeveer honderd lichtjaar afstand in het noordelijke sterrenbeeld Coma Berenices staat. En hun omlooptijden zijn nauwkeurig op elkaar afgestemd (Nature, 29 november). In 2020 detecteerde NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) dipjes in de helderheid van HD110067 die erop wezen dat er planeten voor de ster langs schoven. Door de gegevens van TESS te combineren met die van de Europese Cheops-satelliet, hebben Luque en zijn team nu het bijzondere karakter van dit planetenstelsel weten vast te stellen. In ons Melkwegstelsel zijn vele voorbeelden bekend van sterren waar meerdere planeten omheen cirkelen. Maar planetenstelsels waarin de planeten in strikte resonantie met elkaar zijn, komen minder vaak voor. Een bekend eerder voorbeeld is het planetenstelsel van de ster TRAPPIST-1, dat uit zeven planeten bestaat. Bij de ster HD110067 maakt de planeet die het dichtst bij de ster staat (b) drie omlopen voor elke twee van de volgende planeet (c) – een zogeheten 3:2 resonantie. Dezelfde verhouding is tevens te zien tussen de omlooptijden van de planeten c en d, en tussen die van d en e. De omlooptijden van de buitenste planeten verhouden zich als 4:3. En al deze baanresonanties staan als een huis: de zes planeten zijn waarschijnlijk al sinds hun vorming, miljarden jaren geleden, in deze ritmische dans verwikkeld. Baanresonante planetenstelsels zijn heel interessant, omdat ze astronomen iets vertellen over de vorming en de daaropvolgende evolutie van het planetenstelsel. Planeten rond sterren hebben de neiging om zich in resonantie te vormen, maar hun omloopbanen kunnen gemakkelijk verstoord raken – bijvoorbeeld door de aanwezigheid van een zeer zware planeet, door een passerende ster of door een grote inslag. Daardoor zijn stelsels waarin de planeten hun onderlinge resonanties hebben behouden zeldzaam. Naar schatting blijft slechts ongeveer één procent van alle planetenstelsels langdurig in resonantie. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists discover rare 6-planet system that moves in strange synchrony
Een team van astrofysici onder leiding van Núria Miret-Roig van de Universiteit van Wenen heeft ontdekt dat twee van de meest betrouwbare methoden om de leeftijd van sterren te bepalen eigenlijk verschillende dingen meten: de ene bepaalt de geboortedatum van sterren, terwijl de andere informatie geeft over wanneer sterren ‘hun nest verlaten’ (Nature Astronomy, 23 november). De leeftijd van sterren is een fundamentele parameter in de astrofysica die nog steeds relatief moeilijk te meten is. De beste schattingen tot nu toe zijn die voor zogeheten sterrenhopen: groepen sterren van dezelfde leeftijd met een gemeenschappelijke oorsprong. Voor de nieuwe studie analyseerde het onderzoeksteam zes nabije en jonge sterrenhopen (tot 490 lichtjaar afstand en 50 miljoen jaar oud). Daarbij werd duidelijk dat de resultaten van de twee belangrijkste methoden om de leeftijd van sterren te schatten – isochrone leeftijdsbepaling en dynamic traceback (de tijd die is verstreken sinds de sterrenhoop op zijn compacts was) – systematisch en consistent van elkaar verschillen. Volgens de onderzoekers begint de isochrone ‘klok’ te tikken vanaf het moment van stervorming, maar komt de ‘klok’ van de dynamic traceback pas ongeveer 5,5 miljoen jaar later op gang – het moment waarop de sterrenhoop zijn ‘moederwolk’ heeft verlaten en uit elkaar begint te vallen. De metingen zijn gebaseerd op de nauwkeurige meetresultaten van de Europese astrometrische satelliet Gaia, in combinatie met radiale snelheidsmetingen vanaf de aarde. Deze combinatie stelde de astronomen in staat om de posities van sterren nauwkeurig te herleiden tot hun geboorteplaats. Volgens medeauteur João Alves (eveneens Universiteit van Wenen) heeft de nieuwe ontdekking belangrijke implicaties voor ons begrip van de vorming en evolutie van sterren, planeten en sterrenstelsels. (EE)
Meer informatie:
→ When baby stars fledge
Een onderzoeksteam onder leiding van Toshihiro Fujii (Osaka Metropolitan University, Japan) heeft een kosmisch deeltje gedetecteerd dat bijna het staande energierecord uit 1991 brak. Het deeltje is door zijn ontdekkers Amaterasu gedoopt, naar de Japanse zonnegodin (Science, 24 november). Onze planeet wordt voortdurend bestookt met energierijke deeltjes uit de ruimte, die doorgaans worden aangeduid met de verzamelnaam ‘kosmische straling’. Waar deze deeltjes vandaan komen is slechts ten dele bekend. Laag-energetisch deeltjes zijn afkomstig van de zon, de meer energierijke van supernova-explosies binnen ons Melkwegstelsel en de nog energierijkere van andere sterrenstelsels. Kosmische straling kan energieën bereiken van meer dan een exa-elektronvolt oftewel een triljoen elektronvolt (een 1 met 18 nullen). Dat is ruwweg een miljoen keer zo hoog als de energie van de krachtigste deeltjesversnellers die de mens ooit heeft gebouwd. Maar kosmische deeltjes met zoveel energie zijn bijzonder schaars. Fujii en zijn team zijn al sinds 2008 betrokken bij het Telescope Array-experiment, dat op een hoogte van 1400 meter staat opgesteld in de Amerikaanse staat Utah. De Telescope Array bestaat uit een combinatie van ruim vijfhonderd deeltjesdetectors op de grond die een gebied van 700 vierkante kilometer beslaan, aangevuld met telescopen die de regens van secundaire deeltjes registreren die een kosmisch stralingsdeeltje in de aardatmosfeer losmaakt. Op 27 mei 2021 registreerde deze opstelling een deeltje met een energie van maar liefst 244 exa-elektronvolt – een uitschieter zoals die in geen dertig jaar was gezien. Het Amaterasu-deeltje kwam daarmee dicht in de buurt van het in 1991 gedetecteerd Oh-my-God-deeltje dat een geschatte energie van 320 exa-elektronvolt had. Waar het kosmische deeltje vandaan is gekomen, is onduidelijk. In de richting waaruit het deeltje kwam is geen opvallend hemelobject te vinden, wat erop kan wijzen dat zeldzaam energierijke deeltjes als deze door een nog onbekend astronomisch verschijnsel worden veroorzaakt. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Amaterasu’ particle: a new cosmic mystery
Onderzoek van promovendus Jonathan Dodd en de Nederlandse astronoom René Oudmaijer van de Universiteit van Leeds (VK) wijst erop dat de zware Be-sterren, waarvan tot nu toe werd gedacht dat ze deel uitmaken van dubbelsterren, in werkelijkheid ‘driedubbele’ stersystemen zouden kunnen zijn (MNRAS, 21 november). Be-sterren – ook wel ‘vampiersterren’ genoemd – zijn omgeven door een karakteristieke schijf van gas, vergelijkbaar met die van de planeet Saturnus. Maar hoewel het bestaan van deze sterren al zo’n 150 jaar bekend is, wist niemand precies hoe ze zijn ontstaan. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de schijven het gevolg zijn van de snelle rotatie van de Be-sterren, en dat die weer kan zijn veroorzaakt door de interactie met een naburige ster. Maar uit een analyse van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia leiden Dodd en Oudmaijer nu af dat Be-sterren deel uitmaken van systemen die uit drie sterren bestaan, in plaats van twee. De astronomen baseren zich op Gaia-waarnemingen van deze sterren. Ze hebben de manier geanalyseerd waarop de sterren langs hemel bewegen, zowel over perioden van ongeveer tien jaar als over kortere perioden van ongeveer zes maanden. Wanneer een ster in een rechte lijn beweegt, is hij enkelvoudig, maar als hij een lichte schommeling vertoont, of beter nog een spiraal, moet er meer dan één ster in het spel zijn. Door dit principe toe te passen op zowel (gewone) B-sterren als Be-sterren, ontdekten de astronomen dat Be-sterren gemiddeld minder begeleiders lijken te hebben dan B-sterren, terwijl het omgekeerde werd verwacht. De onderzoekers keken vervolgens naar een andere set gegevens, om naar begeleidende sterren te zoeken die verder weg staan, en ontdekten daarbij dat in dat geval de aantallen begeleiders van B- en Be-sterren ongeveer gelijk zijn. Hieruit leiden ze af dat er in veel gevallen een derde ster in het spel is, die de begeleider dichter naar de Be-ster toe dwingt – dicht genoeg om massa van de ene naar de andere ster over te dragen, waarbij zich de opvallende schijf vormt. Dit zou ook verklaren waarom deze begeleiders niet meer zichtbaar zijn: ze zijn simpelweg te klein en te zwak geworden om nog waargenomen te worden nadat de vampierster veel van hun massa heeft opgezogen. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Triple star’ discovery could revolutionise understanding of stellar evolution
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Durham University (VK) en de Universiteit van Helsinki (Finland) denkt een verklaring te hebben gevonden voor het feit dat er in een deel van ons lokale heelal – het zogeheten supergalactische vlak – bijna geen spiraalstelsels te vinden zijn (Nature Astronomy, 20 november). Het supergalactische vlak is een enorme, platte structuur met een middellijn van bijna een miljard lichtjaar die vrijwel haaks op het vlak van ons Melkwegstelsel staat. Hoewel het er wemelt van de heldere elliptische sterrenstelsel, zijn heldere schijfstelsels met spiraalarmen hier opvallend schaars. Volgens de onderzoekers is dit een natuurlijk gevolg van de contrasterende omgevingen binnen en buiten het vlak. In de dichte clusters van sterrenstelsels in het supergalactische vlak vinden veel onderlinge interacties en fusies plaats. Hierdoor veranderen spiraalstelsels in elliptische stelsels – egale sterrenstelsels zonder duidelijke interne structuur of spiraalarmen – en wordt de groei van superzware zwarte gaten gestimuleerd. Sterrenstelsels buiten het vlak ontwikkelen zich in relatieve afzondering, waardoor ze hun spiraalstructuur behouden. De onderzoekers komen tot hun conclusie op basis van een supercomputersimulatie, SIBELIUS geheten, waarmee de evolutie van het heelal vanaf de oerknal (13,8 miljard jaar geleden) tot nu is nagebootst. De resultaten van deze simulatie vertonen sterke overeenkomsten met het heelal zoals we dit met telescopen waarnemen – inclusief spectaculaire structuren zoals het supergalactische vlak, al zijn die laatste nogal zeldzaam. (EE)
Meer informatie:
→ Physicists answer question of Supergalactic Plane’s absent spiral galaxies
Een team van astrofysici onder leiding van Allison Strom (Northwestern University, VS) heeft de eerste resultaten geanalyseerd van de CECILIA (Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae) Survey, een programma dat de Webb-ruimtetelescoop gebruikt om de chemie van verre sterrenstelsels te onderzoeken. De resultaten wijzen erop dat zogeheten ‘tienerstelsels’ – sterrenstelsels die twee tot drie miljard jaar na de oerknal zijn gevormd – ongewoon heet zijn en onverwachte elementen bevatten (The Astrophysical Journal Letters, 20 november). Bij het nieuwe onderzoek hebben Strom en haar collega’s afgelopen zomer 33 verre tienerstelsels onafgebroken waargenomen met Webb. Vervolgens hebben ze de spectra van 23 van deze sterrenstelsels gecombineerd tot een compositiefoto. Bij dit proces worden de details van afzonderlijke sterrenstelsels uitgewist, maar ontstaat er een duidelijker beeld van een gemiddeld sterrenstelsel en worden zwakkere kenmerken zichtbaar. In het aldus verkregen ‘ultradiepe’ spectrum zijn acht verschillende elementen te zien: waterstof, helium, stikstof, zuurstof, silicium, zwavel, argon en nikkel. Alle elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium worden in sterren gevormd. De aanwezigheid van bepaalde elementen geeft dus informatie over de stervorming tijdens de evolutie van een sterrenstelsel. Met name de ontdekking van nikkel kwam als een verrassing. Nikkel, dat zwaarder is dan ijzer, is zeldzaam en uiterst moeilijk waarneembaar. Volgens Strom zou dit kunnen betekenen dat er iets unieks is aan de sterren in deze verre sterrenstelsels. En er was nóg een verrassing: de tienerstelsels blijken extreem heet te zijn. Door de spectra te onderzoeken, kunnen astrofysici de temperatuur van een sterrenstelsel berekenen. Hoewel de temperaturen in een doorsnee sterrenstelsel plaatselijk kunnen oplopen tot meer dan 9700 graden Celsius, vertonen de waargenomen tienerstelsels temperaturen van meer dan 13.350 graden Celsius. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Teenage galaxies’ are unusually hot, glowing with unexpected elements
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een exoplaneet bekeken die met regelmatige tussenpozen voor zijn betrekkelijk nabije moederster langs schuift. Zo’n planeetovergang of ‘transit’ stelt astronomen in staat om de grootte van de exoplaneet te bepalen. Vervolgonderzoek kan mogelijk uitwijzen of de planeet een atmosfeer heeft (The Astronomical Journal, 16 november). De kleine planeet LTT 1445Ac werd in 2022 voor het eerst opgemerkt door NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), maar deze satelliet heeft niet de vereiste optische resolutie om zijn diameter vast te kunnen stellen. Hubble’s waarnemingen van een volledige planeetovergang hebben nu aangetoond dat de planeet 1,07 keer zo groot is als de aarde. Dit betekent dat LTT 1445Ac een rotsachtige wereld is, net als de aarde, met ongeveer dezelfde zwaartekracht aan het oppervlak. Maar met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 260 graden Celsius is hij te heet voor leven zoals wij dat kennen. De planeet draait om een ster met de aanduiding LTT 1445A. Deze maakt deel uit van een stelsel van drie rode dwergsterren, op 22 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eridanus. Om de ster draaien nog twee andere planeten die groter zijn dan LTT 1445Ac. Ongeveer 4,5 miljard kilometer verderop bevindt zich nog een stelsel van twee andere dwergsterren. De Hubble-waarnemingen wijzen erop dat alle sterren en planeten zich in hetzelfde vlak bevinden. (EE)
Meer informatie:
→ NASA's Hubble Measures the Size of the Nearest Transiting Earth-Sized Planet
Een team van Europese astronomen, met onder anderen wetenschappers van SRON, de Radboud Universiteit en de Universiteit Leiden, heeft een weersysteem op basis van silicaat gevonden op een ‘wollige’ gasplaneet bij de ster WASP-107. Het is voor het eerst dat astronomen zandwolken en -regen hebben ontdekt. Ze hebben bovendien vastgesteld dat de temperatuur dieper in de atmosfeer snel stijgt (Nature, 15 november). Exoplaneet WASP-107b draait om een ster die iets koeler en lichter is dan onze zon. De planeet is ongeveer even zwaar als Neptunus, maar een stuk groter, met bijna de omvang van Jupiter. Dat maakt zijn dichtheid veel lager dan wat we gewend zijn in ons zonnestelsel, waarmee hij de bijnaam suikerspinplaneet heeft verdiend. Die wolligheid stelt astronomen in staat om vijftigmaal dieper in de atmosfeer te kijken dan in die van Jupiter. Zo kregen ze zicht op de aanwezigheid van waterdamp, zwaveldioxide, silicaatwolken, en de afwezigheid van methaan. De astronomen gebruiken de spectra van waterdamp en zwaveldioxide om ze te vergelijken met die in hun modellen voor planeten met en zonder wolken. De spectra vertonen weinig scherpe details, net zoals in de modellen met wolken. ‘Wolken hoog in de atmosfeer verbergen grotendeels de waterdamp en zwaveldioxide’, aldus medeauteur Rens Waters (Radboud Universiteit). ‘De aanwezigheid van wolken is al op andere planeten aangetoond, maar dit is de eerste keer dat we zien waar ze van gemaakt zijn. In dit geval is het antwoord: silicaat, dus eigenlijk zand.’ Terwijl we op aarde water zien verdampen bij hoge temperaturen, zien weersystemen er anders uit op gasplaneten met temperaturen van rond de 1000 °C. Daar zijn het silicaatdeeltjes die verdampen als het warm wordt. Maar op WASP-107b is het ‘slechts’ 500 °C in de buitenste atmosfeerlaag. Bij het uitregenen van een wolk zou de zandregen dan pas diep in het binnenste weer verdampen – te diep om als wolk weer helemaal naar boven te drijven. Toch moeten de wolken steeds weer opnieuw ontstaan, anders zagen we ze nu niet.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Volgens een bekende theorie zouden de moleculaire bouwstenen voor het leven op aarde door kometen op onze planeet zijn afgeleverd. Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben nu uitgepuzzeld onder welke omstandigheden dit kan gebeuren (Proceedings of the Royal Society A, 15 november). Om organisch materiaal op een planeet te kunnen afleveren, moeten kometen relatief langzaam bewegen – met snelheden van minder dan 15 kilometer per seconde. Bij hogere snelheden zouden de benodigde moleculen het niet overleven: door de hitte van de inslag vallen ze uit elkaar. De meest waarschijnlijke plek in een planetenstelsel waar kometen de juiste snelheid hebben, is waar de omloopbanen van een aantal planeten dicht bij elkaar liggen. In dat geval zou een komeet als het ware van de ene planeet naar de andere kunnen worden doorgegeven, waardoor zijn snelheid afneemt. Bij voldoende lage snelheid zou de komeet vervolgens op het oppervlak van een van de planeten neerstorten en daarbij de moleculen afleveren waarvan wetenschappers vermoeden dat ze nodig zijn voor het ontstaan van leven. Met behulp van verschillende wiskundige modelleringstechnieken hebben de onderzoekers vastgesteld dat kometen de benodigde moleculen alleen in specifieke gevallen ongeschonden kunnen afleveren. In het geval van planeten die rond een ster zoals onze zon draaien moet de planeet een geringe massa hebben en is het gunstig als zijn omloopbaan dicht bij die van naburige planeten in het stelsel ligt. De onderzoekers hebben ontdekt dat dit des te meer geldt voor planeten rond sterren die minder massa hebben dan onze zon, waar doorgaans veel hogere snelheden worden bereikt. In zo’n stelsel zou een komeet door de zwaartekracht van de ene planeet naar binnen getrokken kunnen worden om, voordat hij inslaat, aan een andere planeet te worden doorgegeven. Als dit zich maar vaak genoeg herhaalt, zou de komeet zo sterk worden afgeremd dat sommige prebiotische moleculen de uiteindelijke tocht door de atmosfeer van een planeet kunnen overleven. Voor planeten die om een lichtere ster cirkelen, een rode dwergster bijvoorbeeld, zou de aanvoer van complexe moleculen door kometen veel stroever verlopen, vooral als de diverse planeetbanen verder uiteen liggen. De rotsachtige planeten in stelsels als deze hebben ook meer te lijden van inslagen met hoge snelheid, wat het ontstaan van leven verder kan bemoeilijken. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Bouncing’ comets could deliver building blocks for life to exoplanets
Astronomen van het Center for Solar-Terrestrial Research (VS) hebben een bijzonder soort radio-uitbarstingen ontdekt die afkomstig zijn van zonnevlekken en meer dan een week duren. Volgens de onderzoekers vertoont deze radiostraling overeenkomsten met die van aurora’s (poollichten) zoals die vaak te zien zijn in de magnetosferen van de aarde, Jupiter en Saturnus, en bij bepaalde lichte sterren (Nature Astronomy, 13 november). De poollichtshows die rond de poolstreken van de aarde te zien zijn ontstaan doordat uitbarstingen op de zon het magnetische veld van onze planeet verstoren, waarna geladen deeltjes – voornamelijk elektronen en protonen – ‘neerregenen’ op de polen van de aarde. Daarbij komen de deeltjes hoog in de aardatmosfeer in botsing met zuurstof- en stikstofatomen. De versnellende elektronen kunnen intense radio-emissies genereren met frequenties van een paar honderd kilohertz. De nu ontdekte ‘zonnevlek-aurora’s’ treden echter op bij frequenties van honderdduizenden kilohertz tot ongeveer 1 miljoen kilohertz – een direct gevolg van het feit dat het magnetische veld van een zonnevlek duizenden keren sterker is dan dat van de aarde. De onderzoekers vermoeden dat de zonnevlek-aurora’s een ‘kosmisch vuurtoren-effect’ veroorzaken. Ze genereren bundels van radiostraling, vergelijkbaar met die bij roterende sterren zijn waargenomen. (EE)
Meer informatie:
→ NJIT Scientists Uncover Aurora-Like Radio Emission above a Sunspot
Met behulp van nieuwe gegevens van de Webb-ruimtetelescoop hebben Japanse astronomen de hoeveelheid zuurstof in het vroege heelal gemeten. Hun bevindingen laten zien dat de hoeveelheid zuurstof in sterrenstelsels binnen 500 tot 700 miljoen jaar na het ontstaan van het heelal snel toenam en sindsdien net zo overvloedig is gebleven als in moderne sterrenstelsels. De vroege opkomst van zuurstof geeft aan dat de elementen die nodig zijn voor het ontstaan van leven eerder voorhanden waren dan lang werd gedacht (The Astrophysical Journal, 13 november). In het vroege heelal, kort na de oerknal, bestonden alleen lichte elementen zoals waterstof, helium en lithium. Zwaardere elementen, zoals zuurstof, werden vervolgens gevormd door kernfusiereacties in sterren, en via onder andere supernova-explosies verspreid. Aan de hand van gegevens van de Webb-ruimtetelescoop heeft een onderzoeksteam onder leiding van Kimihiko Nakajima van het National Astronomical Observatory of Japan nu het zuurstofgehalte gemeten van 138 sterrenstelsels die in de eerste 2 miljard jaar na de oerknal zijn gevormd. Daarbij hebben de astronomen ontdekt dat het zuurstofgehalte van de meeste van deze sterrenstelsels vergelijkbaar is met dat van de huidige sterrenstelsels. Zes van de zeven vroegste stelsels in de steekproef, die bestonden toen het heelal nog maar 500 tot 700 miljoen jaar oud was, hadden echter een zuurstofgehalte dat maar half zo hoog was. De zuurstofproductie moest in hun tijd dus nog op gang komen. (EE)
Meer informatie:
→ Rapid Increase in Oxygen in Early Universe
Vervolgwaarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop van de Pandora-cluster, ook bekend als Abell 2744, hebben de op één na en op drie na verste sterrenstelsels opgeleverd die ooit zijn gezien. Beide zijn groter dan andere stelsels die op vergelijkbare afstanden zijn waargenomen, en op foto’s als rode stippen verschijnen. Ze lijken op respectievelijk een ‘pinda’ en een pluizige bal (Astrophysical Journal Letters, 13 november). Omdat het licht van de twee sterrenstelsels zo lang onderweg is geweest, biedt het een blik in het verleden. Het onderzoeksteam schat dat het licht dat door Webb is gedetecteerd door de twee sterrenstelsels is uitgezonden toen het heelal ongeveer 330 miljoen jaar oud was, en ongeveer 13,4 miljard lichtjaar heeft gereisd om ons te bereiken. Maar doordat het heelal in de tussentijd flink is uitgedijd, zijn de stelsel momenteel ruwweg 33 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd. De twee sterrenstelsels zijn aanzienlijk groter dan de drie stelsels die eerder op deze extreme afstanden zijn ontdekt. Het ene is minstens zes keer zo groot en heeft een middellijn van ongeveer 2000 lichtjaar. Ter vergelijking: ons Melkwegstelsel heeft een diameter van ongeveer 100.000 lichtjaar. Astronomen denken echter dat het vroege heelal heel compact was, waardoor de grootte van het stelsel toch verrassend is. Hoewel verwacht wordt dat de verre sterrenstelsels uit vergelijkbare materialen zijn gevormd, lijken ze desalniettemin sterk van elkaar te verschillen. De verre sterrenstelsels behoren tot de 60.000 lichtbronnen die in 2022 op een van de eerste ‘diepe’ opnamen van de Webb-ruimtetelescoop zijn vastgelegd. Dit hemelgebied werd deels geselecteerd, omdat het zich achter verschillende clusters van sterrenstelsels bevindt die een natuurlijk vergrotingseffect veroorzaken: het zogeheten zwaartekrachtlenseffect. De zwaartekracht van de gezamenlijke massa van de clusters trekt de ruimte eromheen krom, en vergroot en versterkt het licht van alles wat zich daarachter bevindt. Met behulp van gedetailleerde modellen hebben de onderzoekers gereconstrueerd welke eigenschappen de vroege sterrenstelsels hadden toen ze het door Webb geregistreerde licht uitzonden. De reconstructies laten zien dat de stelsels – zoals verwacht – jong waren, weinig elementen zwaarder dan helium bevatten en in hoog tempo nieuwe sterren produceerden. (EE)
Meer informatie:
→ Second-most distant galaxy discovered using James Webb Space Telescope
Wetenschappers die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop hebben een baanbrekende ontdekking gedaan over hoe planeten ontstaan. Door waterdamp in zogeheten protoplanetaire schijven te observeren, bevestigde Webb een fysisch proces waarbij in ijs gehulde vaste stoffen van de buitenste regionen van de schijf naar de zone van de rotsachtige planeten migreren (Astrophysical Journal Letters, 8 november). Al geruime tijd bestaat het vermoeden dat ijzige steentjes die zich in de koudste zone van een protoplanetaire schijf vormen – hetzelfde gebied waar de kometen in ons zonnestelsel ontstaan – de cruciale ’groeikernen’ van het planeetvormingsproces zijn. De belangrijkste vereiste van deze theorie is dat de steentjes door de wrijving met het gas in de schijf naar de centrale ster toe worden gedreven en de planeten op die manier van zowel vaste stoffen als water voorzien. De theorie voorspelt dat wanneer de ijzige steentjes binnen de zogeheten ‘sneeuwgrens’ rond de ster belanden – de plek waar ijs overgaat in damp – ze grote hoeveelheden koude waterdamp moeten vrijgeven. En dit is precies wat nu met MIRI – de midden-infraroodcamera van Webb – is waargenomen. Astronomen hebben met MIRI vier protoplanetaire schijven – twee compacte en twee wijde – rond vier zonachtige sterren onderzocht. Al deze sterren zijn naar schatting tussen de 2 en 3 miljoen jaar oud – piepjong naar kosmische maatstaven. De verwachting is dat in de compacte schijven een sterke migratie van steentjes optreedt, die worden ‘afgeleverd’ op een afstand die vergelijkbaar is met die van de omloopbaan van de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. In de wijde schijven verzamelen de steentjes zich in meerdere ringen op maximaal zes keer zo grote afstand van de ster. De Webb-waarnemingen hadden tot doel om vast te stellen of de zone van de rotsachtige planeten in compacte schijven in vergelijking met wijde schijven meer water bevat, zoals wordt verwacht bij een efficiënte binnenwaartse migratie van steentjes. De Webb-waarnemingen hebben dat nu bevestigd. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Findings Support Long-Proposed Process of Planet Formation
Het blijkt dat er meer aan de hand is met planetoïde Dinkinesh en zijn pas ontdekte maantje dan gedacht. Terwijl NASA-ruimtesonde Lucy gegevens bleef terugsturen van haar eerste ontmoeting met een planetoïde op 1 november jl., ontdekte het Lucy-team tot ieders verrassing dat het maantje van Dinkinesh zelf weer uit twee kleinere objecten bestaat die elkaar raken. Daarmee is het een zogeheten dubbelplanetoïde. Op de eerste opnamen van Dinkinesh en zijn maantje, die tijdens de dichtste nadering van Lucy werden gemaakt, bevond de ene lob van het maantje zich vanuit de ruimtesonde gezien precies achter de andere. Pas toen het team opnamen van enkele minuten later ontdekt, werd de ware aard van dit object onthuld. Dubbelplanetoïden komen relatief vaak voor in ons zonnestelsel, maar slechts enkele zijn van dichtbij bekeken. En nooit eerder werd er een dubbelplanetoïde ontdekt die om een andere planetoïde draait. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Lucy Surprises Again, Observes 1st-ever Contact Binary Orbiting Asteroid
Vandaag zijn de eerste kleurenbeelden van de kosmos van ESA’s ruimtetelescoop Euclid gepresenteerd. Nooit eerder was een telescoop in staat om zulke haarscherpe astronomische beelden te maken van zo’n groot deel van de hemel en zo diep het heelal in. De vijf opnamen illustreren het volledige potentieel van Euclid; ze laten zien dat de telescoop klaar is om de meest uitgebreide 3D-kaart van het heelal tot nu toe te maken en een bijdrage te leveren aan het oplossen van een aantal onopgeloste kosmische vraagstukken. Euclid, ook wel de ‘detective van het donkere heelal’ genoemd, heeft als taak te onderzoeken hoe donkere materie en donkere energie ervoor hebben gezorgd dat ons heelal eruitziet zoals het er nu uitziet. 95% van onze kosmos lijkt te bestaan uit de mysterieuze en nog onbegrepen ‘donkere’ ingrediënten, die met hun aanwezigheid slechts zeer subtiele veranderingen veroorzaken in het uiterlijk van objecten die we wel kunnen zien. Om deze ‘donkere invloed’ op het zichtbare heelal te onthullen, zal Euclid de komende zes jaar de vormen, afstanden en snelheden van miljarden sterrenstelsels waarnemen, tot op een afstand van 10 miljard lichtjaar. Dit zal de grootste driedimensionale kaart van de kosmos opleveren die ooit is gemaakt. Euclid kan in één keer een opmerkelijk scherpe opname maken van een ongekend groot stuk hemel in zowel zichtbaar als infrarood licht. De beelden die vandaag zijn vrijgegeven laten deze speciale capaciteit zien: van heldere sterren tot zwakke sterrenstelsels. Ze tonen de objecten in hun geheel, terwijl ze extreem scherp blijven, zelfs wanneer wordt ingezoomd op verre sterrenstelsels.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Door gegevens van de NASA-ruimtetelescopen Chandra en Webb met elkaar te combineren, heeft een internationaal team van astronomen een ‘groeiend’ zwart gat opgespoord, dat al 470 miljoen jaar na de oerknal is ontstaan. Het zwarte gat bevindt zich in een vroeg groeistadium dat nog nooit eerder is waargenomen, en heeft ongeveer evenveel massa als het sterrenstelsel waar het deel van uitmaakt (Nature Astronomy, 6 november). Het zwarte gat werd ontdekt in een sterrenstelsel met de aanduiding UHZ1 in de richting van de cluster van sterrenstelsels Abell 2744, die zich op 3,5 miljard lichtjaar van de aarde bevindt. Uit gegevens van de Webb-ruimtetelescoop is nu echter gebleken dat het sterrenstelsel veel verder weg staat dan de cluster. Het bevindt zich op 13,2 miljard lichtjaar van de aarde, en bestond al toen het heelal nog maar drie procent van zijn huidige leeftijd had. Twee weken van waarnemingen met Chandra hebben het bestaan aan het licht gebracht van zeer heet, röntgenstraling uitzendend gas in dit sterrenstelsel – een kenmerk dat typerend is voor een superzwaar zwart gat dat nog bezig is om te groeien. Het licht van het sterrenstelsel en de röntgenstraling van het gas rond het superzware zwarte gat worden met ongeveer een factor vier ‘versterkt’ door de tussenliggende materie in Abell 2744 (een gevolg van het zogeheten zwaartekrachtlenseffect), waardoor Webb en Chandra het verre, zwakke object konden detecteren. Deze ontdekking is belangrijk om te begrijpen hoe sommige superzware zwarte gaten kort na de oerknal kolossale massa’s hebben kunnen bereiken. Zijn ze rechtstreeks ontstaan uit kolossale samentrekkende wolken van gas, waardoor zich direct al zwarte gaten konden vormen met tienduizend tot honderdduizend keer zoveel massa als de zon? Of kwamen ze voort uit de explosies van de eerste sterren, waarbij zich zwarte gaten van slechts tien tot honderd zonsmassa’s vormden? Het team heeft sterke aanwijzingen gevonden dat het nu ontdekte zwarte gat al bij zijn ‘geboorte’ enorm veel massa had. Op basis van de intensiteit en energie van de röntgenstraling die hij uitzendt, wordt zijn massa geschat op tien tot honderd miljoen zonsmassa’s. Dat komt ruwweg overeen met de totale massa van alle sterren in het omringende sterrenstelsel bij elkaar, en staat in schril contrast met de massa’s van de zwarte gaten in de centra van nabije sterrenstelsels, die een factor 10 ‘lichter’ zijn. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Telescopes Discover Record-Breaking Black Hole
Bij een nadere analyse van gegevens die door de in 2018 uitgeschakelde Kepler-satelliet zijn verzameld, is vastgesteld dat rond de 4670 lichtjaar verre ster Kepler-385 zeven planeten cirkelen. Sommige van deze planeten waren in 2014 al opgespoord, maar van de overige kon het bestaan tot nu toe nog niet worden vastgesteld. Het Kepler-385-stelsel is een van de opvallendste aanvullingen op de Kepler-catalogus, die bijna 4400 kandidaat-planeten bevat, waaronder meer dan 700 stelsels met meerdere planeten. De centrale ster van het Kepler-385-stelsel is een zonachtige ster die ongeveer tien procent groter en vijf procent heter is dan de zon. De twee binnenste planeten zijn groter dan de aarde, waarschijnlijk rotsachtig en hebben mogelijk een dunne atmosfeer. De overige zijn ongeveer tweemaal zo groot als de aarde en hebben naar verwachting een dichte atmosfeer. Alle planeten van Kepler-385 ontvangen meer stralingswarmte van hun moederster dan welke planeet in ons zonnestelsel dan ook. Hoewel de Kepler-satelliet allang geen waarnemingen doet, kunnen zijn gegevens nog steeds worden gebruikt om nieuwe ontdekkingen te doen. Dat is onder meer te danken aan de Europese astrometrische satelliet Gaia, die nauwkeurige gegevens verzameld over grote aantallen sterren in ons Melkwegstelsel. De nieuwe Kepler-catalogus maakt gebruik van deze verbeterde bepalingen van de eigenschappen van sterren, en aan de hand daarvan kunnen de omlooptijden van daaromheen cirkelende planeten nauwkeuriger worden berekend. Daarbij is onder meer aan het licht gekomen dat wanneer er meerdere planeten om een ster draaien, deze doorgaans vaker cirkelvormige omloopbanen doorlopen dan wanneer een ster slechts één of twee planeten heeft. (EE)
Meer informatie:
→ Scorching, Seven-Planet System Revealed by New Kepler Exoplanet List
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Takuma Izumi (National Astronomical Observatory of Japan) heeft met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) diep in het hart van het actieve Circinus-stelsel gekeken. Daarbij is ontdekt dat lang niet al het gas dat om het daar aanwezige superzware zwarte gat rondcirkelt bijdraagt aan de groei van deze kolos. Het grootste deel ervan wordt weggeblazen, om vervolgens weer naar het zwarte gat toe te worden getrokken – een cyclisch patroon dat aan een waterfontein doet denken (Science, 2 november). In de centra van veel sterrenstelsels bevindt zich een zwart gat met meer dan een miljoen keer zoveel massa als onze zon. De meest voor de hand liggende verklaring voor de grote omvang van deze objecten is dat ze op de een of andere manier gas uit het hen omringende sterrenstelsel hebben aangetrokken en opgeslokt. Het gas dat zich in de directe omgeving van superzware zwarte gaten ophoopt, wordt tot hoge snelheden versneld door de zwaartekracht van het zwarte gat. Door de sterke wrijving tussen de gasdeeltjes bereikt dit gas temperaturen van enkele miljoenen graden en zendt het fel licht uit. Het resultaat is een zogeheten actieve galactische kern of AGN (active galactic nucleus). Door de immense energie die zo’n AGN opwekt, kan een deel van het gas dat naar het zwarte gat toe stroomt worden teruggeblazen. Bij eerdere onderzoeken was dit proces al tot op schalen van een paar honderd lichtjaar van de centra van actieve sterrenstelsels waargenomen, maar wat zich nog dichter bij het centrum afspeelt, was tot nu toe onbekend. Bij de nieuwe waarnemingen zijn Izumi en zijn team doorgedrongen tot op enkele lichtjaren van het centrum. Met behulp van ALMA hebben zij voor het eerst de gasstroom kunnen vastleggen die vanuit de enkele lichtjaren grote gasschijf rond het centrum van het Circinus-stelsel naar het superzware zwarte gat in het centrum toe stroomt. Daarnaast zijn de onderzoekers ook meer te weten gekomen over de gasstromen rond de actieve galactische kern van het Circinus-stelsel. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij dat maar ongeveer drie procent van het gas dat naar het centrale zwarte gat toe stroomt door deze wordt opgeslokt. De rest wordt uitgestoten en in het omringende sterrenstelsel ‘gerecyceled’. Omdat het gas daarbij niet genoeg snelheid krijgt om te ontsnappen, valt het uit eindelijk weer terug naar het zwarte gat en herhaalt het proces zich. (EE)
Meer informatie:
→ ALMA Observations Unveil Gas Recycling Process Near a Supermassive Black Hole
NASA-ruimtesonde Lucy heeft tijdens haar ontmoeting met de kleine planetoïde Dinkinesh (Amhaars voor ‘prachtig’) een bijzondere ontdekking gedaan: Dinkinesh heeft een maantje. In de weken voorafgaand aan de ontmoeting, die op 1 november jl. plaatsvond, vroeg het vluchtteam zich al af of Dinkinesh een zogeheten dubbelplanetoïde zou kunnen zijn, omdat zijn helderheid mettertijd veranderde. De eerste beelden die Lucy naar de aarde heeft gezonden hebben daar nu zekerheid over gegeven. Een voorlopige analyse van de eerste foto’s wijst erop dat Dinkinesh zelf ongeveer 790 meter groot is en zijn maantje ongeveer 220 meter. De ontmoeting met wat nu een dubbelplanetoïde blijkt te zijn was voornamelijk bedoeld als een test van het volgsysteem dat Lucy in staat stelt om autonoom opnamen van een planetoïde te maken terwijl zij er met een snelheid van 16.000 kilometer per uur langs scheert. Alles wijst erop dat dit systeem goed werkt. Het zal nog ongeveer een week duren voordat alle data die de ruimtesonde tijdens haar ontmoeting met Dinkinesh heeft verzameld naar de aarde zijn overgeseind. Het Lucy-team zal deze gegevens gebruiken om het gedrag van de ruimtesonde tijden haar korte bezoek aan de planetoïde te evalueren en zich voor te bereiden op de ontmoeting met planetoïde Donaldjohanson in 2025. Het uiteindelijke reisdoel van Lucy is de verkenning van een zevental planetoïden die in dezelfde baan om de zon draaien als de planeet Jupiter. Het bezoek aan de eerste vier van deze zogeheten Trojanen staat gepland voor 2027/2028. (EE)
Meer informatie:
→ Ruimtesonde Lucy ontdekt maantje bij planetoïde Dinkinesh
In de jaren 80 deden geofysici een opzienbarende ontdekking: diep in het centrum van de aarde werden twee vreemde opeenhopingen van materiaal ontdekt – de ene onder het Afrikaanse continent, de andere onder de Stille Oceaan. Beide zijn twee keer zo groot als de maan en bestaan waarschijnlijk uit een andere mix van elementen dan de aardmantel. Nieuw onderzoek wijst erop dat het overblijfselen zijn van een planeet die miljarden jaren geleden in botsing kwam met de aarde – dezelfde botsing waarbij ook onze maan zou zijn ontstaan (Nature, 1 november). Het bestaan van de afwijkende opeenhopingen van materie werd opgemerkt bij het meten van seismische golven die door de aarde gaan. De snelheden waarmee seismische golven zich door het binnenste van de aarde verplaatsen zijn afhankelijk van de dichtheid van het materiaal waar ze doorheen gaan. Zo ontdekten aardwetenschappers twee grote structuren in de nabijheid van de aardkern, waarvan het vermoeden bestaat dat ze een ongewoon hoog ijzergehalte en dus een hogere dichtheid hebben. Hierdoor worden passerende seismische golven vertraagd. Caltech-onderzoeker Qian Yuan vermoedde al een tijdje dat er een verband kon zijn tussen de massaconcentraties in de aardmantel en de zogeheten Theia-hypothese. Volgens deze hypothese zou de maan zijn ontstaan in de nasleep van een grote botsing tussen de aarde en een kleinere planeet die Theia wordt genoemd. Maar van Theia zelf is geen spoor meer te bekennen – noch in de planetoïdengordel, noch in meteorieten. Yuan realiseerde zich dat een inslaande ijzerrijke planeet weleens sporen zou kunnen hebben achtergelaten in de aardmantel. Om deze mogelijkheid te onderzoeken heeft hij, samen met collega’s van verschillende wetenschappelijke disciplines, computersimulaties gedaan. Deze simulaties hebben nu bevestigd dat de botsing tussen de aarde en Theia inderdaad verantwoordelijk kan zijn geweest voor zowel de massaconcentraties in de aardmantel als het ontstaan van de maan. Een deel van Theia’s mantel zou zijn opgenomen door die van de aarde, de overige brokstukken van de botsing klonterden samen tot de maan. Maar waarom vormde het materiaal van Theia dan twee afzonderlijke concentraties in plaats van zich de te vermengen met de rest van de aarde-in-wording? De simulaties laten zien dat een groot deel van de energie van de inslag van Theia door de bovenste helft van de mantel werd opgenomen, waardoor de lagere aardmantel koeler bleef dan eerdere modellen suggereerden. Het onderste deel van de aardmantel smolt door de inslag dus niet volledig, en daardoor bleven de concentraties van ijzerrijk Theia-materiaal grotendeels intact toen ze in de aardmantel omlaag zakten. (EE)
Meer informatie:
→ The Remains of an Ancient Planet Lie Deep Within Earth
De meeste meteorieten van Mars zijn slechts een paar honderd miljoen jaar oud en waarschijnlijk afkomstig van relatief recente vulkanische gebeurtenissen zoals uitbarstingen op de grootste vulkaan van ons zonnestelsel, Olympus Mons – zo blijkt uit nieuw Brits/Amerikaans onderzoek (Earth and Planetary Science Letters, 1 november). Onze aarde wordt zo af en toe getroffen door kleine brokken gesteente van Mars. Deze zogeheten Marsmeteorieten zijn heel zeldzaam, maar kunnen ons veel vertellen over de geschiedenis van de rode planeet. Maar de wetenschappers die deze meteorieten onderzoeken, kampten met een probleem: ze lieten zich maar heel moeilijk dateren. Dat de betreffende meteorieten van Mars afkomstig zijn blijkt uit hun chemische kenmerken. Ze zijn van de rode planeet weggeblazen bij grote inslagen waarbij forse kraters zijn gevormd en miljoenen jaren later op aarde neergeploft. Er zijn echter tienduizenden inslagkraters op Mars, dus weten we niet precies waar de ruim driehonderd meteorieten vandaan zijn gekomen. De meest voorkomende Marsmeteorieten zijn de shergottieten, waarvan wordt gedacht dat ze zijn gevormd uit de kolkende lava van vulkanen. Maar het vreemde is dat het overgrote deel van het Marsoppervlak drie tot vier miljard jaar oud is, terwijl leeftijdsbepalingen van veel shergottieten uitkomen op minder dan 200 miljoen jaar. Cohen en zijn collega’s hebben nu vastgesteld dat de oorzaak van deze paradox in elk geval niet ligt bij de meest gangbare dateringsmethode, die gebruik maakt van de snelheid waarmee het radioactieve isotoop kalium-40 tot argon-40 vervalt. Ook een gevoelige nieuwe versie van deze meetmethode laat zien dat de meeste Marsmeteorieten jong zijn. De onderzoekers hebben daar wel een mogelijke verklaring voor. Bij de vele inslagen op Mars is een laag brokkelig gesteente op het planeetoppervlak ontstaan, die regoliet wordt genoemd. Mettertijd is deze laag steeds dikker geworden, terwijl ondertussen nieuwe vulkaanuitbarstingen vers gesteente naar het oppervlak brachten. Hierdoor werd bij elke nieuwe inslag de kans kleiner dat ouder gesteente de ruimte in werd geblazen. ‘Hoe ouder het monster, hoe dikker het regoliet, en hoe dikker het regoliet, des te moeilijker is het om het onderliggende gesteente van Mars weg te blazen,’ aldus Cohen. En dat kan verklaren waarom ongeveer driekwart van de Marsmeteorieten ‘jonge’ shergottieten zijn. (EE)
Meer informatie:
→ Most Martian meteorites are curiously young in age
NASA-ruimtesonde Juno heeft minerale zouten en organische verbindingen ontdekt op het oppervlak van de grote Jupitermaan Ganymedes. De ontdekking is gedaan tijdens een korte scheervlucht langs deze ijzige maan (Nature Astronomy, 30 oktober). Ganymedes is groter dan de planeet Mercurius en staat al geruime tijd in de belangstelling van wetenschappers vanwege de enorme oceaan van water die onder zijn ijzige korst verscholen ligt. Eerdere spectroscopische waarnemingen door ruimtesonde Galileo, de Hubble-ruimtetelescoop en de Europese Very Large Telescope wezen al op de aanwezigheid van zouten en organische stoffen, maar de resolutie van deze waarnemingen was te gering om daar zekerheid over te kunnen geven. Op 7 juni 2021 scheerde Juno op een afstand van iets meer dan duizend kilometer langs Ganymedes. Kort na het moment van de dichtste nadering maakte de Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) spectrometer aan boord van de ruimtesonde infraroodopnamen en -spectra (de chemische vingerafdrukken van materialen, gebaseerd op hoe ze licht reflecteren) van het oppervlak van deze maan. JIRAM is ontworpen om het infrarode licht (onzichtbaar voor het blote oog) op te vangen dat uit het diepe inwendige van Jupiter komt. Maar het instrument is ook gebruikt om de oppervlakken van de vier grootste Jupitermanen – Io, Europa, Ganymedes en Callisto – te onderzoeken. Met behulp van de JIRAM-gegevens van Ganymedes hebben Juno-wetenschappers nu de unieke spectrale signaturen van verbindingen als gehydrateerd natriumchloride, ammoniumchloride, natriumbicarbonaat en mogelijk ook alifatische aldehyden ontdekt. ‘De aanwezigheid van ammoniakzouten suggereert dat Ganymedes tijdens zijn ontstaan materialen kan hebben verzameld die koud genoeg waren om ammoniak te laten condenseren,’ aldus Federico Tosi, Juno-medewerker van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica in Rome. (EE)
Meer informatie:
→ Salts and Organics Observed on Ganymede’s Surface by NASA’s Juno
De Webb-ruimtetelescoop heeft een opname gemaakt van de Krabnevel, het restant van een supernova-explosie op 6500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier. De supernova-explosie, die in het jaar 1054 werd opgemerkt, kan op de voortdurende belangstelling van astronomen rekenen. Met behulp van de nabij-infraroodcamera (NIRCam) en de midden-infraroodcamera IMIRI) van de ruimtetelescoop probeert een team onder leiding van Tea Temim van de Princeton-universiteit meer te weten komen over het ontstaan van de Krabnevel. Met behulp van de camera’s van Webb hoopt het team de hoeveelheden ijzer en nikkel in de Krabnevel te kunnen vaststellen. Daaruit kan dan worden afgeleid door welk type supernova-explosie dit object is ontstaan. Op het eerste gezicht vertonen de Webb-opnamen van het supernova-restant sterke overeenkomsten met opnamen die in 2005 met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt. Webb heeft nu echter voor het eerst het centrale deel van de Krabnevel goed in beeld kunnen brengen, waar zogeheten synchrotronstraling wordt opgewekt – een soort licht dat wordt uitgezonden door geladen deeltjes, zoals elektronen, die met bijna de snelheid van het licht rond magnetische veldlijnen draaien. De oorzaak daarvan ligt bij de pulsar – een snel ronddraaiende neutronenster – in het centrum van de Krabnevel. Het sterke magnetische veld van de pulsar versnelt deeltjes tot extreem hoge snelheden, waardoor ze de eerder genoemde synchrotronstraling gaan uitzenden. (EE)
Meer informatie:
→ The Crab Nebula Seen in New Light by NASA’s Webb
