Astronomen hebben een zwart gat ontdekt dat anders is dan andere. Met zijn honderdduizend zonsmassa’s is het kleiner dan de zwarte gaten die in de kernen van veel sterrenstelsels zijn aangetroffen, maar groter dan de zwarte gaten die ontstaan wanneer sterren exploderen. Het middelzware zwarte gat zat verborgen in B023-G078, een compacte verzameling sterren in de dichtstbijzijnde grote buur van onze Melkweg: het Andromedastelsel (M31). Lang is gedacht dat B023-G078 een forse bolvormige sterrenhoop was, maar het blijkt nu een ontmantelde kern te zijn – het restant van een klein sterrenstelsel dat in botsing is gekomen met M31 en daarbij zijn buitenste sterren is kwijtgeraakt. Het enige wat er van het kleine stelsel is overgebleven is diens kern, met in het centrum ervan een zwart gat. Het bijzondere karakter van B023-G078 is vastgesteld door een onderzoeksteam onder leiding van Renuka Pechetti van John Moores University in Liverpool (VK). Bekend was al dat B023-G078 ruim 6 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. En nu hebben Pechetti en haar collega’s, aan de hand van opnamen van de noordelijke Gemini-sterrenwacht en de Hubble-ruimtetelescoop, ook kunnen vaststellen hoe deze massa over het object is verdeeld. De astronomen hebben de door hen verkregen massaverdeling gebruikt om door middel van modelberekeningen te voorspellen hoe snel de sterren op een bepaalde plek in de sterrenhoop zouden moeten bewegen. Vervolgens hebben ze de uitkomsten van deze berekeningen vergeleken met daadwerkelijke snelheidsmetingen. De resultaten laten zien dat de sterren in een model zonder zwart gat te langzaam bewegen in vergelijking met de waarnemingen. Pas nadat een zwart gat was toegevoegd, rolden er snelheden uit die overeenkwamen met de werkelijkheid. De aanwezigheid van een zwart gat van honderdduizend zonsmassa’s bewijst dat B023-G078 geen bolvormige sterrenhoop is. Anders dan in sterrenstelsels kunnen zich in zo’n sterrenhoop namelijk maar heel moeilijk zwarte gaten van deze omvang vormen. (EE)
Meer informatie:
→ Extraordinary black hole found in neighboring galaxy
Gisteravond, maandag 24 januari om 20.00 uur Nederlandse tijd, heeft de Webb-ruimtetelescoop zijn stuwraketten bijna vijf minuten afgevuurd om zijn laatste kleine koerscorrectie te volbrengen. Deze procedure heeft hem in de gewenste (halo)baan rond het tweede lagrangepunt (L2) van het zon-aarde-stelsel gebracht. Het L2-punt ligt van de zon uit gezien 1,5 miljoen kilometer achter de aarde. Voor de koerscorrecties tijdens zijn reis naar L2 is Webb zo zuinig mogelijk omgesprongen met raketbrandstof, om zoveel mogelijk over te houden voor de uitvoering van zijn eigenlijke taak: het speuren naar verre sterrenstelsels op infrarode golflengten. Doordat de ruimtetelescoop met zijn enorme zonneschild blootstaat aan de stralingsdruk van de zon, moet hij geregeld een beetje ‘bijsturen’ om in zijn baan te blijven en zijn oriëntatie in stand te houden. Zoals het er nu naar uitziet, is er voldoende raketbrandstof over om minstens tien jaar lang waarnemingen te kunnen doen. De komende maanden zullen worden gebruikt om Webb te laten afkoelen tot zijn bedrijfstemperatuur van –223 °C. Ook zullen technici bezig zijn om de 18 zeshoekige segmenten van de hoofdspiegel van de ruimtetelescoop tot op bijna een nanometer (een miljoenste van een millimeter) nauwkeurig uit te lijnen. Daartoe zullen talrijke testopnamen worden gemaakt van de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van onze Melkweg. De eerste ‘echte’ opnamen zal Webb op zijn vroegst eind mei gaan maken. (EE)
Meer informatie:
→ Webb has arrived at L2
Het vloeibare water dat onder de met ijs bedekte zuidpool van Mars zou zijn waargenomen, is waarschijnlijk slechts een stoffige luchtspiegeling. Tot die conclusie komt een team van onderzoekers, onder leiding van Cyril Grima van de Universiteit van Texas in Austin (Geophysical Research Letters, 24 januari). In 2018 namen planeetwetenschappers heldere radarreflecties waar onder de zuidpoolkap van Mars, die volgens hen zouden zijn veroorzaakt door vloeibaar grondwater. Uit het onderzoek van Grima en collega’s blijkt nu echter dat de waargenomen reflecties overeenkomen met die van vulkanische vlaktes die overal op het oppervlak van de rode planeet te vinden zijn. De onderzoekers denken dat hun conclusie - vulkanisch gesteente begraven onder ijs - een plausibelere verklaring is voor de ontdekking van 2018, die al in twijfel werd getrokken nadat wetenschappers hadden berekend dat de omstandigheden op de koude, dorre zuidpool van Mars nogal uitzonderlijk moesten zijn om water vloeibaar te houden. Daartoe moet de bodem heel zout zijn en is er bovendien een lokale warmtebron nodig. De weerspiegeling van de zuidpool loste op toen Grima een denkbeeldige wereldwijde ijskap over een radarkaart van Mars legde. Op die manier kon hij vaststellen hoe de verschillende terreinen op de planeet eruit zouden zien als je ze door een kilometers dikke ijslaag zou bekijken. Het resultaat was dat verspreid over alle breedtegraden heldere reflecties waarneembaar waren, vergelijkbaar niet met die op de zuidpool. Daarbij ging het in veel gevallen om vulkanische vlakten. Op aarde kunnen ijzerrijke lavastromen gesteenten achterlaten die vergelijkbare radarreflecties veroorzaken. Ook minerale afzettingen in opgedroogde rivierbedekking zijn een mogelijke oorzaak. Dat er waarschijnlijk geen vloeibaar water onder de zuidelijke poolkap van Mars zit, betekent overigens niet dat daar geen water te vinden is. Beide poolkappen bevatten namelijk ruwweg 1,6 miljoen kubieke kilometer aan waterijs. [Update 25 januari: een ander, grotendeels Italiaans onderzoeksteam meent juist de bevestiging te hebben gevonden dat er wél vloeibaar water onder de zuidpoolkap van Mars zit. Dit wordt afgeleid uit laboratoriumexperimenten, waarbij naar radarreflecties van mengsels van water en zouten is gekeken. (Earth and Planetary Science Letters, 1 februari). Wordt ongetwijfeld vervolgd..] (EE)
Meer informatie:
→ Hope for present-day Martian groundwater dries up
Uit nieuw onderzoek door planeetwetenschappers van Curtin University in Perth (Australië) blijkt dat de frequentie waarmee planetoïden op de planeet Mars zijn ingeslagen de afgelopen 600 miljoen jaar zo’n beetje stabiel is gebleven. Andere recente onderzoeken suggereerden juist dat de inslagfrequentie in het centrale deel van ons zonnestelsel flinke fluctuaties vertoont (Earth and Planetary Science Letters, 1 februari). Bij het Australische onderzoek is de vorming van ruim vijfhonderd grote kraters op Mars geanalyseerd. Daarbij is gebruik gemaakt van een eerder aan Curtin ontwikkeld computeralgoritme, dat automatische tellingen doet van de inslagkraters die op detailrijke opnamen van het planeetoppervlak te zien zijn. In principe gaan planeetwetenschappers ervan uit dat de aantallen kleine en grote inslagen in het centrale deel van ons zonnestelsel de afgelopen drie miljard jaar vrijwel constant zijn gebleven. Deze aanname vormt het fundament voor de veelgebruikte methode om geologische structuren, zoals ravijnen, rivieren en vulkanen, te dateren door kratertellingen te doen. De afgelopen jaren zijn er echter onderzoeken gepubliceerd die deden vermoeden dat de inslagfrequentie verre van constant is. Botsingen tussen grote planetoïden in de gordel tussen Mars en Jupiter zouden daar debet aan zijn: een deel van het puin dat bij zo’n botsing vrijkomt, belandt uiteindelijk op Mars, aarde en maan. In het nieuwe onderzoek is daar echter weinig tot niets van terug te vinden. Uit een nauwgezette statistische analyse van de Marskraters blijkt dat de aantallen inslagen op Mars – zowel grote als kleine – de afgelopen 600 miljoen constant zijn gebleven. De fluctuaties in de inslagfrequenties die andere onderzoekers op aarde en maan menen te ontwaren, worden door de Curtin-wetenschappers toegeschreven aan onnauwkeurigheden in de dateringsmethoden. (EE)
Meer informatie:
→ Consistent asteroid showers rock previous thinking on Mars craters
Volgens Alyssa Rhoden van het Southwest Research Institute in San Antonio, Texas (VS), bevindt zich onder het oppervlak van de kleine Saturnusmaan Mimas een oceaan van vloeibaar water. Dat leidt zij af uit gegevens die NASA-ruimtesonde Cassini in 2017, tegen het einde van diens onderzoeksmissie, heeft verzameld. De afgelopen decennia hebben planeetwetenschappers vastgesteld dat er onder de korsten van ijs en gesteenten van veel van de ijzige werelden in ons zonnestelsel oceanen schuilgaan. Voorbeelden daarvan zijn de Jupitermaan Europa, de Saturnusmanen Titan en Enceladus, en de verre dwergplaneet Pluto. Omdat het oppervlak van Mimas bezaaid is met kraters, was de verwachting dat dit gewoon een stijf bevroren ‘blok’ ijs is. Andere manen met verborgen oceanen, zoals Enceladus en Europa, vertonen immers vaak breuken en andere vormen van geologische activiteit. Bij Mimas is dat niet het geval, maar toch is er nu een aanwijzing gevonden dat ook deze een inwendige oceaan van vloeibaar water kan hebben. Deze aanwijzing is een vreemde schommeling in de rotatie van Mimas, die door Cassini is geregistreerd. Doordat de afstand van Mimas tot Saturnus enigszins varieert, zijn de getijdenkrachten die de ijsmaan ondervindt niet altijd even sterk. Hierdoor varieert ook zijn vorm, wat resulteert in inwendige wrijving en dus opwarming. Om overeen te komen met de inwendige structuur die uit de schommelbeweging van Mimas is afgeleid, moet de ‘getijdenopwarming’ in deze maan precies sterk genoeg zijn om te voorkomen dat zijn inwendige oceaan bevriest, maar zwak genoeg om een dikke ijskorst in stand te houden. Aan de hand van computermodellen komen Rhoden en haar team dan uit bij een korst 20 tot 30 kilometer dik. (EE)
Meer informatie:
→ SwRI Scientist Uncovers Evidence for an Internal Ocean in Small Saturn Moon
Wetenschappers denken voor het eerst een samensmelting te hebben waargenomen van twee zwarte gaten die in excentrische banen om elkaar wentelden. De ontdekking kan helpen verklaren waarom sommige samensmeltende zwarte gaten waarvan de zwaartekrachtgolven met detectoren zoals LIGO en Virgo worden geregistreerd veel zwaarder zijn dan voor mogelijk werd gehouden (Nature Astronomy, 19 januari). Zwaartekrachtgolven zijn uiterst geringe fluctuaties in de kromming van de ruimtetijd, die zich van de bron af naar buiten voortplanten als een golf. Ze worden onder meer opgewekt als twee zeer zware hemellichamen op korte afstand om elkaar heen draaien. Pas in 2015 is het voor het eerst gelukt om deze moeilijk waarneembare golven te detecteren. Bij het nu gepubliceerde onderzoek hebben de wetenschappers gekeken naar de zwaarste zwaartekrachtgolf die tot nu is waargenomen: GW190521. Deze zwaartekrachtgolf werd veroorzaakt door twee zwarte gaten die respectievelijk ongeveer 66 en 85 keer zo zwaar waren als onze zon – veel zwaarder dan de bestaande theorieën over de evolutie van sterren voorspellen. Aan de hand van honderden supercomputersimulaties hebben de onderzoekers vastgesteld dat de uiteindelijke samensmelting van zwarte gaten het best kan worden verklaard door een model waarbij de zwarte gaten banen met een hoge excentriciteit en precessie doorliepen. Excentrische banen zijn een teken dat zwarte gaten, tijdens toevallige ontmoetingen in het dichtbevolkte gebied rond het centrum van een sterrenstelsel, herhaaldelijk andere zwarte gaten opslokken. Op die manier kunnen ze, voordat ze ‘fuseren’, toch ‘onmogelijk’ grote massa’s bereiken. (EE)
Meer informatie:
→ RIT scientists confirm a highly eccentric black hole merger for the first time
Zwarte gaten worden vaak afgeschilderd als destructieve monsters die alles wat te dichtbij komt opslokken, maar bij nieuw onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop spelen ze een minder kwaadaardige rol. Een zwart gat in het hart van het 30 miljoen lichtjaar verre dwergsterrenstelsel Henize 2-10 draagt bij aan de vorming van nieuwe sterren in plaats van ze op te slokken (Nature, 19 januari). Met de ruimtetelescoop is een duidelijk verband ontdekt tussen het zwarte gat in dit kleine sterrenstelsel en een stervormingsgebied dat slecht 230 lichtjaar daarvan verwijderd is. Dat verband bestaat uit een uitstroom van gas die zich als een navelstreng uitstrekt tot aan een heldere stellaire kraamkamer. Op het moment dat de gasstroom daar arriveerde bevond zich op die plek al een dichte concentratie van gas. De spectroscopische gegevens die met Hubble zijn verkregen laten zien dat de gasstroom zich met een snelheid van ongeveer anderhalf miljoen kilometer per uur in dit ‘cocon’ heeft geboord. Daarbij hebben zich tal van jonge sterrenhopen gevormd. Wat zich in Henize 2-10 heeft afgespeeld is precies het omgekeerde van wat in grotere sterrenstelsels vaak te zien is. Daarin stroomt juist materie naar het zwarte gat toe, om vervolgens in de vorm van bundels van ziedend heet gas terug de ruimte in te worden geblazen. Eventuele gaswolken die op het pad van deze zogeheten plasmabundels bevinden, raken daarbij dermate verhit, dat het daarin aanwezige gas niet meer tot nieuwe sterren kan samentrekken. Het minder grote zwarte gat in Henize 2-10 produceert blijkbaar een veel minder intense uitstoot, die gaswolken net genoeg samendrukt om de vorming van sterren te stimuleren. Het zwarte gat in Henize 2-10 heeft ongeveer een miljoen keer zoveel massa als onze zon. De superzware zwarte gaten in grotere sterrenstelsels hebben vaak nog eens duizend keer zoveel massa. Doorgaans geldt dat het centrale zwarte gat van een sterrenstelsel zwaarder is naarmate het stelsel zelf een grotere massa heeft. (EE)
Meer informatie:
→ Hubble Finds a Black Hole Igniting Star Formation in a Dwarf Galaxy
Met behulp van een nieuwe rekenkundige aanpak hebben onderzoekers van de Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) in Trieste, Italië, een schatting gemaakt van het aantal zwarte gaten in het waarneembare heelal. Ze komen uit op ongeveer 40 triljoen oftewel 40 miljard miljard – een 4 met 19 nullen erachter. Tezamen nemen al deze zwarte gaten ongeveer één procent van alle (baryonische) massa in het heelal voor hun rekening (The Astrophysical Journal, 10 januari). Voor hun onderzoek hebben de astronomen de demografie van zwarte gaten met een stellaire massa in kaart gebracht. Dat zijn zwarte gaten met massa’s tot enkele honderden zonsmassa’s die zijn ontstaan uit zware sterren die aan het einde van hun bestaan als supernova zijn ontploft. Het uitgangspunt was een geavanceerd computermodel dat de evolutie van de sterren en dubbelsterren in sterrenstelsels doorrekent. Cruciale factoren daarbij zijn de snelheid van het stervormingsproces, de hoeveelheid massa die in sterren wordt omgezet en het ‘metaalgehalte’ (de hoeveelheid elementen zwaarder dan helium) van het interstellaire medium. De schatting van het aantal zwarte gaten in het waarneembare heelal is niet de enige kwestie die de astronomen hebben onderzocht. In samenwerking met collega’s van de Universiteit van Padua hebben zij ook in kaart gebracht op welke manieren zwarte gaten van verschillende massa’s ontstaan. Hun conclusie is dat de allerzwaarste stellaire zwarte gaten voornamelijk het resultaat zijn van dynamische gebeurtenissen in dichtbevolkte sterrenhopen, die tot de vorming van om elkaar wentelende, en uiteindelijk samensmeltende zwarte gaten leiden. (EE)
Meer informatie:
→ There are 40 billion billions of Black Holes in the Universe!
Een Nederlandse afvaardiging heeft dinsdag 18 januari in Parijs de stukken ingeleverd die ertoe moeten leiden dat het Koninklijk Eise Eisinga Planetarium in Franeker de werelderfgoed status verkrijgt. Het dossier werd door burgemeester Marga Waanders van de gemeente Waadhoeke (waar Franeker onder valt) overhandigd aan Lazare Eloundou, de nieuwe directeur van het UNESCO World Heritage Centre. Komend najaar zal een beoordelingscommissie van UNESCO – de Organisatie der Verenigde Naties voor Onderwijs, Wetenschap en Cultuur – naar Franeker komen om te beoordelen of het Eisinga Planetarium aan alle eisen voor het verkrijgen van de werelderfgoedstatus voldoet. Het definitieve besluit over de aanvraag wordt pas in juli 2023 verwacht. Het Eisinga Planetarium is het oudste werkende planetarium ter wereld. Het is tussen 1774 en 1781 vervaardigd door de Friese wolfabrikant en zakenman Eise Eisinga, die daarvoor het plafond en een stukje van de bedstee in zijn woon/slaapkamer opofferde. Het instrument geeft onder meer een actueel en realistisch beeld van de posities van de zon, de maan, de aarde en de vijf andere planeten die destijds bekend waren. De permanente bevestiging aan het plafond maakt het Eisinga Planetarium tot een van de weinige onroerende planetaria uit zijn tijd. Het mechanisme dat het instrument aandrijft bestaat niet uit metalen tandwielen, maar uit houten hoepels en schijven, voorzien van ijzeren pinnen. Het geheel wordt aangedreven door een eenvoudig slingeruurwerk. Opmerkelijk is ook dat het planetarium werd gebouwd door een ‘gewoon’ burger, die zijn woonkamer steeds nadrukkelijker als ontvangst- en presentatieruimte voor belangstellenden ging gebruiken. Al ruim 240 jaar krijgen bezoekers in diezelfde kamer nog vrijwel dagelijks uitleg over de ‘werking’ van het zonnestelsel en het door Eisinga gebouwde model. (EE)
Sinds 6 augustus 2012 rijdt NASA’s Marsvoertuig Curiosity rond in de Gale-krater op Mars. Daarbij heeft hij talrijke bodemmonsters onderzocht en de resultaten naar de aarde overgeseind. Een analyse van de koolstofisotopen in deze bodemmonsters laat drie mogelijke verklaringen zien voor de oorsprong van de daarin aanwezige koolstof. Maar alle drie zijn onzeker en vrij ongebruikelijk (Proceedings of the National Academy of Sciences, 17 januari). Koolstof kent twee stabiele isotopen: C12 en C13. Beide isotopen komen overal voor, maar omdat koolstof 12 sneller reageert dan koolstof 13, kan onderzoek naar de relatieve hoeveelheden van beide isotopen in monsters specifieke informatie opleveren over de koolstofcyclus die heeft plaatsgevonden, zelfs als dat heel lang geleden is. Curiosity heeft de afgelopen negen jaar een gebied in de Gale-krater verkend waar lagen oud gesteente zijn blootgelegd. Het Marsvoertuig heeft in het oppervlak van deze lagen geboord en de onderliggende sedimenten in afwezigheid van zuurstof verhit en spectrografisch geanalyseerd. Daaruit kan worden geconcludeerd dat sommige monsters uitzonderlijk weinig koolstof-13 bevatten, en andere juist een overdaad. Een team van onderzoekers, onder leiding van Frédéric Schmidt van de Universiteit Parijs-Saclay, heeft drie mogelijke verklaringen voor de uitzonderlijk ‘verarmde’ monsters: een kosmische stofwolk, ultraviolette straling die koolstofdioxide afbreekt of ultraviolette afbraak van biologisch geproduceerde methaan. Om de paar honderd miljoen jaar trekt ons zonnestelsel door een galactische moleculaire wolk, maar zo’n wolk zet niet veel stof af. Om een laag te kunnen vormen zoals Curiosity die heeft aangetroffen, zou de wolk eerst het klimaat op Mars moeten hebben afgekoeld toen de planeet nog water bevatte, zodat er gletsjers konden ontstaan. Het stof zou zich vervolgens bovenop het ijs hebben verzameld en vervolgens op zijn plek moeten zijn gebleven toen de gletsjers smolten. Zo kan er een laagje koolstof zijn achtergebleven dat weinig C13 bevat, maar het probleem is dat er weinig of geen aanwijzingen zijn dat er ooit gletsjers zijn geweest in de Gale-krater. Een andere mogelijkheid is dat er in de Marsatmosfeer onder invloed van ultraviolette (zonne)straling koolstofdioxide is omgezet in organische verbindingen zoals formaldehyde. Er zijn onderzoeken die erop wijzen dat dit mogelijk is, maar om dat te kunnen bevestigen of uitsluiten, zal meer experimenteel onderzoek moeten worden gedaan. De derde mogelijke manier om koolstof-13 verarmde monsters te produceren is biologisch van aard. Op aarde wijst een sterk verarmde C13-signatuur in oud gesteente erop dat er micro-organismen aan het werk zijn geweest. Volgens de onderzoekers zijn er momenteel echter geen bewijzen dat er micro-organismen op het (vroegere) Marsoppervlak hebben geleefd. Op basis van de beschikbare gegevens durven de onderzoekers dus geen uitsluitsel te geven over de oorsprong van de C13-arme bodemmonsters. Maar hopeloos is de situatie nog niet: Curiosity is nog steeds bezig met het verzamelen en analyseren van bodemmonsters. (EE)
Meer informatie:
→ Newly discovered carbon may yield clues to ancient Mars
Een team van astronomen, onder leiding van studente Emma Softich van Arizona State University, heeft een zeldzaam paar bruine dwergen ontdekt. De twee vormen de wijdste dubbelster in hun soort. Bruine dwergen zijn hemellichamen die kleiner zijn dan een normale ster. Ze hebben niet voldoende massa om kernfusie in stand te houden, maar zijn wel heet genoeg om energie uit te stralen. Veel bruine dwergen zijn, via het project Backyard Worlds: Planet 9, ontdekt op opnamen van NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Bij dit project wordt de hulp van vrijwillige ‘burgerwetenschappers’ ingeroepen om de WISE-opnamen af te speuren naar bruine dwergen en gewone sterren met een lage massa. Bij dit nieuwe onderzoek hebben Softich en haar team ongeveer drieduizend opnamen bekeken van ontdekkingen van ‘Backyards Worlds’, waarop begeleiders van bruine dwergen over het hoofd kunnen zijn gezien. Daarbij ontdekten ze een zeldzaam dubbelstersysteem van bruine dwergen: CWISE J014611.20 050850.0AB. Aan de hand van vervolgwaarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï hebben de astronomen vervolgens vastgesteld dat de twee bruine dwergen iets meer dan 120 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn, en dat hun onderlinge afstand 129 astronomische eenheden bedraagt, oftewel 129 keer de afstand tussen de zon en de aarde. Daarmee is CWISE J014611.20 050850.0AB de wijdste van alle ‘bruine dubbelsterren’ die tot nu toe zijn ontdekt. Vanwege hun geringe afmetingen en massa’s zijn paren van bruine dwergen doorgaans heel compact. De aantrekkingskracht tussen twee van deze ‘mislukte’ sterretjes is nu eenmaal geringer dan die tussen twee volwaardige sterren op dezelfde onderlinge afstand. Wijde dubbelsterren die uit bruine dwergen bestaan lopen daardoor een grotere kans om verstoord te worden. Dat maakt de nieuwe ontdekking dus heel bijzonder. (EE)
Meer informatie:
→ Team of astronomers finds widest separation of brown dwarf pair to date
De organische moleculen die zijn aangetroffen in een meteoriet die van Mars naar de aarde werd geslingerd zijn ontstaan door interacties tussen water en gesteenten, die ongeveer 4 miljard jaar geleden op de rode planeet plaatsvonden. Dat blijkt uit een nieuwe analyse onder leiding van Andrew Steele van het Carnegie Institution for Science (Science, 14 januari). De meteoriet, die bekendstaat als Allan Hills (ALH) 84001, werd in 1984 op Antarctica ontdekt en is een van de oudst bekende brokstukken van Mars die op aarde zijn neergeploft. De Marsmeteoriet werd in 1996 wereldberoemd toen een team van wetenschappers microscopisch kleine overblijfselen van bacteriën in het brok gesteente ontdekt meende te hebben. Deze opmerkelijke constatering was van meet af aan zeer controversieel, maar de discussie over AH84001 is eigenlijk nooit helemaal verstomd. De meeste wetenschappers zijn het er echter over eens dat de organische koolstof in de meteoriet van niet-biologische oorsprong is. Steele en zijn collega’s hebben nu geavanceerde technieken ingezet om de oorsprong van de organische moleculen in de befaamde Marsmeteoriet te achterhalen. Daarbij vonden ze bewijs dat de steen twee bekende geochemische processen heeft ondergaan. Het ene proces, serpentinisatie genaamd, vindt plaats wanneer ijzer- of magnesiumrijke stollingsgesteenten chemische reacties aangaan met circulerend water. Daarbij verandert hun mineralogie en komt waterstof vrij. Het andere proces, dat carbonisatie wordt genoemd, betreft de interactie tussen gesteenten en licht zuur water dat opgeloste kooldioxide bevat, en resulteert in de vorming van carbonaatmineralen. Het is onduidelijk of deze processen gelijktijdig of na elkaar op gang kwamen, maar uit de gegevens blijkt wel dat de interactie tussen water en gesteente niet lang heeft geduurd. Ook is duidelijk dat de reacties organisch materiaal voortbrachten door de reductie van kooldioxide. De mineralogische kenmerken van AH84001 zijn zeldzaam voor een oude Marsmeteoriet als deze. Maar ook in andere, jongere Marsgesteenten zijn organische moleculen aangetroffen. Volgens Steele wijst dat erop dat de niet-biologische aanmaak van organische moleculen door de hele geschiedenis van Mars heen van betekenis is geweest. ‘Het enige dat nodig is voor dit soort organische synthese is dat pekel met opgeloste kooldioxide door stollingsgesteenten sijpelt,’ aldus Steele. (EE)
Meer informatie:
→ Martian Meteorite’s Organic Materials Origin Not Biological, Formed By Geochemical Interactions Between Water And Rock
Drie pas ontdekte exoplaneten draaien gevaarlijk dicht om reuzensterren die het einde van hun leven naderen. Een van de drie grote gasplaneten, ontdekt door NASA-satelliet TESS, zal zelfs al binnen een miljoen jaar door zijn ster worden opgeslokt. De ontdekking is donderdag 13 januari bekendgemaakt op een persconferentie van de American Astronomical Society. Het onfortuinlijke drietal – TOI-2337b, TOI-4329b en TOI-2669b – heeft massa’s uiteenlopend van 0,5 tot 1,7 keer de massa van Jupiter en hun afmetingen variëren van iets kleiner tot meer dan 1,6 keer de grootte van Jupiter. Ook hun dichtheden lopen flink uiteen: van piepschuimachtig tot drie keer de dichtheid van water. Dat wijst erop dat ze van zeer uiteenlopende oorsprong zijn. Volgens hun ontdekkers vormen de drie planeten slechts het topje van de ijsberg. Ze verwachten met TESS nog tientallen of honderden van dit soort ver geëvolueerde planetenstelsels te zullen vinden. De huidige modellen van de planetendynamica suggereren dat planeten naar hun moederster toe spiralen wanneer deze tegen het einde van haar levensduur sterk opzwelt. Tijdens dit proces warmen ook de planeten sterk op, waardoor hun atmosferen sterk kunnen opzwellen. Dit migratieproces zorgt ervoor dat de banen van de planeten rond de moederster dichter bij elkaar komen te liggen, waardoor de kans op onderlinge botsingen toeneemt of zelfs het hele planetenstelsel instabiel wordt. Tot nu toe is bij geen van de onderzochte planeten een duidelijk ‘baanverval’ waargenomen. Maar door de drie planetenstelsels met TESS te blijven volgen, hopen de astronomen meer te weten te komen over het tempo waarin de planeten hun ondergang tegemoet gaan. (EE)
Meer informatie:
→ Newly-Found Planets On The Edge Of Destruction
Onderzoek onder leiding van planeetwetenschapper Alexander Evans van Brown University heeft een nieuwe verklaring opgeleverd voor het feit dat sommige maangesteenten die tussen 1968 en 1972 naar de aarde zijn overgebracht gevormd lijken te zijn onder invloed van een magnetisch veld dat onverklaarbaar sterk lijkt te zijn geweest voor een hemellichaam ter grootte van de maan. Volgens Evans en medeauteur Sonia Tikoo zouden ‘zinkende rotsformaties’ de oplossing voor dit mysterie kunnen zijn (Nature Astronomy, 13 januari). Aangenomen wordt dat de magnetische velden van planetaire objecten het gevolg zijn van het zogeheten dynamo-effect: de voortdurende kolkende bewegingen van elektrisch geleidend materiaal in het hete inwendige van het hemellichaam. In hun publicatie suggereren Evans en Tikoo dat onze maan daarbij met tussenpozen is geholpen door reusachtige rotsformaties die in zijn mantel omlaag zakten. Het scenario van de ‘zinkende rotsformaties’ zou een paar miljoen jaar na het ontstaan van de maan op gang zijn gekomen. Heel vroeg in zijn geschiedenis was de maan bedekt met een oceaan van gesmolten gesteente. Toen deze enorme magma-oceaan begon af te koelen en te stollen, zonken mineralen als olivijn en pyroxeen, die een hogere dichtheid hadden dan het vloeibare magma, naar de bodem, terwijl lichte mineralen als anorthosiet bleven drijven en de korst vormden. Het resterende vloeibare magma was rijk aan titanium en warmte-producerende elementen zoals thorium, uranium en kalium, zodat het wat langer duurde om te stollen. Toen deze titaniumformaties uiteindelijk net onder de korst kristalliseerden, hadden zij een hogere dichtheid dan de eerder gestolde mineralen eronder. Hierdoor zakten ze na verloop van tijd in het onderliggende mantelgesteente weg. Voor hun onderzoek hebben Evans en Tikoo modelberekeningen gedaan die laten zien dat de titaniumformaties uiteen zouden vallen in ‘klodders’ met diameters van een kilometer of zestig, die in de loop van ongeveer een miljard jaar met tussenpozen zonken. Steeds als zo’n relatief koele klodder de hete kern van de maan bereikte, kreeg de convectie in de kern een nieuwe impuls, die de maan weer tijdelijk van een sterk magnetisch veld voorzag. Volgens de onderzoekers kan hun model niet alleen de sterkte van de magnetische signatuur in de Apollo-gesteenten verklaren, maar ook het feit dat de magnetische signaturen van de verschillende maanstenen sterk uiteenlopen. (EE)
Meer informatie:
→ Researchers propose new explanation for Moon’s half-century magnetic mystery
Astronomen die gebruik maken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Very Large Array (VLA) hebben ontdekt dat de dubbelster Z Canis Majoris (Z CMa) waarschijnlijk bezoek heeft gehad van een andere ster. De ‘indringer’ is langs de dubbelster gescheerd, waardoor zich chaotische, langgerekte stromen van stof en gas in de hem omringende schijf hebben gevormd. Dat zulke ‘flyby’s’ met enige regelmaat plaatsvinden was al voorspeld door computersimulaties, maar tot nu toe was er nog nooit een overtuigende waarneming van gedaan (Nature Astronomy, 13 januari). Verstoringen zoals die nu bij Z CMa zijn waargenomen, worden doorgaans niet veroorzaakt door stellaire indringers, maar eerder door naburige ‘zustersterren’. Sterren ontstaan immers vaak in groepjes, waarin de afzonderlijke sterren elkaar gravitationeel beïnvloeden en elkaar dicht kunnen naderen. Bij zo’n gebeurtenis kan wat materiaal uit de protoplanetaire schijven rond de sterren ontsnappen, waardoor zich langgerekte gasstromen vormen. In het geval van Z CMa vertonen de gasstromen in de protoplanetaire schijf kenmerken die afwijken van het gebruikelijke patroon. Door de verstoring van de schijf heel nauwkeurig te onderzoeken, en diens omgeving af te speuren, is een team onder leiding van Ruobing Don van de Universiteit van Victoria (Canada) tot de conclusie gekomen dat de waarschijnlijke veroorzaker een jonge ster-in-wording is die recent langs de dubbelster is gescheerd. Daarbij is een opvallende ‘staart’ van gas en stof ontstaan die in de richting van de indringer wijst. Volgens de astronomen kunnen de interacties die bij dit soort ontmoetingen optreden grote gevolgen hebben voor de schijven van gas en stof rond de betrokken sterren en de ‘babyplaneten’ die zich daarin aan het vormen zijn. Ze onttrekken niet alleen gas aan de protoplanetaire schijven, maar kunnen ook van invloed zijn op de thermische evolutie van de diverse moedersterren. (EE)
Meer informatie:
→ ALMA catches ‘intruder’ redhanded in rarely detected stellar flyby event
Astronomen hebben mogelijk een tweede supergrote maan ontdekt die om een planeet ter grootte van Jupiter buiten ons zonnestelsel cirkelt. Als de waarneming wordt bevestigd, zou dat kunnen betekenen dat ‘exomanen’ net zo gewoon zijn in het heelal als exoplaneten. Maar die bevestiging zal nog wel eventjes op zich laten wachten. Ook de eerste waarneming van een mogelijke exomaan, vier jaar geleden, wacht nog steeds op bevestiging, en de verificatie van de nieuwe kandidaat zal vast niet minder lang gaan duren (Nature Astronomy, 13 januari). De nieuwe ontdekking is gedaan onder leiding van David Kipping van de Columbia-universiteit, die in 2017 ook de eerste kandidaat-exomaan rapporteerde. De nieuwe kandidaat draait om de 5500 lichtjaar verre planeet Kepler 1708b. Hij is ongeveer een derde kleiner dan de maan ter grootte van de planeet Neptunus, die Kipping en zijn collega’s bij de planeet Kepler 1625b menen te hebben opgespoord. Beide kandidaat-‘supermanen’ bestaan waarschijnlijk grotendeels uit gas dat zich heeft verzameld onder invloed van hun enorme zwaartekrachtsaantrekking. Mogelijk zijn ze zelfs als planeten ‘geboren’ en nadien pas in omloopbanen om de nog grotere planeten 1625b en 1708b getrokken. Het opsporen van een maan of zelfs een planeet op honderden tot duizenden lichtjaren van de aarde is allesbehalve eenvoudig. Manen en planeten kunnen alleen indirect worden waargenomen als ze voor hun moederster langs trekken, waardoor het licht van de ster met tussenpozen wordt gedimd. Dat resulteert in subtiele fluctuaties in het licht van de ster die – zeker in het geval van een mogelijke exomaan – lastig te interpreteren zijn. Collega-astronomen hebben dan ook hun twijfels over de vermeende ontdekkingen van Kipping en zijn team. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers find evidence for a second supermoon beyond our solar system
Het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) heeft tijdens de eerste zeven maanden van zijn driedimensionale hemelsurvey meer sterrenstelsels in kaart gebracht dan alle voorgaande 3D-surveys bij elkaar. Dit heeft nu al geresulteerd in de grootste en meest gedetailleerde kaart van het heelal ooit, maar daar blijft het niet bij: DESI heeft namelijk nog vierenhalf jaar voor de boeg. De uiteindelijke 3D-kaart moet een beter inzicht geven in de mysterieuze donkere energie, en in het verleden - en de toekomst - van het heelal. DESI is in 2015 geïnstalleerd op de 4-meter Mayall-telescoop van de Kitt Peak-sterrenwacht in de buurt van Tucson, Arizona (VS). Het instrument ving al in 2019 zijn eerste licht op, maar door de coronapandemie kwam het project stil te liggen. Uiteindelijk is de DESI-survey pas in mei 2021 van start gegaan. DESI is een internationaal samenwerkingsverband waar onderzoekers uit onder meer de VS, China, Spanje, het VK en Frankrijk bij betrokken zijn. Als basis voor de nu gepresenteerde 3D-kaart diende de in januari 2021 gepresenteerde tweedimensionale Beijing-Arizona Sky Survey (BASS), die ongeveer een derde van de hemel beslaat. Van de vele miljoenen sterrenstelsels die bij de BASS-survey zijn vastgelegd worden nu spectra opgemeten. Door het licht van elk sterrenstelsel op te splitsen in zijn afzonderlijke kleuren, kan DESI bepalen hoe sterk het licht van het stelsel ‘roodverschoven’ is oftewel: hoe sterk de golflengte van dat licht is uitgerekt tijdens zijn lange reis naar de aarde. Hoe meer roodverschuiving het spectrum van een sterrenstelsel vertoont, des te verder is het van ons verwijderd. Tot nu toen heeft DESI al meer dan 7,5 miljoen sterrenstelsels opgemeten en daar komen er per maand meer dan een miljoen bij. Naar verwachting zal de teller aan het einde van de survey (2026) op meer dan 35 miljoen staan. Meer informatie over de DESI-samenwerking is te vinden op https://www.desi.lbl.gov/. (EE)
Meer informatie:
→ Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) creates largest 3d map of the cosmos
Met behulp van de 4,1-meter SOAR-telescoop in Chili hebben astronomen het eerste voorbeeld ontdekt van een dubbelstersysteem waarin een ster die bezig is om in een witte dwerg te veranderen, in een baan om een neutronenster draait die net klaar is met zijn transformatie tot een snel ronddraaiende pulsar. Dubbelstersystemen van dit type worden ook wel ‘spinnen’ worden genoemd, omdat de neutronenster/pulsar de neiging heeft om de buitenste delen van de begeleidende ster ‘op te eten’ terwijl deze in een witte dwerg verandert. Bij de opsporing van de bijzondere dubbelster heeft ook de Fermi-ruimtetelescoop een belangrijke rol gespeeld. Deze ruimtetelescoop heeft sinds zijn lancering in 2008 hemelobjecten geïnventariseerd die opvallend veel gammastraling – de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling – uitzenden. Eén van deze objecten, met de aanduiding 4FGL J1120.0-2204, bleek de op één na helderste gammabron aan de hemel te zijn, maar tot nu toe was niet duidelijk om wat voor soort object het gaat. Een team van astronomen uit de VS en Canada, onder leiding van Samuel Swihart van het US Naval Research Laboratory in Washington D.C., is nu met behulp van een spectrograaf meer te weten gekomen over 4FGL J1120.0-2204. Het blijkt een dubbelstersysteem te zijn dat bestaat uit een ‘millisecondepulsar’, die honderden keren per seconde om zijn as draait, en de voorloper van een witte dwerg met een extreem lage massa. Het tweetal bevindt zich op een afstand van 2600 lichtjaar. Het optische spectrum van het dubbelstersysteem laat zien dat het licht van de toekomstige witte dwerg afwisselend naar het rood en het blauw verschuift. Daaruit hebben de astronomen kunnen afleiden dat hij met een periode van vijftien uur om de veel zwaardere pulsar draait. Tot nu toe hadden astronomen al ongeveer tachtig witte dwergen met een extreem lage massa ontdekt, maar de witte dwerg in 4FGL J1120.0-2204 is de eerste van dit type die om een neutronenster draait. De witte dwerg is nu nog zeer heet (8200 °C) en ongeveer vijf keer groot als normale witte dwergen, maar zal door afkoeling geleidelijk tot normale afmetingen krimpen. (EE)
Meer informatie:
→ Cosmic 'Spider' Found to Be Source of Powerful Gamma-Rays
In een artikel dat vandaag (12 januari) in Nature is verschenen, hebben astronomen van het Center | Harvard & Smithsonian (CfA) en het Space Telescope Science Institute (STScI) een reconstructie gemaakt van de evolutionaire geschiedenis van ons deel van de Melkweg. Daarin tonen ze aan hoe een reeks gebeurtenissen die 14 miljoen jaar geleden op gang kwam, heeft geleid tot het ontstaan van een enorme holte. Deze zogeheten Lokale Bel is verantwoordelijk voor de vorming van alle nabije jonge sterren. Aan de hand van een nieuwe 3D-computeranimatie tonen de astronomen aan dat alle jonge sterren en stervormingsgebieden tot op 500 lichtjaar van de aarde zich op het oppervlak van de Lokale Bel bevinden. Astronomen weten al tientallen jaren van het bestaan van deze holte, maar nu hebben ze ook zichtbaar gemaakt hoe deze is ontstaan en wat de invloed ervan is op het gas eromheen. De animatie laat zien hoe een reeks van ongeveer vijftien supernova-explosies, waarvan de eerste 14 miljoen jaar geleden plaatsvond, het interstellaire gas naar buiten duwde, waardoor een vreemd gevormde zeepbelachtige structuur ontstond met een oppervlak waar zich sterren konden vormen. Inmiddels zijn aan de randen van deze structuur zeven bekende stervormingsgebieden te vinden. De Lokale Bel neemt nog steeds in omvang toe, al is de vaart er inmiddels wel een beetje uit: zijn uitdijingssnelheid bedraagt nog maar ongeveer 6,5 kilometer per seconde. Deze snelheid en de vroegere en huidige banen van de jonge sterren die zich langs zijn oppervlak vormen, zijn afgeleid uit gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. Ons zonnestelsel heeft zich overigens niet altijd binnen de Lokale Bel bevonden. Pas ongeveer vijf miljoen jaar geleden kruiste onze zon met haar gevolg van planeten en kleiner grut het pad van deze holte. En inmiddels bevinden we ons bij toeval bijna precies in het centrum ervan. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn vanmiddag gepresenteerd tijdens een persconferentie van de American Astronomical Society (AAS). Samen met de bijbehorende interactieve illustraties en video’s zijn ze via een speciale website voor iedereen toegankelijk. (EE)
Meer informatie:
→ 1,000-light-year wide bubble surrounding Earth is source of all nearby, young stars
Het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg flikkert niet alleen van dag tot dag onregelmatig, maar ook op de lange termijn. Dat blijkt uit een analyse van vijftien jaar aan gegevens door een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Alexis Andres uit El Salvador. Andres startte zijn onderzoek in 2019 als zomerstudent aan de Universiteit van Amsterdam en beet zich in de jaren daarna erin vast. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Sterrenkundigen weten al decennia lang dat Sagittarius A*, het zwarte gat in onze Melkweg, iedere dag flikkert en soms tien tot honderd keer zo helder wordt als normaal. Om meer te weten te komen over het geflikker of de flares van Sagittarius A* zocht een internationaal team van astronomen naar patronen in vijftien jaar aan gegevens. Die lange meetreeks is beschikbaar omdat de Swift-satelliet van NASA sinds 2006 elke drie dagen een blik werpt op het centrale zwarte gat.Het blijkt dat de omgeving van het zwarte gat van 2006 tot 2008 behoorlijk flikkerde. Maar tussen 2008 en 2012 was het vrij stil. En na 2012 nam het flikkeren weer toe.De onderzoekers konden niet echt een patroon ontwaren. ‘Hoe de flares precies ontstaan, blijft dus onduidelijk,’ zegt medeauteur Jakob van den Eijnden (nu University of Oxford, voorheen Universiteit van Amsterdam). ‘Eerder werd gedacht dat er meer flikkeringen volgen nadat er gaswolken of sterren langs het zwarte gat trekken, maar daar is nog geen bewijs voor. En het vermoeden dat de magnetische eigenschappen van het omringende gas een rol spelen, kunnen we ook nog niet hard maken.’De komende jaren denken de sterrenkundigen genoeg gegevens te kunnen verzamelen om wel uit te sluiten of de variaties in het geflikker bij Sagittarius A* door voorbijtrekkende gaswolken of sterren worden veroorzaakt, of dat er iets anders aan de hand is.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Sterren zijn reusachtige fabrieken die de meeste elementen in het heelal hebben geproduceerd - ook de elementen in ons en in de metaalafzettingen van de aarde. Maar wát sterren produceren verandert in de loop van de tijd. Twee nieuwe artikelen, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, laten zien dat de jongste generatie sterren uiteindelijk zal stoppen met het teruggeven van metalen aan het heelal. Van alle elementen in het heelal zijn alleen waterstof, helium en een heel klein beetje lithium tijdens de oerknal gevormd. De overige, zwaardere elementen – in de sterrenkunde doorgaans ‘metalen’ genoemd – zijn geproduceerd door de sterren die na de oerknal zijn ontstaan. Deze sterren braken hun metaalrijke producten uiteindelijk weer uit, waardoor de samenstelling van bijvoorbeeld ons Melkwegstelsel mettertijd wordt verrijkt. In de nieuwe publicaties laten astronomen van Monash University, de Australian National University en het Space Telescope Science Institute zien dat het vermogen van een ster om meer metalen te produceren afhankelijk is van de samenstelling die hij bij zijn geboorte heeft meegekregen. Als er ook maar een klein beetje meer metaal wordt toegevoegd aan een gaswolk, heeft dat grote gevolgen voor de evolutie van de sterren die zich in die gaswolk vormen. Bij een bepaalde drempelwaarde van het aanvankelijke metaalgehalte van het gas, stoppen de sterren op enig moment met de uitstoot van metalen. De computersimulaties waar de astronomen gebruik van hebben gemaakt, voorspellen de evolutie van de meeste recente generaties van sterren, die tot wel zeven keer zoveel metalen bevatten als onze zon. Uit de simulaties blijkt dat deze sterren zich door hun zeer hoge chemische verrijking heel vreemd gedragen. De metaalrijke sterren zullen nog steeds uitdijen tot rode reuzen en als witte dwergen eindigen, maar tegen die tijd is hun uitstoot van zware elementen al gestopt: de geproduceerde metalen blijven achter in de uiteindelijk witte dwergster en komen dus niet meer in de ruimte terecht. En als gevolg daarvan zal de verdeling van de chemische elementen in het heelal er in de verre toekomst heel anders uit gaan zien dan nu. (EE)
Astronomen hebben een nieuwe kaart gemaakt van twaalf sterrenstromen in de halo van ons Melkwegstelsel. Onderzoek van deze structuren geeft niet alleen informatie over de donkere materie die de sterren in hun omloopbanen om het Melkwegcentrum houdt, maar vertelt ons ook over de ontstaansgeschiedenis van ons sterrenstelsel. Ze laten zien dat het Melkwegstelsel gestaag is gegroeid door kleinere stelsels uiteen te trekken en op te slokken. Het nieuwe onderzoek, onder leiding van Ting Li van de Universiteit van Toronto (Canada), geeft een momentopname van dit proces. Li en haar internationale team van medewerkers hebben een speciaal programma opgezet – de Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey (S5) – om de eigenschappen van sterrenstromen te meten. Daarbij maken ze gebruik van de Anglo-Australian Telescope, een 4-meter telescoop die in Australië staat opgesteld. Met deze telescoop meten ze, via de dopplerverschuiving van licht, de snelheden van afzonderlijke sterren. Behalve voor het meten van snelheden kunnen astronomen deze waarnemingen ook gebruiken om de chemische samenstelling van de sterren te achterhalen. Dat geeft inzicht in de plek waar ze geboren zijn. Sterrenstromen kunnen niet alleen afkomstig zijn van ‘gesloopte’ sterrenstelsels, maar ook van bolvormige sterrenhopen. Een cruciaal ingrediënt voor het slagen van S5 zijn de waarnemingen van de Europese Gaia-satelliet. Gaia voorziet astronomen van nauwkeurige metingen van de posities en bewegingen van sterren. Deze metingen zijn essentieel voor het opsporen van de leden van de afzonderlijke sterrenstromen. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. Een voorpublicatie van de geaccepteerde versie is hier te vinden.
Meer informatie:
→ Twelve for dinner: The Milky Way’s feeding habits shine a light on dark matter
Nieuw onderzoek, op 10 januari gepubliceerd in Nature Physics, wijst erop dat de cyclonen rond de noordpool van de planeet Jupiter zich op vergelijkbare wijze gedragen als de oceanen op aarde. Hoofdauteur van het onderzoek is fysisch oceanograaf en postdoc Lia Siegelman van het Scripps Institution of Oceanography van de Universiteit van Californië te San Diego (VS). Siegelman liet zich inspireren door de vele opnamen die NASA-ruimtesonde Juno sinds 2016 van Jupiter maakt. Ze merkte op dat de ongeveer duizend kilometer grote cyclonen rond de polen van Jupiter overeenkomsten vertonen met de wervelingen in de oceanen die zij tijdens haar studie had onderzocht. Met behulp van een hele reeks van deze beelden en de beginselen van de stromingsleer hebben Siegelman en haar collega’s bewijs geleverd voor de oude hypothese dat deze cyclonen worden aangedreven door het opstijgen van warme, vochtige luchtbellen. Juno is de eerste ruimtesonde die opnamen maakt van de poolstreken van Jupiter; eerdere sondes draaiden rond de evenaar van de planeet, waar onder meer de beroemde Grote Rode Vlek te vinden is. Juno is uitgerust met twee camerasystemen: één voor opnamen in zichtbaar licht en één voor opnamen in het infrarood. Siegelman en haar collega’s hebben met name gekeken naar de cluster van cyclonen rond de noordpool van Jupiter. Aan de hand van de Juno-opnamen konden ze de windsnelheden en -richtingen ter plaatse berekenen door de verplaatsing van de wolken van opname tot opname te volgen. Vervolgens interpreteerde het team de infraroodbeelden in termen van wolkendikte. Warme gebieden komen overeen met dunne wolken, waar het mogelijk is om dieper in de atmosfeer van Jupiter te kijken. Koude gebieden staan voor dikke wolken die de atmosfeer van Jupiter afdekken. Deze bevindingen gaven de onderzoekers aanwijzingen over de energie van het systeem. Omdat de wolken in de Jupiteratmosfeer ontstaan wanneer warmere lucht van geringere dichtheid opstijgt, ontdekten de wetenschappers dat de snel opstijgende lucht binnen de wolken fungeert als de ‘motor’ die grootschaligere structuren, zoals de polaire cyclonen, van energie voorziet. Hoe deze cyclonen precies zijn ontstaan hoe lang ze al rond de polen cirkelen, is overigens nog onduidelijk. (EE)
Meer informatie:
→ Ocean Physics Explain Cyclones on Jupiter
Een internationaal team, bestaande uit onderzoekers van de universiteiten van Bern en Genève en het National Centre of Competence in Research (NCCR) PlanetS, is er voor het eerst in geslaagd de vervorming van een exoplaneet te detecteren. Ten gevolge van sterke getijdenkrachten lijkt de planeet WASP-103b meer op een rugbybal dan op een bol (Astronomy & Astrophysics, 11 januari). WASP-103b bevindt zich in het sterrenbeeld Hercules, is bijna twee keer zo groot als Jupiter, heeft anderhalf keer zoveel massa en staat ongeveer vijftig keer dichter bij zijn ster dan de aarde bij de zon. Door die kleine afstand moet de planeet extreem sterke getijdenkrachten ondervinden, maar tot nu was onduidelijk in welke mate dat gevolgen heeft voor zijn vorm. Met behulp van de Europese ruimtetelescoop CHEOPS, die speciaal is ontwikkeld om de afmetingen van reeds bekende exoplaneten te meten, is het nu gelukt om de vorm van WASP-103b te bepalen. Daarbij hebben de astronomen gebruik gemaakt van het feit dat de planeet het licht van zijn moederster telkens een beetje dimt wanneer hij ervoor langs trekt. Door een reeks van deze planeetovergangen of ‘transits’ te observeren, konden zij vaststellen dat de exoplaneet – zoals verwacht – een uitgerekte vorm heeft. Uit de onderzoeksgegevens kunnen niet alleen conclusies worden getrokken over de vorm van WASP-103b, maar ook over zijn inwendige. Het is de astronomen namelijk tevens gelukt om uit de door de planeet veroorzaakte helderheidsdips een parameter af te leiden die het ‘Love-getal’ wordt genoemd (naar de Britse wiskundige Augustus E.H. Love). Dit getal geeft aan hoe gevoelig een planeet is voor vervormingen onder invloed van getijdenkrachten. Daarbij geldt dat een rotsachtig hemellichaam veel minder wordt vervormd dan een object dat grotendeels uit gas of water bestaat. Gebleken is dat het Love-getal van WASP-103b op dat van Jupiter lijkt – de grootste gasplaneet van ons zonnestelsel. Dit suggereert dat de inwendige structuur van de exoplaneet vergelijkbaar is met die van Jupiter, ook al is hij tweemaal zo groot. (EE)
Meer informatie:
→ CHEOPS reveals a rugby ball-shaped exoplanet
Astronomen hebben, met behulp van NASA’s röntgensatelliet Chandra, een zwart gat van ongeveer 200.000 zonsmassa’s ontdekt in het 110 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel Markarian 462. Dit stelsel bevat slechts enkele honderden miljoenen sterren en wordt daarom tot de dwergstelsels gerekend. Tot nog toe zijn in slechts enkele van deze kleine sterrenstelsels superzware gaten aangetroffen. In grotere sterrenstelsels kunnen astronomen vaak zwarte gaten opsporen door te kijken naar de snelle bewegingen van sterren in de centra van deze stelsels. Dwergsterrenstelsels zijn echter te klein en te zwak om deze sterbewegingen te kunnen waarnemen. Een alternatieve opsporingstactiek is het zoeken naar miljoenen graden heet gas dat röntgenstraling uitzendt terwijl het in de richting van een (verder onwaarneembaar) zwart gat valt. Bij hun onderzoek hebben de astronomen Chandra gebruikt om acht dwergstelsels te bekijken waarbij eerder al indicaties voor de aanwezigheid van groeiende zwarte gaten waren ontdekt met behulp van de optische telescoop van de Sloan Digital Sky Survey. Van deze acht vertoonde alleen Mrk 462 de gezochte röntgensignatuur. De verzamelde gegevens wijzen erop dat het zwarte gat van het dwergstelsel verscholen zit in grote hoeveelheden gas. Omdat zulke verborgen zwarte gaten nog moeilijker te detecteren zijn dan onverhulde zwarte gaten, zou de nieuwe ontdekking kunnen betekenen dat zich in andere dwergstelsels vergelijkbare zwarte gaten bevinden. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat toen het heelal nog geen miljard jaar oud was sommige zwarte gaten al waren uitgegroeid tot objecten van een miljard zonsmassa’s. Astronomen vermoeden dat deze kolossale objecten zijn voortgekomen uit ineenstortende sterren van ‘slechts’100 zonsmassa’s. Theoretische modellen kunnen de snelle gewichtstoename van deze zwarte gaten echter niet gemakkelijk verklaren. Een alternatieve verklaring is dat het jonge heelal bezaaid was met zwarte gaten van tienduizenden zonsmassa’s, die waren ontstaan door het ineenstorten van reusachtige wolken van gas en stof. Als zou blijken dat veel dwergstelsels een superzwaar zwart gat in hun centrum hebben, pleit dat voor het idee dat de kleine zwarte gaten van de eerste generatie van sterren verbazingwekkend snel zijn gegroeid. Maar als weinig dwergstelsels van een superzwaar zwart gat zijn voorzien, is het alternatieve scenario waarschijnlijker. (EE)
Meer informatie:
→ ‘Mini’ Monster Black Hole Could Hold Clues to Giant’s Growth
De hoofdspiegel van de Webb-ruimtetelescoop is in de loop van zaterdag 8 januari volledig uitgeklapt en gezekerd. Dat heeft het Amerikaanse ruimteagentschap NASA bekendgemaakt. Helemaal bedrijfsklaar is de nieuwe ruimtetelescoop overigens nog niet. Na afkoeling zullen de 18 zeshoekige segmenten waaruit de spiegel bestaat met behulp van elektromotortjes, zorgvuldig worden uitgelijnd, zodat ze als één grote spiegel kunnen fungeren. Bij dit proces wordt een heldere ster als doelwit gebruikt. Vervolgens worden alle onderdelen van Webb gekoeld tot 266 graden onder nul en uitvoerig getest. Als alles goed gaat, zal de ruimtetelescoop dan over een maand of vijf zijn eerste opnamen kunnen maken. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Telescope Reaches Major Milestone as Mirror Unfolds
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Nicole Schanche van de Universiteit van Bern (Zwitserland), heeft een exoplaneet ontdekt die in een sterk excentrische baan om een 188 lichtjaar verre rode dwergster draait (Astronomy & Astrophysics, 7 januari). Planeet TOI-2257 b werd voor het eerst opgemerkt in data van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). De gaten tussen de verschillende detecties van de planeet waren echter dermate groot, dat lang onduidelijk bleef wat zijn omlooptijd is. Dankzij waarnemingen met de Las Cumbres Observatory Global Telescope – een wereldwijd netwerk van telescopen – is nu vast komen te staan dat elke omloop van TOI-2257 b om zijn ster iets meer dan 35 dagen duurt. Uit deze korte omlooptijd volgt dat de gemiddelde afstand van de planeet tot zijn ster slechts ongeveer 20 miljoen kilometer bedraagt – minder dan de helft van de afstand tussen de zon en Mercurius, de hete binnenste planeet van ons zonnestelsel. Maar omdat een rode dwergster veel minder licht en warmte uitstraalt dan onze zon, zou de temperatuur op TOI-2257 b toch gematigd genoeg kunnen zijn voor de aanwezigheid van vloeibaar oppervlaktewater. Heel waarschijnlijk is dat echter niet. De omloopbaan van TOI-2257 b is namelijk niet cirkelvormig, maar zeer elliptisch. Hierdoor vertoont zijn temperatuur sterke variaties: in het verste punt van zijn baan daalt het kwik tot -80°C en in het meest nabije punt stijgt de temperatuur tot ongeveer 100°C. Daarbij komt nog dat de planeet ruim tweemaal zo groot is als de aarde en waarschijnlijk is gehuld in een dichte atmosfeer. ‘Leefbaar’ kun je deze ‘sub-Neptunus’ (een relatief kleine planeet met een Neptunus-achtige atmosfeer) dus bepaald niet noemen. Van alle exoplaneten die tot nu toe bij rode dwergsterren zijn ontdekt heeft TOI-2257 b de meest langgerekte omloopbaan. Volgens Schanche en haar team kan dit erop wijzen dat zich op grotere afstand van de ster nog een zwaardere planeet bevindt die de baan van TOI-2257 b verstoort. Vervolgwaarnemingen zullen daar mogelijk duidelijkheid over kunnen geven. (EE)
Meer informatie:
→ Eccentric exoplanet discovered
Voor het eerst hebben astronomen het dramatische einde van het leven van een rode superreus ‘live’ kunnen volgen. Ze hebben de laatste stuiptrekkingen van de zware ster waargenomen met de Pan-STARRS-telescoop op Haleakalā, Maui, en de Keck-sterrenwacht op Maunakea, Hawaï (The Astrophysical Journal, 6 januari). De gebeurtenis werd geregistreerd in het kader van het Young Supernova Experiment (YSE). Tijdens deze survey was een team van onderzoekers getuige van de laatste 130 levensdagen van de rode superreus, die uiteindelijk resulteerden in een catastrofale explosie: een supernova van type II. In dee zomer van 2020 merkte Pan-STARRS als eerste op dat de ster opmerkelijk veel licht uitstraalde. De eigenlijke supernova-explosie, die de aanduiding SN 2020tlf kreeg, volgde een paar maanden later. De krachtige lichtflits werd snel geregistreerd met een spectrometer van de Keck-sterrenwacht. De verzamelde gegevens lieten onmiddellijk zien dat de ster niet lang voor zijn explosie aanzienlijke hoeveelheden gas heeft uitgestoten. Het team is supernova 2020tlf ook na de explosie blijven volgen. Op basis van gegevens die met twee andere instrumenten van de Keck-sterrenwacht zijn verzameld, stelden de astronomen vast dat de ontploffende rode superreus, die deel uitmaakte van het 120 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 5731, ongeveer tien keer zoveel massa moet hebben gehad als onze zon. De nieuwe bevindingen staan op gespannen voet met eerdere ideeën over hoe rode superreuzen evolueren vlak voordat ze zichzelf opblazen. Tot nu toe waren alle rode superreuzen die voorafgaand aan hun explosie werden waargenomen relatief rustig: ze vertoonden geen tekenen van hevige uitbarstingen of heldere straling, zoals de voorloper van supernova 2020tlf die liet zien. De helderheidsuitbarsting van de rode superreus wijst erop dat sterren van dit type tijdens hun laatste levensjaar aanzienlijke inwendige veranderingen kunnen ondergaan, die ervoor zorgen dat de ster grote hoeveelheden gas de ruimte in blaast voordat hij ineenstort en ten slotte explodeert. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Witness A Dying Star Reach Its Explosive End
Op 5 januari is de ruim zeven meter lange driepootconstructie van de 74 centimeter grote vangspiegel van de Webb-ruimtetelescoop uitgevouwen. De vangspiegel bevindt zich nu in de juiste positie om straks het door de 6,5 meter grote hoofdspiegel van de ruimtetelescoop verzamelde licht op te vangen en in de richting van de meetinstrumenten te weerkaatsen. De volgende cruciale stap die Webb te wachten staat, is het openklappen van het koelsysteem aan de achterzijde van de (nu nog opgevouwen) hoofdspiegel. Deze radiator moet ervoor zorgen dat de instrumenten en spiegels van de ruimtetelescoop op hun gewenste lage temperatuur blijven. (EE)
Meer informatie:
→ Secondary Mirror Deployment Confirmed
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Else Starkenburg van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft de overblijfselen ontdekt van een sterrenhoop met sterren die uitzonderlijk weinig zware elementen bevatten. Het is voor het eerst dat een sterrenhoop met zo’n laag metaalgehalte is ontdekt. Volgens sommige theorieën zouden zulke sterrenhopen helemaal niet kunnen zijn gevormd, volgens andere zouden ze allemaal al verdwenen moeten zijn (Nature, 6 januari). Opeenvolgende generaties sterren verrijken hun omgeving met zware elementen (in de sterrenkunde ook wel ‘metalen’ genoemd). De nu ontdekte sterrenhoop is waarschijnlijk in het zeer vroege heelal gevormd uit sterren van een heel oude generatie. De sterrenhoop is daarmee een opmerkelijk reliek uit de tijd dat de allereerste sterstructuren zich hebben gevormd. Om die vroegste structuren in het heelal te bestuderen, kunnen astronomen naar de verste sterrenstelsels kijken. Maar sterrenkundigen kijken ook naar de oudste structuren in de buitenste delen van onze eigen Melkweg, die daar vanuit kleinere sterrenstelsels zijn terechtgekomen. Ook de nieuw ontdekte sterrenhoop is op die manier binnengekomen, maar heeft zijn sterren langzaam verloren tijdens zijn reis door de Melkweg, waardoor alleen een sterrenstroom aan de hemel is achtergebleven. Het onderzoeksteam heeft onder meer gebruik gemaakt van de ongekend gedetailleerde kaart van de posities en bewegingen van sterren, die is gebaseerd op data van de Europese Gaia-satelliet. Met behulp van een nieuw algoritme om groepen sterren op te sporen die gezamenlijk door de Melkweg bewegen, hebben de astronomen een nieuwe kandidaat-sterrenstroom ontdekt, die de aanduiding ‘C-19’ heeft gekregen. Aanvullende informatie kwam vanuit de Pristine-survey, geïnitieerd door Starkenburg en uitgevoerd met de Canada-France-Hawaii-telescoop op Hawaï. Pristine brengt de hemel in kaart om systematisch de relatieve hoeveelheid zware elementen in miljoenen sterren te meten. De combinatie van deze twee onderzoeken bracht het verrassende nieuws dat C-19 uitsluitend sterren bevat met een extreem lage fractie zware elementen. Vervolgwaarnemingen met de Gemini-North-telescoop op Hawaï en de Gran Telescopio Canarias op La Palma onthulden een nog gedetailleerder beeld van de zware elementen in deze sterren. Ze bevestigden de classificatie van de (uit elkaar getrokken) sterrenhoop, en leverden de bevestiging op dat fractie aan zware elementen in zijn sterren uitzonderlijk laag is: slechts 0,04% van het metaalgehalte van onze zon – veel minder dan alle andere groepen sterren in het heelal.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
