Het magnetische veld van de jonge aarde was sterker dan tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komt een internationaal team na onderzoek van minuscule, miljarden jaren oude ‘magneetnaaldjes’ die in Australië zijn ontdekt (PNAS, 21 januari). Het aardmagnetische veld ontstaat door stromingen in de uit vloeibaar ijzer bestaande buitenkern van onze planeet. Direct waarneembaar is deze buitenkern niet, maar (vloeibare) mineralen die naar het aardoppervlak opstijgen bevatten deeltjes die, wanneer de mineralen stollen, richting en intensiteit van het magnetische veld registreren. Het nieuwe onderzoek laat zien dat magnetische deeltjes in 4 miljard jaar oude zirkoonkristallen uit Australië een sterk magnetisch veld hebben vastgelegd. Dat is opmerkelijk omdat de binnenkern van onze planeet, die een belangrijke rol speelt bij de opwarming van de buitenkern, toen nog niet was gevormd. Daarom werd voor die periode juist een zwak aardmagnetisch veld verwacht. De auteurs zoeken de oorzaak bij de grote inslag, kort na het ontstaan van de aarde, waarbij onze maan zou zijn gevormd. Daarbij zou convectie zijn ontstaan in het verhitte inwendige van de aarde, en een sterk magnetisch veld zijn gegenereerd. (EE)
Meer informatie:
→ New research provides evidence of strong early magnetic field around Earth
Materie die naar een zwart gat toe stroomt straalt röntgenstraling uit. De Europese ruimtesonde XMM-Newton heeft de ‘echo’s’ van deze straling benut om de dynamische omgeving van een ‘superzwaar’ zwart gat in kaart te brengen (Nature Astronomy, 20 januari). Het onderzochte zwarte gat bevindt zich in de kern van het actieve sterrenstelsel IRAS 13224–3809. Laatstgenoemde is een van de meest veranderlijke röntgenbronnen aan de hemel. Het stelsel vertoont op tijdschalen van enkele uren snelle röntgenfluctuaties, waarbij de intensiteit van de straling met een factor 50 kan toenemen. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van het feit dat deze röntgenstraling wordt weerkaatst door alles wat zich in de naaste omgeving van het zwarte gat bevindt. De techniek vertoont overeenkomsten met de manier waarop vleermuizen obstakels in hun omgeving signaleren (echolocatie). Op vergelijkbare wijze kunnen astronomen klonten materie opsporen en onderzoeken die op het punt staan om in het zwarte gat te verdwijnen. En omdat het gedrag van het toestromende gas in belangrijke mate wordt bepaald door de eigenschappen van het ‘hongerige’ zwarte gat, levert zulk onderzoek ook informatie op over de massa en de draaiing van het zwarte gat. De toestromende materie beweegt niet in rechte lijn, maar volgt een spiraalvormige baan. Daardoor vormt zich een schijf van hete materie rond het zwarte gat: een zogeheten accretieschijf. Het gebied boven en onder de schijf, dat de corona wordt genoemd, is rijk aan energierijke elektronen. Uit de gemeten röntgenecho’s blijkt dat de omvang van deze corona binnen enkele dagen heel sterk kan toenemen. Dat laatste zorgt ervoor dat de massa en draaiing van het zwarte gat veel nauwkeuriger kan worden bepaald dan in het geval van een onveranderlijke corona. De metingen laten zien dat de massa van het zwarte gat in het centrum van IRAS 13224–3809 ongeveer 1,9 miljoen zonsmassa’s bedraagt. Dat is relatief weinig voor een ‘superzwaar’ zwart gat: het exemplaar in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel – Sagittarius A* – heeft ruim tweemaal zoveel massa. (EE)
Meer informatie:
→ XMM-Newton maps black hole surroundings
Een onderzoeksteam van de universiteit van Bern (Zwitserland) heeft een verklaring gevonden voor het feit dat de halo’s – de ‘atmosferen’ – van kometen zeer weinig stikstof bevatten. Dit element blijkt wel degelijk in kometen te zitten, maar dan voornamelijk in de vorm van ammoniumzouten (Nature Astronomy, 20 januari). Ruim dertig jaar geleden vloog de Europese ruimtesonde Giotto langs de komeet Halley. Bij die gelegenheid werden metingen gedaan van de samenstelling van de halo van deze beroemde komeet. Het weinige stikstof dat toen werd gedetecteerd bleek deel uit te maken van verbindingen zoals ammoniak en blauwzuur. Een nieuwe analyse van spectrometrische gegevens van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, die vier jaar geleden door de eveneens Europese ruimtesonde Rosetta zijn verzameld, biedt een verklaring voor dit (schijnbare) stikstofgebrek. Kort voor het einde van haar onderzoeksmissie naderde Rosetta 67P tot op minder dan twee kilometer, en daarbij vloog zij door een stofwolk die door deze was uitgestoten. Bij die gelegenheid werden allerlei verbindingen gedetecteerd die normaal gesproken moeilijk meetbaar waren. Zo was er nabij de komeet vele malen meer ammoniak – een chemische verbinding van stikstof en waterstof – te vinden dan metingen vanaf grotere afstand hadden gesuggereerd. Toen al ontstond het vermoeden dat de oorsprong ervan bij ammoniumzouten zou kunnen liggen. Alleen wanneer een komeet dicht in de buurt komt van de zon, en voldoende opwarmt, kan er voldoende ammoniak uit deze zouten ontsnappen om vanaf grote afstand meetbaar te zijn. Met behulp van laboratoriumonderzoek hebben de wetenschappers nu aangetoond dat het ijs van de komeet vijf verschillende ammoniumzouten bevat. Dat maakt het aannemelijk dat kometen aanzienlijke hoeveelheden stikstof bevatten, maar dan wel in vaste vorm. (EE)
Meer informatie:
→ The salt of the comet
De Europese röntgensatelliet XMM-Newton heeft ongekend heet gas ontdekt in de halo van onze Melkweg. De halo is een uitgestrekt omhulsel van gas, sterren en (vooral) donkere materie dat ons sterrenstelsel volledig omhult. De nieuwe waarnemingen laten zien dat het gas een andere chemische samenstelling heeft dan verwacht. Tot nu toe werd aangenomen dat de halo van een sterrenstelsel heet gas van dezelfde temperatuur bevat. En deze temperatuur zou uitsluitend afhangen van de massa van het stelsel. Het nieuwe onderzoek laat echter zien dat de halo van de Melkweg drie verschillende categorieën van heet gas bevat, waarvan de de heetste een temperatuur van 10 miljoen graden vertoont – tien keer zo hoog als mogelijk werd geacht. Onduidelijk is nog hoe dit gas zo heet is geworden, maar mogelijk ligt de oorzaak bij de ‘winden’ die de sterren van onze Melkweg produceren. De temperatuur en samenstelling van de Melkweghalo zijn gemeten door naar de röntgenstraling van een blazar – de heldere kern van een ver sterrenstelsel – te kijken. Bij zijn tocht door de halo wordt deze straling op bepaalde golflengten geabsorbeerd, wat informatie oplevert over de eigenschappen van het halogas. Tot nu toe werd bij onderzoeken als deze voornamelijk naar het veel voorkomende, en dus makkelijk opspoorbare, element zuurstof gekeken. Het nieuwe onderzoek was gedetailleerder: ook stikstof, neon en ijzer zijn geregistreerd. Verrassend genoeg laten de metingen zien dat er minder ijzer in de halo zit dan verwacht, wat erop wijst dat het halogas is verrijkt met materiaal van uitgeputte zware sterren. Tegelijkertijd is er minder zuurstof dan verwacht, wat mogelijk komt doordat dit element is opgenomen door stofdeeltjes in de halo. (EE)
Meer informatie:
→ XMM-Newton discovers scorching gas in Milky Way’s halo
Astronomen van de Universiteit van Californië in Los Angeles (UCLA) hebben een nieuwe klasse van vreemde objecten ontdekt in het centrum van ons Melkwegstelsel. De vier objecten bevinden zich in de nabijheid van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Nature, 16 januari). De objecten zien er gasachtig uit, maar gedragen zich als sterren. Ze ogen meestal compact, maar worden uitgerekt wanneer hun omloopbanen hen in de buurt van het zwarte gat voeren. Hun omlooptijden variëren van 100 tot 1000 jaar. Deze beschrijving doet sterk denken aan de eerder ontdekte objecten G1 en G2. Deze laatste zou volgens de onderzoekers een omvangrijke ster zijn, gehuld in een dichte wolk van gas en stof. Maar er zijn ook andere verklaringen denkbaar. Hoe dan ook: ook G2 rekte bij zijn nadering van Sagittarius A* uit en wordt nu weer compacter. De vier objecten die nu zijn ontdekt hebben de aanduidingen G3 tot en met G6 gekregen. Stuk voor stuk kunnen ze Sagittarius A* dicht naderen, al doorlopen ze wel heel verschillende omloopbanen. UCLA-astronoom Andrea Ghez denkt dat alle zes de objecten oorspronkelijk dubbelsterren zijn geweest. De sterparen zouden onder invloed van de zwaartekracht van het nabije zwarte gat met elkaar zijn versmolten. Het materiaal dat de G-objecten tijdens hun periodieke naderingen van Sagittarius A* kwijtraken, zal uiteindelijk door het zwarte gat worden opgeslokt. Het aangetrokken materiaal wordt daarbij zeer heet en zal intense straling uitzenden voordat het de waarnemingshorizon van het zwarte gat passeert en uit het zicht verdwijnt. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers discover class of strange objects near our galaxy’s enormous black hole
Fosfor, een bestanddeel van ons DNA en van celmembranen, is een essentieel element voor leven zoals wij dat kennen. Maar hoe het op de jonge aarde is terechtgekomen is enigszins raadselachtig. Met de vereende krachten van ALMA en ESA-ruimtesonde Rosetta hebben astronomen nu getraceerd hoe het fosfor van stervormingsgebieden in kometen belandt. Hun onderzoek laat voor het eerst zien waar fosforhoudende moleculen ontstaan, hoe dit element door kometen wordt meegenomen en hoe een bepaald molecuul een cruciale rol kan hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op onze planeet (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 januari). Nieuwe sterren en planetenstelsels vormen zich in wolken van gas en stof tussen de sterren, en dat maakt deze interstellaire wolken de ideale locaties om de zoektocht naar de bouwstenen van het leven te beginnen. Door met ALMA het stervormingsgebied AFGL 5142 nauwkeurig af te speuren, konden de astronomen aanwijzen waar fosforhoudende moleculen, zoals fosformonoxide, ontstaan. De ALMA-waarnemingen lieten zien dat fosforhoudende moleculen ontstaan bij de vorming van zware sterren. Gasstromen van jonge zware sterren veroorzaken holtes in interstellaire gaswolken. Door de gezamenlijke werking van schokgolven en straling van de jonge ster ontstaan fosforhoudende moleculen bij de ‘wanden’ van deze holtes. De astronomen hebben ook vastgesteld dat fosformonoxide het meest voorkomende fosforhoudende molecuul in de holtewanden is. Na dit molecuul met ALMA in stervormingsgebieden te hebben opgespoord, boog het Europese onderzoeksteam zich over een object van ons zonnestelsel: de inmiddels overbekende komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Het idee was om het spoor van deze fosforhoudende verbindingen te volgen. Als zo’n holtewand instort om een nieuwe ster – met name een minder zware ster zoals onze zon – te vormen, kunnen fosformonoxidemoleculen bevriezen en opgesloten raken in de ijzige stofdeeltjes die rond een nieuwe ster achterblijven. Zelfs nog voordat de vorming van de ster is voltooid, klonteren deze stofdeeltjes samen tot steentjes, rotsblokken en uiteindelijk kometen, die als transporteurs van het fosformonoxide gaan fungeren. Dankzij deze eerste waarneming van fosformonoxide op een komeet kunnen astronomen nu een link leggen tussen stervormingsgebieden, waar het molecuul ontstaat, en onze aarde. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Onderzoekers hebben de ouderdom bepaald van ‘sterrenstof’ dat in een in 1969 in Australië neergeplofte meteoriet is aangetroffen. De minuscule deeltjes blijken circa vijf tot zeven miljard jaar geleden te zijn ontstaan – vóór de geboorte van ons zonnestelsel dus (PNAS, 13 januari). Sterren ontstaan uit wolken van gas en stofdeeltjes in de ruimte. Na hun geboorte geven ze miljoenen tot miljarden jaren licht en warmte. En als hun nucleaire brandstof op is, blazen ze weer grote hoeveelheden gas en stofdeeltjes terug de ruimte in. Dat sterrenstof belandt uiteindelijk in de planeten, manen en meteorieten rond een volgende generatie van sterren. In zo’n meteoriet heeft een team van Amerikaanse en Europese onderzoekers enkele tientallen sterrenstofjes – formeel ‘presolaire korrels’ genoemd – aangetroffen. Miljarden jaren hebben ze deel uitgemaakt van de zogeheten Murchison-meteoriet, maar daar zijn ze uit verwijderd. De ouderdom van de verschillende stofjes is bepaald door te kijken hoe lang ze zijn blootgesteld aan de zogeheten kosmische straling – de geladen deeltjes die overal met hoge snelheid door ons Melkwegstelsel vliegen. Wanneer deze deeltjes in botsing komen met oude stermaterie ontstaan daarin nieuwe elementen. En hoe langer de blootstelling, des te meer van deze elementen er ontstaan. De onderzoekers hebben langs deze weg vastgesteld dat de stellaire deeltjes in de Murchison-meteoriet de oudste zijn die ooit zijn ontdekt. De meeste zijn 4,6 tot 4,9 miljard jaar oud, maar er zitten ook uit uitschieters bij van meer dan 5,5 miljard jaar. Vermoed wordt dat de jongste van deze presolaire korrels zijn gevormd door sterren die ongeveer 7 miljard jaar geleden zijn ontstaan tijdens een stellaire ‘geboortegolf’. Ongeveer twee miljard jaar later bliezen zij hun laatste, stofrijke adem uit. (EE)
Meer informatie:
→ Meteorite contains the oldest material on Earth
Volgens onderzoekers uit de VS en Japan is de opvallende scheiding tussen het centrale deel van ons zonnestelsel en het gebied daarbuiten veroorzaakt door een ringstructuur in de protoplanetaire schijf rond onze zon. Dat baseren zij op computersimulaties waarvan de resultaten vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd. Er zijn sterke aanwijzingen dat het centrale deel van de protoplanetaire schijf waaruit ons zonnestelsel is ontstaan een andere samenstelling had (koolstofarm) dan het buitendeel (koolstofrijk). Dat zie je terug in de chemische samenstelling van de daar aanwezige hemellichamen. Binnen een zekere afstand van de zon – ruwweg de afstand van Jupiter – bevatten planeten en planetoïden relatief weinig organische moleculen. Alles daarbuiten is juist rijk aan dit koolstofrijke materiaal. Tot nu toe werd deze opvallende scheiding toegeschreven aan de zwaartekracht van Jupiter, die vanaf zijn ontstaan de uitwisseling van materiaal tussen beide delen van de protoplanetaire schijf rond de zon zou hebben gehinderd. Uit de computersimulaties die de astronomen hebben gedaan blijkt echter dat de vorming van Jupiter niet snel genoeg kan zijn gegaan om deze tweedeling te forceren. Daarom komen zij met de alternatieve verklaring dat de vorming van een ringstructuur nabij de positie van Jupiter de oorzaak is geweest. Dergelijke ringen zijn ook bij andere planetenstelsels-in-wording waargenomen. Zo’n ringstructuur veroorzaakt afwisselende gordels van hoge en lage druk in het gas en stof in de protoplanetaire schijf. Hierdoor ontstaat een barrière die de uitwisseling van materiaal hindert, maar niet helemaal voorkomt. Vandaar dat ook op onze aarde organische verbindingen zijn terechtgekomen. (EE)
Meer informatie:
→ How the solar system got its ‘Great Divide’, and why it matters for life on Earth
‘Forensisch’ onderzoek van de enige heldere ster in het zuidelijke sterrenbeeld Indus (Indiaan) heeft nieuwe inzichten opgeleverd over de botsing tussen ons Melkwegstelsel en het kleinere stelsel Gaia Enceladus. Bij deze botsing heeft de ster, Nu Indi, een flinke zet gekregen (Nature Astronomy, 13 januari). Er worden steeds meer aanwijzingen gevonden dat ons Melkwegstelsel in de loop van de miljarden jaren diverse kleinere sterrenstelsels heeft opgeslokt, waaronder het befaamde dwergstelsel Gaia-Enceladus. Dit heeft geleid tot een substantiële chemische verrijking van de Melkweg. Ook het onderzoek van de heldere ster Nu Indi, die door een internationaal team van astronomen zo’n beetje binnenstebuiten is gekeerd, bevestigt dat. Nu Indi is een typische vertegenwoordiger van de oorspronkelijke sterbevolking van de halo (het verre buitengebied) van de Melkweg. Nieuwe gegevens van NASA-satelliet TESS – die eigenlijk bedoeld is om exoplaneten op te sporen, maar tegelijkertijd ook gegevens verzamelt van heldere sterren – wijzen erop dat Nu Indi al vroeg in de geschiedenis van de Melkweg is ontstaan. Hij blijkt namelijk ongeveer 11 miljard jaar oud te zijn. Omdat de botsing met Gaia-Enceladus de beweging van de ster sterk heeft beïnvloed, kan daaruit worden afgeleid dat het dwergstelsel niet veel vroeger dan 12 miljard jaar geleden de Melkweg kan zijn binnengedrongen. Dat komt goed overeen met de uitkomst van theoretische berekeningen van het moment waarop de botsing heeft plaatsgevonden, al zijn de foutenmarges in genoemde getallen vrij groot. (EE)
Meer informatie:
→ TESS dates an ancient collision with our galaxy
Een op 4 januari jl. ontdekte planetoïde verblijft permanent binnen de omloopbaan van de planeet Venus. De planetoïde, die de aanduiding 2020 SV2 heeft gekregen, is ontdekt door een team van de Zwicky Transient Facility, een in 2018 gestarte hemelsurvey waarmee objecten worden opgespoord die van plaats of van helderheid veranderen. De bijzondere omloopbaan van 2020 SV2 is bevestigd met een telescoop in Italië. Het is voor het eerst dat een planetoïde is ontdekt die zich voortdurend binnen de Venusbaan ophoudt. Het punt van zijn elliptische omloopbaan dat het dichtst bij de zon ligt (het perihelium) bevindt zich vlak buiten de omloopbaan van Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel. De diameter van 2020 SV2 wordt voorlopig geschat op 1 tot 3 kilometer. Hij heeft een omlooptijd van 150 dagen. (EE)
Meer informatie:
→ Virtual Telescope Project confirms 2020 AV2 – the first asteroid found to move entirely inside the orbit of Venus
Een team van Leidse en Amerikaanse astronomen heeft een nieuwe manier ontdekt om verre sterrenstelsels in kaart te brengen. Ze gebruikten daarvoor een spectraallijn van atomair zuurstof. Die spectraallijn is normaal gesproken niet goed op te vangen met aardse telescopen. Maar doordat het licht van verre sterrenstelsels komt, is het uitgerekt en kun je het juist wél op aarde meten. Dat is nu gebeurd met een in Nederland gemaakt instrument. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astrophysical Journal Letters. De onderzoekers gebruikten voor hun waarnemingen de SEPIA660-ontvanger op de APEX-telescoop in Chili. Deze ontvanger is ontwikkeld door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) en in 2018 op de telescoop geïnstalleerd. De APEX-telescoop is een samenwerking tussen Duitsland, Zweden en de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, ESO. De onderzoekers moesten de telescoop twee uur op één plek richten om het sterrenstelsel G09.83808 te detecteren. Dat sterrenstelsel is slechts een miljard jaar na de oerknal ontstaan. Het behoort daarmee tot de oudjes in het heelal. In de toekomst willen de onderzoekers meer verre sterrenstelsels in kaart gaan brengen aan de hand van de zuurstoflijn. Ze hebben al berekend dat het ALMA-observatorium in Chili slechts tien tot vijftien minuten nodig heeft om een ver sterrenstelsel in detail te zien. De laatste jaren ontdekken astronomen steeds meer sterrenstelsels in het vroeg heelal. Voor details over de omstandigheden die er toen heersten, is onderzoek met spectraallijnen nodig. Tot nu toe gebruiken sterrenkundigen lijnen van geïoniseerd koolstof en dubbel geïoniseerd zuurstof, maar die combinatie is lastig te interpreteren. De nieuwe spectraallijn van atomair zuurstof wordt al twintig jaar als heilige graal gezien, maar dan moeten de stelsels wel echt ver staan. Het licht van de zuurstoflijn komt namelijk voor niet al te verre sterrenstelsels niet door de aardse atmosfeer. Maar als sterrenstelsels heel ver weg staan, zijn er weer heel goede telescopen nodig op een hoge, droge plaats. Inmiddels zijn de telescopen goed genoeg. En nu is het sterrenkundigen dus voor het eerst gelukt om met de spectraallijn van atomair zuurstof verre sterrenstelsels te spotten.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Eind november 2019 beweerde een team van voornamelijk Chinese onderzoekers een stellair zwart gat van ongeveer 70 zonsmassa’s te hebben ontdekt in ons Melkwegstelsel. De claim veroorzaakte de nodige ophef, omdat op theoretische gronden wordt aangenomen dat stellaire zwarte gaten – die ontstaan wanneer massarijke sterren aan het einde van hun bestaan instorten – niet veel zwaarder kunnen zijn dan 20 zonsmassa’s. Een team van astronomen van de universiteiten van Erlangen-Nürnberg en Potsdam (Duitsland) hebben de dubbelster waar het vermeende zwarte gat deel van uitmaakt (LB-1) nog eens goed bekeken. Ze komen tot de conclusie dat het lang niet zeker is dat het om een zwart gat gaat. Het zou een zware neutronenster kunnen zijn of zelfs een ‘gewone’ ster. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. Het bestaan van het eventuele zwarte gat werd indirect afgeleid uit de beweging van diens heldere begeleidende ster, die met een periode van 80 dagen om een onzichtbaar compact object leek te draaien. Met nieuwe waarnemingen had een Belgisch team al laten zien dat de oorspronkelijke metingen onjuist waren geïnterpreteerd en dat de massa van het zwarte gat heel onzeker was. De cruciale vraag hierbij is hoe zwaar de zichtbare begeleider, de hete ster LS V+22 25 nu precies is. Hoe zwaarder de ster, des te zwaarder moet het zwarte gat zijn om de waargenomen beweging van de ster te veroorzaken. Aanvankelijk werd aangenomen dat het een normale ster van acht zonsmassa’s betrof. De Duitse onderzoekers hebben nu bestaande spectra van de ster, verkregen met de Keck-telescoop op Hawaï, geanalyseerd. Daarbij waren ze vooral geïnteresseerd in de chemische samenstelling van de gassen aan het steroppervlak. Bij dit onderzoek werden producten van de zogeheten CNO-cyclus aangetroffen – een keten van reacties waarbij waterstof in zwaardere elementen wordt omgezet. Dat is opmerkelijk omdat deze cyclus zich alleen zou afspelen in de kernen van jonge sterren. Hieruit trekken de astronomen de conclusie dat er een interactie moet zijn geweest tussen LS V+22 25 en diens compacte begeleider. De ster zou materie hebben overgedragen aan zijn compacte begeleider, en daarbij zijn buitenste lagen zijn kwijtgeraakt. Wat resteert is de ‘naakte’ heliumkern van ster, die nog de sporen van de CNO-cyclus vertoont. Zo’n gestripte heliumster kan niet erg zwaar zijn. De auteurs schatten zijn massa op hooguit anderhalve zonsmassa. En dat zou betekenen dat zijn compacte begeleider mogelijk niet zwaarder is dan 2 à 3 zonsmassa’s. Dat betekent dat het geen zwart gat hoeft te zijn. Een zware neutronenster of zelfs een normale ster voldoet ook. Een en ander maakt LS V+22 25 overigens niet veel minder interessant. De ster heeft dan misschien wel geen kolossaal zwart gat als begeleider, maar ook ‘gestripte’ heliumsterren zijn zeldzaam. (EE)
Meer informatie:
→ When David poses as Goliath
Minder dan twee jaar voor lancering hebben wetenschappers die betrokken zijn bij de NASA-ruimtemissie Lucy nog een kleine planetoïde ontdekt die door deze ruimtesonde kan worden bezocht. Lucy zal in 2021 worden gelanceerd en vanaf 2027 een aantal ‘trojanen’ van Jupiter onderzoeken. Deze planetoïden doorlopen dezelfde baan als de grote planeet, maar ‘lopen’ voor hem uit. Alles bij elkaar zal Lucy nu acht planetoïden op haar pad tegenkomen. Nummer acht is ontdekt met de Hubble-ruimtetelescoop. Het is een maantje van de als eerste geselecteerde trojaan, Eurybates. Van deze planetoïde wordt aangenomen dat het ’t grootste brokstuk is van een botsing tussen grote planetoïden die miljarden jaren geleden plaatsvond. Uit deze botsing zouden Eurybates en zijn familie zijn voortgekomen. Het nu ontdekte maantje van Eurybates is nog geen kilometer groot en daarmee verreweg de kleinste van de trojanen die Lucy zal verkennen. Naast Eurybates (64 km) zijn dat Polymele (21 km), Leucus (34 km), Orus (51 km), Patroclus (113 km) en Menoetius (104 km). De laatste twee cirkelen om elkaar. Onderweg naar Jupiter komt Lucy ook nog de 4 kilometer grote planetoïde Donaldjohanson tegen, die deel uitmaakt van de grote planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. (EE)
Meer informatie:
→ Swri-Led Lucy Mission Now Has a New Destination: NASA Spacecraft Will Explore a Record Eight Objects
Onze kleine rode buurplaneet verliest in sneller tempo water dan wat theoretisch werd verwacht (Science, 9 januari). Het geleidelijke waterverlies treedt op in de hoge atmosfeer van Mars: onder invloed van zonlicht en chemische reacties vallen watermoleculen uiteen in waterstof- en zuurstofmoleculen, die aan de relatief zwakke zwaartekracht van de planeet kunnen ontsnappen. Een internationaal onderzoeksteam, onder Franse leiding, heeft nu vastgesteld dat zich op hoogten van meer dan 80 kilometer onverwacht veel waterdamp kan ophopen in de Marsatmosfeer. Dat blijkt uit metingen die zijn gedaan met de Trace Gas Orbiter, een Europese ruimtesonde die sinds het voorjaar van 2018 in een polaire baan om Mars cirkelt. Deze metingen laten zien dat de hoge Matsatmosfeer tien tot honderd keer meer waterdamp kan bevatten dan op basis van de heersende temperatuur mogelijk lijkt. Hierdoor zou er tijdens het warme seizoen ook aanzienlijk meer water de ruimte in verdwijnen. (EE)
Meer informatie:
→ Water could disappear from Mars faster than expected
Met behulp van een nieuwe waarnemingstechniek hebben astronomen ontdekt dat donkere materie veel kleinere ‘klonten’ kan vormen dan tot nu toe bekend was. Dit resultaat bevestigt een van de fundamentele voorspellingen van de theorie van de koude donkere materie. Volgens deze theorie zijn alle sterrenstelsels ontstaan en ingebed in wolken van donkere materie. Deze materie bestaat uit traag bewegende oftewel ‘koude’ deeltjes die bijeenkomen om structuren van uiteenlopende massa’s te vormen: van de massa van een passagiersvliegtuig tot duizenden keren ons Melkwegstelsel. Donkere materie is een onzichtbare vorm van materie die naar aangenomen wordt het leeuwendeel van alle massa in het heelal voor haar rekening neemt. Hoewel deze materie niet rechtstreeks waarneembaar is, kan zij haar bestaan verraden via de zwaartekracht die zij op sterren en sterrenstelsels uitoefent. Rond grote en middelgrote sterrenstelsels waren al concentraties van donkere materie opgespoord, maar kleinere opeenhopingen tot nu toe nog niet. Voor sommige astronomen was dat zelfs reden om met alternatieve theorieën te komen, zoals die van de warme donkere materie. Deze laatste gaat ervan uit dat de deeltjes waaruit donkere materie bestaat te snel bewegen om kleine concentraties te vormen. De nieuwe waarnemingen zijn hier niet mee in overeenstemming. Ze laten zien dat ook kleinschaligere concentraties van donkere materie koud zijn. (‘Koud’ verwijst hier weer naar de lage snelheden waarmee de deeltjes bewegen.) Bij de waarnemingen is de Hubble-ruimtetelescoop op een achttal quasars gericht – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels. Deze objecten ontlenen hun energie aan superzware zwarte gaten die materie uit hun omgeving opslokken. De astronomen hebben gekeken hoe het licht dat daarbij vrijkomt wordt afgebogen door de zwaartekracht van een massarijk sterrenstelsel op de voorgrond, dat als kosmische ‘lens’ fungeert. Op die manier hebben de astronomen samenballingen van donkere materie ontdekt, zowel in de tussenliggende ‘lensstelsels’ als in de ruimte tussen de quasars en de aarde. Deze concentraties van donkere materie hebben 10.000 tot 100.000 keer zo weinig massa als de halo van donkere materie die onze Melkweg omgeeft. De acht quasars en sterrenstelsels staan zodanig precies op één lijn, dat het gravitationele lenseffect vier vervormde afbeeldingen van elke quasar produceert. Zulke viervoudige afbeeldingen zijn schaars, maar ze zijn wel cruciaal voor dit soort onderzoek. De aanwezigheid van de ‘klonten’ donkere materie verandert de schijnbare helderheid en positie van elk vervormd quasarbeeld. De astronomen hebben hun metingen vergeleken met voorspelingen van hoe de quasarbeelden er uit zouden zien zonder de invloed van de donkere materie. Vervolgens hebben ze aan de hand van de gemeten afwijkingen berekend hoeveel massa de klonten hebben. De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 235ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu plaatsvond. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble Detects Smallest Known Dark Matter Clumps
Enkele duizenden jonge sterren in het buitengebied van ons Melkwegstelsel zijn waarschijnlijk ontstaan uit materiaal dat afkomstig is van twee kleine naburige sterrenstelsels: de Magelhaense Wolken. Dat heeft een team onder leiding van de Amerikaanse astronoom Adrian Price-Whelan bekendgemaakt tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu wordt gehouden. De jonge sterren vormen een sterrenhoop die de aanduiding Price-Whelan 1 heeft gekregen. Spectroscopisch onderzoek heeft laten zien dat de samenstelling van deze sterren overeenkomsten vertoont met die van de Magelhaense Wolken. Deze laatste zullen over niet al te lange tijd door onze Melkweg worden opgeslokt, maar er stroomt nu al materiaal van het tweetal onze kant op. Price-Whelan 1 is met een geschatte leeftijd van 117 miljoen jaar relatief jong. Hij bevindt zich in het verre buitengebied van de Melkweg, een plek waar doorgaans geen jonge sterren te vinden zijn. De sterrenhoop bevindt zich dicht in de buurt van een ‘rivier’ van gas die de Magelhaense Stroom wordt genoemd. Deze loopt vanuit de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk in de richting van ons Melkwegstelsel. Anders dan de gassen in het buitengebied van de Melkweg is de Magelhaense Stroom arm aan elementen zwaarder dan helium. En datzelfde geldt ook voor de 27 helderste sterren van Price-Whelan 1. Volgens de astronomen is de sterrenhoop ontstaan toen gas van de Magelhaense Stroom door het ijle gas in de halo van de Melkweg trok. Daarbij zou dat Magelhaense gas ver genoeg zijn samengedrukt om stervorming op gang te brengen. Uit de positie van de aldus ontstane sterrenhoop leiden de onderzoekers af dat de voorste uitloper van de Magelhaense Stroom maar 90.000 lichtjaar van de Melkweg verwijderd is – ongeveer twee keer zo dichtbij als tot nu toe werd aangenomen. (EE)
Meer informatie:
→ The Milky Way’s Impending Galactic Collision Is Already Birthing New Stars
Nieuw Koreaans onderzoek trekt de versnellende uitdijing van het heelal – veroorzaakt door de geheimzinnige ‘donkere energie’ – in twijfel. Dat het heelal steeds sneller uitdijt wordt afgeleid uit afstandsmetingen van supernova-explosies van type Ia in verre sterrenstelsels. Maar deze methode gaat ervan uit dat helderheden van deze sterexplosies – die als ‘standaardkaarsen’ worden beschouwd – mettertijd niet significant zijn veranderd. Volgens astronomen van de Yonsei-universiteit in Seoel (Zuid-Korea) is dat echter nog maar de vraag. In samenwerking met collega’s van de universiteit van Lyon (Frankrijk) hebben de astronomen nauwkeurige spectroscopische waarnemingen gedaan van nabije sterrenstelsels waarin supernova’s van type Ia zijn waargenomen. Daarbij hebben ze een sterke correlatie ontdekt tussen de helderheid van zo’n supernova en de leeftijd van de sterrenpopulatie waar deze deel van uitmaakt. Kort gezegd betekent dit dat supernova’s in verre sterrenstelsels niet dezelfde intrinsieke helderheid hebben als die in nabijere stelsels. Het licht van verre stelsels doet er immers langer over om ons te bereiken, en daardoor zien we deze stelsels in een vroeger ontwikkelingsstadium. Hierdoor zouden supernova’s van type Ia automatisch al minder helder zijn dan hun nabijere soortgenoten. Het gemeten effect is groot genoeg om de versnellende uitdijing van het heelal in twijfel te trekken. En daarmee staat ook het bestaan van donkere energie op losse schroeven. De resultaten van het Koreaanse onderzoek, gebaseerd op waarnemingen die verspreid over een periode van negen jaar zijn gedaan, zijn eerder deze week gepresenteerd tijdens de bijeenkomst van American Astronomical Society, die in Honolulu werd gehouden. Ze zullen later deze maand ook worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
Meer informatie:
→ New Evidence Shows That the Key Assumption Made in the Discovery of Dark Energy Is in Error
Astronomen van Harvard University hebben een grote golfvormige gasstructuur in onze Melkweg ontdekt. De structuur, die de Radcliffe-golf wordt genoemd, bestaat uit een aaneenschakeling van stervormingsgebieden. De ontdekking laat zien dat er ook ver boven en onder de schijf van het Melkwegstelsel stervorming plaatsvindt (Nature, 7 januari). Het onderzoek is gebaseerd op een nieuwe analyse van gegevens die zijn verzameld met de Europese satelliet Gaia, die de posities, afstanden en snelheden van vele miljoenen sterren meet. In combinatie met ander onderzoek heeft dat een driedimensionale kaart opgeleverd van de interstellaire materie in de Melkweg. De kaart toont een opvallend patroon in de meest nabije spiraalarm van de Melkweg. Het is een dunne golfvormige structuur van ongeveer 9000 lichtjaar lang en 400 lichtjaar breed, waarvan de toppen 500 lichtjaar boven, en de dalen 500 lichtjaar onder het hoofdvlak van de Melkweg liggen. Van bovenaf gezien ziet deze golf eruit als een kaarsrechte lijn. Van veel van de stervormingsgebieden waaruit deze golf bestaat werd tot nu toe aangenomen dat ze deel uitmaakten van de Gould-gordel. Dat is een grote ellipsvormige structuur, bestaande uit jonge sterren en stervormingsgebieden, die de zon omringt. Lang is geprobeerd om uit te puzzelen of de betreffende gebieden ook werkelijk een soort ring vormen. En dat blijkt dus niet het geval te zijn: het is een golf. Hoe deze structuur is ontstaan is onduidelijk, maar het is denkbaar dat hij vergelijkbaar is met een rimpeling in een vijver. Het is alsof er iets van grote massa in ons Melkwegstelsel is ‘geplonsd’. Wat wel vaststaat is dat onze zon traag meedeint met deze golf, waarvan het meest nabije punt slechts 500 lichtjaar van ons verwijderd is. (EE)
Meer informatie:
→ New map of Milky Way reveals giant wave of stellar nurseries
De testwindmolen van windpark Drentse Monden en Oostermoer bij 1e Exloërmond voldoet aan de reductie van elektromagnetische straling die is afgesproken in het convenant tussen de windparkondernemers en ASTRON (het Nederlands instituut voor radioastronomie), de eigenaar van de nabij gelegen LOFAR-telescoop. Dit is de uitkomst van verschillende metingen die sinds 2 september hebben plaatsgevonden. Daarmee is een belangrijke stap gezet voor daadwerkelijke realisatie van het windpark. Op 19 september 2016 zijn de initiatiefnemers van het windpark en ASTRON het convenant ‘Co-existentie windpark De Drentse Monden en Oostermoer en de LOFAR radiotelescoop van ASTRON’ overeengekomen. Agentschap Telecom heeft vooraf vastgesteld dat storing op de LOFAR-telescoop kan worden veroorzaakt door elektromagnetische stoorstraling van de windturbines en reflecties van straling via de windturbines. Daarom zijn er in het convenant afspraken gemaakt over de manier waarop de activiteiten van LOFAR en het windpark naast elkaar kunnen bestaan. Zowel ASTRON als de initiatiefnemers van het windpark hebben daarbij concessies gedaan om het effect op het wetenschappelijk programma voor de LOFAR-telescoop te beperken. Afgelopen jaren hebben de partijen zich ingespannen om aan de afspraken van het convenant te voldoen. Een speciale windturbine is ontwikkeld die zo min mogelijk elektromagnetische straling veroorzaakt. In september zijn er met de LOFAR-telescoop van ASTRON metingen uitgevoerd waar Agentschap Telecom als onafhankelijk expert op heeft toegezien. De uitkomsten van deze metingen toont aan dat wordt voldaan aan de in het convenant afgesproken minimaal vereiste emissiereductie (-35 dB) voor ingebruikname van de windmolen. Nu de testmetingen laten zien dat het reductievereiste wordt behaald, is aan deze voorwaarde voor de bouw en ingebruikname van de andere 44 turbines van het windpark voldaan. Naar verwachting is het windpark in 2021 operationeel.
Meer informatie:
→ Testmolen Windpark De Drentse Monden en Oostermoer voldoet aan convenant
NASA-satelliet TESS heeft zijn eerste aarde-achtige planeet ontdekt die in de leefbare zone om zijn ster draait – de gordel waarbinnen zodanige omstandigheden heersen dat er vloeibaar water op het oppervlak van de planeet aanwezig kan zijn. Het bestaan van de planeet, TOI 700 d, is inmiddels bevestigd met behulp van de infrarood-ruimtetelescoop Spitzer. TOI 700 d is niet de eerste aarde-achtige planeet die in de leefbare zone van een ster is opgespoord. Eerder zijn dergelijke planeten al aangetroffen in het nabije planetenstelsel TRAPPIST-1 en bij een paar andere sterren. TESS is speciaal ontworpen voor het opsporen van ‘leefbare aardes’ en de verwachting is dan ook dat meer van deze ontdekkingen zullen volgen. De moederster van de nu ontdekte exoplaneet, TOI 700, is een koele rode dwergster in het zuidelijke sterrenbeeld Goudvis op een afstand van 100 lichtjaar. Naast TOI 700d cirkelen nog minstens twee planeten om de ster, en alledrie schuiven ze van ons uit gezien met regelmatige tussenpozen voor hun ster langs. Dat resulteert in helderheidsdipjes in het licht van TOI 700, die door TESS zijn geregistreerd. De binnenste planeet, TOI 700 b, is bijna precies zo groot als de aarde en waarschijnlijk rotsachtig van karakter. Deze planeet is echter te heet om leefbaar te zijn. De middelste planeet, TOI 700 c is ruim twee keer zo groot als de aarde en bestaat mogelijk voor een groot deel uit gas. TOI 700 d is 20 procent groter dan de aarde en draait in 37 dagen om zijn ster. Hij ontvangt ongeveer 14 procent minder licht en warmte van de rode dwergster dan de aarde van de zon, maar hun kleinere onderlinge afstand compenseert dat. Wel is het zo dat de planeet waarschijnlijk steeds met dezelfde kant naar zijn ster is gericht. Hierdoor is het op het ene halfrond permanent dag en op het andere altijd nacht. Behalve deze 'leefbare exo-aarde' heeft TESS ook een exoplaneet opgespoord die om een dubbelster cirkelt. Deze 'circumbinaire' planeet, TOI 1338 b, is ongeveer zo groot als Neptunus. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Planet Hunter Finds Earth-Size Habitable-Zone World
Astronomen hebben aan de hand van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) vastgesteld dat een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Draak – Alfa Draconis of Thuban – en diens zwakkere begeleider regelmatig voor elkaar langs schuiven. Dat Thuban een dubbelster is, was al langer bekend, maar dat het ook een zogeheten bedekkingsveranderlijke is, kwam als een verrassing. Twee factoren hebben ervoor gezorgd dat de wederzijdse bedekkingen van de twee sterren tot nu toe over het hoofd zijn gezien. Op de eerste plaats duren de bedekkingen slechts zes uur, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden gemist. Bovendien is een van beide sterren dermate helder dat de kleine helderheidsvariaties van de dubbelster niet zo snel opvallen. Alfa Draconis is 270 lichtjaar van ons verwijderd. Hoewel de aanduiding ‘Alfa’ suggereert dat hij de helderste ster is van het sterrenbeeld Draak, is hij slechts de op drie na helderste. In vroeger tijden speelde Thuban echter een belangrijke rol: in de tijd dat in Egypte de eerste piramides werden gebouwd, 4700 jaar geleden, fungeerde hij als poolster – de ster waar alle andere sterren omheen lijken te draaien. Die rol is inmiddels overgenomen door Polaris, een helderdere ster in het sterrenbeeld Kleine Beer. Deze verandering is het gevolg van de schommelbeweging van de aardas, de zogeheten precessie. Deze heeft tot gevolg dat de noordelijke hemelpool geleidelijk opschuift: in de loop van 26.000 jaar doorloopt hij een cirkel. Dat zal er bijvoorbeeld toe leiden dat over 2100 jaar de ster Gamma Cepheï de nieuwe poolster wordt. De beide sterren van Alfa Draconis zijn slechts ongeveer 61 miljoen kilometer van elkaar verwijderd en cirkelen in ruim 51 dagen om elkaar. Doordat we een beetje schuin tegen het baanvlak van de dubbelster aan kijken, bedekken de beide sterren elkaar nooit volledig. (EE)
Meer informatie:
→ Surprise! TESS Shows Ancient North Star Undergoes Eclipses
Telescopen van het European VLBI Network (EVN) hebben een repeterende snelle radioflits waargenomen in een spiraalstelsel zoals het onze. Het is de dichtstbijzijnde die ooit is gelokaliseerd (Nature, 6 januari 2020). Een van de grootste astronomische raadsels is de vraag waar de korte, hevige uitbarstingen van radiostraling vandaan komen die bekendstaan als fast radio bursts (FRBs) oftewel ‘snelle radioflitsen’. Hoewel deze uitbarstingen maar een duizendste van een seconde duren, zijn er tot nu toe al honderden van gedetecteerd. Maar van slechts vier is de exacte bron bekend. In 2017 werd vastgesteld dat een van deze vier gelokaliseerde bronnen zich op onvoorspelbare wijze herhaalde. De betreffende radioflitsen kwamen steeds uit hetzelfde stukje hemel. Sindsdien maken onderzoekers onderscheid tussen FRBs waarvan slechts één uitbarsting is waargenomen (‘niet-repeterende’) en die waarvan meerdere radioflitsen zijn geregistreerd (‘repeterende’). ‘De meervoudige flitsen die we van de eerste repeterende FRB hebben gezien, kwamen voort uit heel specifieke en extreme omstandigheden in een heel klein (dwerg)sterrenstelsel’, zegt Benito Marcote van het Joint Institute for VLBI ERIC en hoofdauteur van het huidige onderzoek. ‘Die ontdekking vormde het eerste stukje van de puzzel, maar riep meer vragen op dan zij beantwoordde, zoals de vraag of er een fundamenteel verschil bestaat tussen repeterende en niet-repeterende FRBs. En nu hebben we een tweede repeterende FRB gelokaliseerd, die onze eerdere ideeën over wat de bron van deze radioflitsen kan zijn in twijfel trekt.’ Op 19 juni 2019 deden acht telescopen van het European VLBI Network (EVN) gelijktijdige waarnemingen van een radiobron die bekendstaat als FRB 180916.J0158+65. Deze bron was al in 2018 ontdekt met de CHIME-telescoop in Canada, en dat stelde het team onder leiding van Marcote in staat om met het EVN met zeer hoge resolutie naar FRB 180916.J0158+65 te kijken. In de loop van vijf uur detecteerden de onderzoekers vier radioflitsen die stuk voor stuk minder dan twee duizendsten van een seconde duurden. De hoge resolutie werd bereikt door radiotelescopen die verspreid over de wereld staan opgesteld met elkaar te combineren. Dankzij deze techniek, die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd, kon worden vastgesteld dat de radioflitsen allemaal afkomstig waren uit een slechts ongeveer zeven lichtjaar groot gebied. Met behulp van deze locatie kon het team waarnemingen doen met een van de grootste optische telescopen ter wereld, de 8-meter Gemini North op de Mauna Kea (Hawaï). Door de omgeving van de bron te onderzoeken kon worden vastgesteld dat de radioflitsen afkomstig waren uit een spiraalstelsel (SDSS J015800.28+654253.0 geheten) dat 500 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd is, en specifiek uit een gebied in dat stelsel waar veel stervorming plaatsvindt. ‘De gevonden locatie is compleet anders dan die van de eerder gelokaliseerde repeterende FRB, maar verschilt ook van alle andere onderzochte FRBs’, legt Kenzie Nimmo, promovendus aan de Universiteit van Amsterdam, uit. ‘De verschillen tussen repeterende en niet-repeterende snelle radioflitsen zijn dus minder duidelijk, en we denken nu dat deze verschijnselen niet gebonden zijn aan een specifiek type sterrenstelsel of omgeving. Het zou zomaar kunnen zijn dat FRBs op een grote verscheidenheid aan locaties in het heelal kunnen optreden en alleen specifieke omstandigheden vereisen om waarneembaar te zijn.’
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
De Hubble-ruimtetelescoop, die in april zijn 35ste verjaardag viert, heeft een indrukwekkende foto gemaakt van het sterrenstelsel UGC 2885. Dit spiraalstelsel behoort de grootste in het nabije heelal: het is 2,5 keer zo omvangrijk als onze Melkweg en bevat tien keer zoveel sterren. UGC 2885 is een rustig sterrenstelsel dat in een gezapig tempo nieuwe sterren produceert. Dat wijst erop dat hij niet veel gas aan naburige kleinere stelsels onttrekt. Hierdoor vertoont ook het superzware zwarte gat in zijn kern geen activiteit. De Hubble-foto is gemaakt in het kader van onderzoek dat is uitgevoerd door de Nederlandse astronoom Benne Holwerda van de universiteit van Louisville, Kentucky. Holwerda heeft UGC 2885 de bijnaam ‘Rubins stelsel’ gegeven – een eerbetoon aan de in 2016 overleden Amerikaanse astronoom Vera Rubin. Rubin heeft in de jaren 80 van de vorige eeuw de (differentiële) rotatie van het stelsel gemeten en op die manier aangetoond dat UGC 2885, net als de meeste andere sterrenstelsels, veel donkere materie bevat. Waarom UGC 2885 zo monsterachtig groot is geworden, is onduidelijk. Zijn tamelijk geïsoleerde ligging in het heelal zou erop kunnen wijzen dat hij in de loop van de tijd alle kleinere sterrenstelsels in zijn omgeving heeft opgeslokt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Hubble Surveys Gigantic Galaxy
Amerikaanse radio-astronomen hebben in 13 relatief nabije kleine sterrenstelsels massarijke zwarte gaten ontdekt die bezig zijn om materie uit hun omgeving op te slokken. Anders dan bij grote sterrenstelsels bevinden de meeste van deze zwarte gaten zich niet in het kerngebied van hun moederstelsel. De astronomen, die hun ontdekkingen hebben gepresenteerd tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu (Hawaï) wordt gehouden, schatten dat de zwarte gaten ongeveer 400.000 keer zoveel massa hebben als onze zon. De dwergsterrenstelsels waar zij deel van uitmaken hebben meer dan 100 keer minder massa dan onze Melkweg. Daarmee behoren ze tot de kleinste stelsels waarin zwarte gaten van dit kaliber zijn opgespoord. De vreemde locaties van de zwarte gaten wijzen er volgens de onderzoekers op dat hun moederstelsels zijn voortgekomen uit botsingen tussen (nog) kleinere stelsels. Computersimulaties voorspellen namelijk dat ongeveer de helft van de zware zwarte gaten in dwergsterrenstelsels in de buitengebieden rondzwerven. De hoop bestaat dat het onderzoek van deze specifieke categorie van zwarte gaten meer inzicht zal geven in de manier waarop de allerzwaarste zwarte gaten in het heelal, met massa’s die kunnen oplopen tot enkele miljarden zonsmassa’s, zijn gegroeid. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers find wandering massive black holes in dwarf galaxies
Nieuw onderzoek wijst erop dat lavastromen op Venus slechts een paar jaar oud zijn. Dat stellen Amerikaanse wetenschappers op basis van laboratoriumonderzoek van hoe snel bepaalde mineralen veranderen onder de extreme omstandigheden op onze buurplaneet (Science Advances, 3 januari 2020). Radarbeelden die de Amerikaanse ruimtesonde Magellan 30 jaar geleden maakte, lieten zien dat Venus een wereld van vulkanen en omvangrijke lavastromen is. Ruim tien jaar later gaf de Europese Venus Express meer inzicht in het vulkanisme op de planeet door de intensiteit van de infraroodstraling aan de nachtzijde te meten. Dankzij deze gegevens konden wetenschappers onderscheid maken tussen verse en oude lavastromen. Maar tot nu toe was onduidelijk wat ‘vers’ inhield, omdat niet bekend was hoe snel verse lava op Venus chemische veranderingen ondergaat. Bij het nieuwe onderzoek hebben de wetenschappers de hete, bijtende atmosfeer van Venus in het laboratorium nagebootst. En daarbij hebben zij gekeken hoe de mineralen die op Venus zijn waargenomen mettertijd verweren. De onderzoeksresultaten laten zien dat olivijn – een belangrijk bestanddeel van basalt – binnen enkele weken een huid van ijzeroxide-houdende mineralen vormt en binnen enkele jaren niet meer als olivijn herkenbaar is. Omdat de Venus Express wel degelijk olivijn op Venus heeft gedetecteerd, moet dat materiaal dus recent zijn vrijgekomen. En dat impliceert dat Venus vulkanisch actief is. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists Find Evidence that Venus has Active Volcanoes
Een team van astronomen van het National Centre for Radio Astrophysics in India heeft een kolossale ring van waterstofgas ontdekt rond een ver sterrenstelsel. De ring, die is vastgelegd met de Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), heeft een middellijn van ongeveer 380.000 lichtjaar – ruwweg vier keer onze Melkweg. Het sterrenstelsel, AGC 203001, is circa 260 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Er is maar één ander stelsel bekend dat door zo’n grote ring van neutraal waterstofgas is omgeven. Hoe deze structuren zijn ontstaan, is nog onduidelijk. Neutraal waterstofgas zendt van nature radiostraling uit op een golflengte van ongeveer 21 centimeter. Deze straling stelt astronomen in staat om de verdeling van het gas in onze Melkweg en andere sterrenstelsels in kaart te brengen. Doorgaans worden de grootste hoeveelheden waterstofgas aangetroffen in stelsels waarin in hoog tempo nieuwe sterren ontstaan. AGC 203001, die geen tekenen van stervorming vertoont, vormde een uitzondering op deze regel. Bekend was al dat het stelsel veel neutrale waterstof bevat, maar tot nu toe was onduidelijk hoe dat gas is verdeeld. Uit de GMRT-waarnemingen blijkt dat het neutrale waterstofgas een grote excentrische ring vormt. Op opnamen gemaakt met de Canada-France-Hawaii-Telescope zijn vreemd genoeg geen sterren in de gasring te zien. Dat is opmerkelijk, omdat werd aangenomen dat ringen als deze ontstaan door botsingen tussen sterrenstelsels. Dat zou dan echter ook tot stervorming moeten leiden, en daar is nu geen sprake van. (EE)
Meer informatie:
→ GMRT discovers a gigantic ring of hydrogen gas around a distant galaxy
Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology hebben vastgesteld wanneer onze maan zijn magnetische veld is kwijtgeraakt. Dat moet ongeveer een miljard jaar geleden zijn gebeurd (Science Advances, 1 januari 2020). De maan heeft geen allesomvattend magnetisch veld meer, maar dat is niet altijd zo geweest. Miljarden jaren geleden genereerde onze naaste buur zelfs een magnetisch veld dat sterker was dan het huidige magnetische veld van de aarde. Aangenomen wordt dat dit veld, net als dat van onze planeet, ontstond door stromingen in de vloeibare kern van de maan. Om te onderzoeken wanneer deze ‘dynamo’ is stilgevallen, hebben de wetenschappers maanstenen van uiteenlopende leeftijden onderzocht. In deze stenen zijn nog sporen van het oorspronkelijke magnetische veld van de maan terug te vinden. Microscopisch kleine korreltjes in de gesteenten hebben zich naar het toenmalige magnetische veld gericht. De MIT-wetenschappers hebben vastgesteld dat 4 miljard jaar oude maangesteenten tijdens hun vorming hebben blootgestaan aan een magnetisch veld van ongeveer 100 microtesla. Daarmee was dat veld tweemaal zo sterk als het huidige aardmagnetische veld. Maanstenen van 2,5 miljard jaar oud hebben een tienmaal zwakker magnetisch veld geregistreerd, en in gesteenten die ongeveer 1 miljard jaar geleden zijn gestold is vrijwel geen magnetisch veld terug te vinden. Het uitvallen van het magnetische veld van de maan wordt toegeschreven aan het geleidelijk groter worden van de afstand aarde-maan. Vier miljard jaar geleden was deze afstand veel geringer, waardoor de maan veel sterkere getijdenkrachten ondervond dan nu. Daardoor kon zijn diepe inwendige lange tijd vloeibaar blijven. Ook tijdens de daaropvolgende kristallisatiefase kon aanvankelijk nog een (zwakker) magnetisch veld in stand worden gehouden. Maar toen de maankern eenmaal volledig was gestold, kwam daar een definitief einde aan. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists pin down timing of lunar dynamo’s demise
Twee astronomen hebben een nieuwe schatting gemaakt van hoe lang het zal duren voordat vier ruimtesondes die in de jaren 70 naar het buitengebied van ons zonnestelsel werden gestuurd in de buurt van een andere ster komen. Bij hun berekeningen hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van de Gaia-satelliet, die nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van vele miljoenen sterren in onze Melkweg. Het rekenwerk van Coryn Bailer-Jones en Davide Farnocchia laat zien dat de Pioneers 10 en 11 en Voyagers 1 en 2 in de loop van de komende miljoen jaar een stuk of zestig sterren op hun pad vinden. Ongeveer tien daarvan zullen tot op afstanden van minder dan 7 lichtjaar worden genaderd. Waarschijnlijk de eerste die in de buurt van een andere ster komt is de Pioneer 10. Over ongeveer 90.000 jaar zal deze de rode dwergster HIP 117795 in het sterrenbeeld Cassiopeia op ‘slechts’ 0,75 lichtjaar passeren. De kans dat de vier ruimtesondes ooit door een ander stersysteem zullen worden ingevangen lijkt vooralsnog verwaarloosbaar klein. (EE)
Meer informatie:
→ Calculating the time it will take spacecraft to find their way to other star systems
Wie regelmatig de sterrenhemel afspeurt, en dan met name het sterrenbeeld Orion, heeft het vast al gemerkt: de afgelopen weken is Betelgeuze, de op één na helderste ster van Orion en een van de tien helderste sterren aan de hemel, duidelijk zwakker geworden (ruwweg een magnitude). Het is bijna honderd jaar geleden dat de ster zo zwak was als nu. Van Betelgeuze was al bekend dat hij flinke helderheidsvariaties vertoont. De ster behoort tot de ‘rode superreuzen’ – de grootste (maar niet de zwaarste of helderste) sterren in heelal. Ze zijn doorgaans honderden of zelfs duizenden keren zo groot als onze zon, maar hebben een beduidend lagere oppervlaktetemperatuur. Rode superreuzen beginnen hun bestaan als hete sterren met minstens tien keer zoveel massa als onze zon. Toch raakt hun ‘brandstof’ – de voorraad waterstof in hun kern – heel snel op. Binnen 5 tot 20 miljoen jaar is alle waterstof omgezet in helium. Vervolgens verplaatst de energieproductie zich naar de schil waterstof rond de kern, en zwelt de ster enorm op. Tijdens deze fase variëren de sterren in helderheid, die worden toegeschreven aan pulsaties (het afwisselend uitdijen en samentrekken) van de ster en de aanwezigheid van grote convectiebellen in diens atmosfeer. Ook Betelgeuze vertoont zulke helderheidsvariaties. Via een reeks andere kernfusieprocessen bereikt de ster uiteindelijk het stadium dat hij geen energie meer kan opwekken. Daarop stort zijn kern ineen en komt er een supernova-explosie op gang. Schattingen geven aan dat Betelgeuze niet zo ver meer verwijderd kan zijn van dit eindstadium. Maar het lijkt ook weer niet zo waarschijnlijk dat zijn huidige helderheidsdip de voorbode is van een supernova-explosie. Die wordt op zijn vroegst pas over enkele tienduizenden jaren verwacht. Maar mocht het tóch zo ver komen, dan verandert Betelgeuze in een zeer heldere ster – honderd keer zo helder als Venus, maar 16 keer zo zwak als de volle maan – die ook overdag te zien kan zijn. (EE)
Meer informatie:
→ Waiting for Betelgeuse: what's up with the tempestuous star?
In een drietal artikelen in Nature Astronomy hebben astronomen de ontdekking bekendgemaakt van zes nieuwe exoplaneten. De planeten zijn van uiteenlopende grootte, maar hebben gemeen dat ze in zeer krappe banen om hun ster cirkelen. Ze hebben dermate hoge temperaturen dat ze aan het verdampen zijn. De hete exoplaneten zijn via een omweg opgespoord. Er is in eerste instantie niet naar planeten gezocht, maar naar het gasvormige materiaal dat ze al cirkelend om hun nabije moederster achterlaten. Deze gassen maskeren het eigenlijke lichtspectrum van de ster, dat daardoor afwijkt van dat normale soortgenoten. Van de 2700 nabije zonachtige sterren die de astronomen hebben onderzocht bleken 39 zo’n afwijkend spectrum te vertonen. Vervolgens zijn deze 39 sterren nog eens goed onder de loep genomen met de gevoelige HARPS-spectrograaf van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht. Met dit instrument kan worden vastgesteld of een ster een regelmatige schommelbeweging vertoont, die door een om haar heen cirkelende planeet wordt veroorzaakt. Met deze ‘tweetrapstechniek’ zijn bij drie verschillende sterren in totaal zes nieuwe hete exoplaneten ontdekt. Ze lopen in massa uiteen van 2,6 aardmassa’s tot bijna een halve Jupitermassa. Het gaat dus waarschijnlijk om zowel rotsachtige ‘superaardes’ als om ‘gasreuzen’. Vier van de opspoorde planeten maken deel uit van een en hetzelfde planetenstelsel. En één van de planeten cirkelt om een ster die samen met een kleinere ster een compacte dubbelster vormt. Alle zes de planeten hebben omlooptijden van ruwweg 1 tot 3 weken. Daaruit kan worden afgeleid dat ze op aanzienlijk kleinere afstanden om hun sterren cirkelen dan Mercurius om de zon. Met geschatte temperaturen van 600 tot 1500 graden zijn de planeten onleefbaar heet. (EE)
Meer informatie:
→ Newfound ‘Ablating’ Exoplanets Could Reveal Alien Geology
