Gegevens van NASA-ruimtesonde MESSENGER doen vermoeden dat zich onder de korst van Mercurius, de kleine binnenste planeet van ons zonnestelsel, een ruim zestien kilometer dikke mantel van diamant bevindt (Space.com, 24 juli). Een van de bijzondere eigenschappen van de planeet Mercurius zijn de sporen van grafiet (een vorm van koolstof) die op zijn oppervlak zijn aangetroffen. Het bestaan van deze donkere vlekken, zou volgens wetenschappers erop wijzen dat de kleine planeet in vroeger tijden een ondergrondse koolstofrijke magma-oceaan heeft gehad, die geleidelijk is komen bovendrijven. Hetzelfde proces zou tevens hebben geleid tot de vorming van een koolstofrijke mantel onder het oppervlak. Het internationale onderzoeksteam achter deze bevindingen denkt nu dat deze mantel niet uit grafeen bestaat, zoals tot nu toe werd aangenomen, maar uit een andere, veel kostbaardere vorm van koolstof: diamant. ‘We hebben berekend dat, gezien een nieuwe schatting van de druk op de grens van mantel en kern, en wetende dat Mercurius een koolstofrijke planeet is, het koolstofhoudende mineraal dat zich op het grensvlak zou vormen diamant is, in plaats van grafiet,’ aldus Olivier Namur, hoofddocent aan de KU Leuven (België). MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) – gelanceerd in augustus 2004 – was de eerste ruimtesonde die in een baan om Mercurius werd gebracht. De missie, die in 2015 afliep, bracht Mercurius bijna geheel in kaart, ontdekte bevroren water rond diens polen en verzamelde gegevens over de geologie en de magnetische velden van de kleine planeet. Vanaf 2025 zal zijn werk worden voortgezet door de Europees/Japanse ruimtemissie BepiColombo. (EE)
Meer informatie:
→ Mercury has a layer of diamond 10 miles thick, NASA spacecraft finds
Polaris, de ster die het ware noorden aangeeft, is vijftig procent zwaarder dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit onderzoek door een team onder aanvoering van Nancy Remage Evans van de Universiteit van Toronto (Canada). De herziene massabepaling is gebaseerd op een nieuwe berekening van de baanbeweging van een veel zwakkere ster – Polaris Ab – die om de noordelijke Poolster heen draait (ScienceNews, 25 juli). Massa is van grote invloed van de levensloop van een ster. Hoe meer massa een ster heeft, des te sneller verbruikt hij zijn brandstof en sterft hij. Op basis van een eerdere schatting werd de leeftijd van Polaris geschat op 3,45 zonsmassa’s, en daaruit werd afgeleid dat hij ongeveer 100 miljoen jaar oud is. De nieuwe massabepaling, die uitkomt op iets meer dan vijf zonsmassa’s, betekent dat de ster korter geleden is gevormd, maar hoe oud hij precies is, is nog onduidelijk. De begeleider van Polaris is zo zwak dat hij pas in 2005 door Nancy Evans en haar collega’s werd ontdekt met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop. Toen hij tien jaar later het dichtst bij de Poolster kwam, begonnen Evans en anderen hem te volgen met de CHARA-array, een optische interferometer bestaande uit zes 1-meter telescopen, op Mount Wilson in Californië (VS). Omdat de begeleidende ster er bijna dertig jaar over doet om eenmaal om Polaris te draaien, is inmiddels het grootste deel van van zijn omloopbaan waargenomen, wat de betrouwbaarheid van de nieuwe massaschatting vergroot. Met een afstand van 447 lichtjaar is Polaris het meest nabije voorbeeld van een klasse van sterren die Cepheïden worden genoemd. Cepheïden zijn groot en helder en naderen het einde van hun bestaan. Tijdens deze levensfase vertonen ze regelmatige helderheidsveranderingen, die kunnen worden gebruikt om hun afstanden te bepalen. (EE)
Meer informatie:
→ The North Star is much heavier than previously thought
Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van de Maria Edvige Ravasio (Radboud Universiteit), heeft voor het eerst een emissielijn ontdekt in het spectrum van een gammaflits. Gammaflitsen zijn al meer dan vijftig jaar bekend, maar over hun ontstaan is nog veel onduidelijk. Dankzij de emissielijn krijgen sterrenkundigen weer wat meer begrip (Science, 25 juli). Een gammaflits, of gamma-ray burst (GRB), is een heftige uitbarsting van hoogenergetische gammastraling die hooguit enkele minuten duurt. Gammaflitsen korter dan twee seconden ontstaan waarschijnlijk als twee neutronensterren of een neutronenster en een zwart gat samensmelten tot een zwart gat. Lange gammaflitsen komen mogelijk door de ineenstorting van een zware ster tot een zwart gat. Uit het ontstane zwarte gat spuiten jets omhoog en omlaag. Als zo’n jet toevallig precies richting aarde wijst, kunnen ruimtetelescopen die opvangen. De eerste, en tot nu toe enige, emissielijn bij een gammaflits werd ontdekt in GRB 221009A. Dat is een zeven minuten durende gammaflits die op 9 oktober 2022 onder andere werd waargenomen door de Fermi-ruimtetelescoop. De flits is de helderste ooit en kreeg als bijnaam 'the BOAT' (Brightest Of All Time). Een paar minuten na de uitbarsting zagen astronomen een ongebruikelijke energiepiek van maar liefst 12 megaelektronvolt. ‘Ik kreeg kippenvel toen ik de emissielijn voor het eerst zag,’ zegt onderzoeksleider Maria Edvige Ravasio. Zij werkt als postdoc op de Radboud Universiteit in Nijmegen en is verbonden aan het Brera-observatorium van INAF, het Italiaanse instituut voor astrofysica. Een emissielijn kan ontstaan als materie een interactie aangaat met licht. De energie wordt dan op een specifieke manier uitgezonden. Sterrenkundigen kunnen met emissielijnen bijvoorbeeld zien welke chemische elementen in de oorspronkelijke materie aanwezig waren of dat er vernietiging van materie en antimaterie plaatsvond. Er waren bij andere gammaflitsen al wel eerder aanwijzingen voor emissielijnen gezien, maar dat konden statistische schommelingen zijn. ‘Bij BOAT is dat anders,’ aldus coauteur Om Sharan Salafia van het Brera-observatorium. ‘We hebben uitgerekend dat de kans op een statistische schommeling hier kleiner is dan één op een half miljard.’ De onderzoekers komen met drie mogelijke verklaringen voor de emissielijn. ‘Het meest aannemelijk is dat paren van elektronen en positronen elkaar vernietigen in de jet. Dan produceren ze 0,511 megaelektronvolt aan energie,’ legt coauteur Gor Oganesyan van het Gran Sasso Science Institute in Italië uit. ‘Als de energie van die vernietigde deeltjes vervolgens naar ons toe beweegt met 99,9 procent van de lichtsnelheid, dan zien wij dit als een piek van 12 megaelektronvolt.’ Nader onderzoek en meer ontdekkingen van emissielijnen zullen moeten uitwijzen wat er precies is gebeurd.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Met behulp van de MIRI-camera van de Webb-ruimtetelescoop is het astronomen gelukt om opnamen te maken van exoplaneet Epsilon Indi Ab. Het bestaan van deze super-Jupiter – een gasplaneet die meer massa heeft dan ‘onze’ planeet Jupiter – was al een tijdje bekend, maar bij eerdere onderzoeken waren zijn massa en de omvang van zijn omloopbaan onderschat. De planeet is veel kouder dan de overige gasplaneten die tot nu toe met Webb zijn gefotografeerd. Hij draait om de zwaarste van de drie kleine sterren die als Epsilon Indi door het leven gaan. De beide andere zijn zogeheten bruine dwergen. Het gezelschap is slechts ongeveer twaalf lichtjaar van de aarde verwijderd. De nieuwe Webb-gegevens wijzen erop dat Epsilon Indi Ab in een langgerekte baan om Epsilon Indi beweegt, waarvan het verste punt ergens tussen de drie en zes miljard kilometer van zijn moederster ligt. Dat is aanzienlijk verder weg dan eerdere onderzoeken aangaven. De recente waarnemingen maken het mogelijk om nog veel meer koude gasreuzen op te sporen, en deze te vergelijken met de gasreuzen in ons eigen zonnestelsel. Vanwege hun lage temperaturen zijn zulke planeten echter moeilijk te vinden. Dat het met de MIRI-camera is gelukt heeft ermee te maken dat deze is uitgerust van een coronagraaf: een masker dat het licht van de centrale ster afschermt. Hierdoor is Epsilon Indi Ab op de nu gepubliceerde foto goed herkenbaar als een heldere stip. De astronomen hebben ook geprobeerd om, op basis van de beschikbare opnamen van de planeet – twee van Webb en een van de Europese Very Large Telescope, iets te weten te komen over diens atmosfeer. Eps Ind Ab blijkt op kortere golflengten minder helder te zijn. Dit kan erop wijzen dat zijn atmosfeer aanzienlijke hoeveelheden zware elementen bevat, met name koolstof, het basisingrediënt van moleculen zoals koolstofdioxide en koolstofmonoxide. Maar het is ook mogelijk dat de planeet een wolkenrijke atmosfeer heeft. (EE)
Meer informatie:
→ Webb images nearest super-Jupiter, opening a new window to exoplanet research
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Florian Peißker van de Universiteit van Keulen (Duitsland) heeft een middelzwaar zwart gat ontdekt in een sterrenhoop nabij Sagittarius A* – het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel ophoudt. De ontdekking volgt kort op die van een middelzwaar zwart gat in de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri, bijna twee weken geleden (The Astrophysical Journal, 18 juli). Middelzware zwarte gaten hebben honderd tot honderdduizend keer zoveel massa als onze zon: aanzienlijk meer dan een stellair zwart gat, maar veel minder dan het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Tot dusver zijn slechts een stuk of tien mogelijke middelzware zwarte gaten ontdekt, maar de meeste daarvan wachten nog op bevestiging. Het nu ontdekte exemplaar maakt deel uit van de sterrenhoop IRS13, die zich op slechts ééntiende lichtjaar van Sagittarius A* bevindt. Peißker en collega’s merkten op dat de sterren in IRS 13 in een onverwacht ordelijk patroon bewegen, terwijl ze eigenlijk hadden verwacht dat de sterren willekeurig gerangschikt zouden zijn. Uit dit regelmatige patroon kunnen twee conclusies worden getrokken. Aan de ene kant lijkt IRS 13 onder invloed te staan van Sagittarius A*, wat resulteert in de geordende beweging van de sterren. Aan de andere kant moet er ‘iets’ in de sterrenhoop zitten dat de waargenomen compacte vorm ervan in stand houdt. Waarnemingen met de Europese Very Large Telescope en de ALMA-array in Chili en de Amerikaanse röntgen-ruimtetelescoop Chandra suggereren nu dat het compacte karakter van de sterrenhoop kan worden toegeschreven aan een middelzwaar zwart gat. Dit wordt gesteund door de ontdekking van karakteristieke röntgenstraling en geïoniseerd gas dat met een snelheid van enkele honderden kilometers per seconde om de vermoedelijke locatie van het zwarte gat cirkelt. Een andere aanwijzing is de dichtheid van de sterrenhoop, die ongewoon veel hoger is dan die van andere sterrenhopen in ons Melkwegstelsel. ‘IRS 13 lijkt een essentiële bouwsteen te zijn voor de groei van het zwarte gat Sagittarius A*’, aldus Peißker. Geplande waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop en de nog in aanbouw zijn de Extremely Large Telescope zullen mogelijk uitsluitsel kunnen geven over wat zich in de sterrenhoop afspeelt. (EE)
Meer informatie:
→ Another intermediate-mass black hole discovered at the centre of our galaxy
De in december 2013 gelanceerde Europese ruimtetelescoop Gaia is bezig om, met grote precisie, de posities en bewegingen van meer dan een miljard sterren in ons Melkwegstelsel te meten. Maar de afgelopen maanden zijn deze metingen enkele malen ruw verstoord. In april sloeg een piepklein deeltje, kleiner dan een zandkorrel, met hoge snelheid in op Gaia. De aarde wordt voortdurend bestookt met zulke zogeheten micrometeoroïden, maar die verbranden in de atmosfeer. Omdat Gaia zich op anderhalf miljoen kilometer van onze planeet bevindt – ver buiten de beschermende aardatmosfeer dus – wordt zij vaak door micrometeoroïden getroffen. Doorgaans is de ruimtetelescoop daar goed tegen bestand, maar in dit geval sloeg het deeltje met hoge snelheid onder precies de verkeerde hoek in, en raakte het beschermende schild van Gaia beschadigd. Daarbij ontstond een gaatje waar zonlicht doorheen ‘piept’, wat haar zeer gevoelige sensoren van de wijs bracht. Terwijl Gaia-technici bezig waren om dit probleem te omzeilen, ontstond er alweer een volgend probleem: één van de ruim honderd ccd-sensoren van de ruimtetelescoop, die licht omzetten in elektrische signalen, begaf het. En dat was uitgerekend een sensor die cruciaal is voor de detectie van sterren. As gevolg daarvan begon Gaia duizenden valse detecties te registreren. Het vermoeden bestaat dat deze storing werd veroorzaakt door de grote uitbarsting van de zon, afgelopen voorjaar. Experts van het Europese ruimteagentschap en de fabrikant van de ruimtetelescoop, Airbus Defence and Space, hebben de afgelopen maanden nauw samengewerkt om de ontstane problemen op te lossen. Uiteraard kunnen bij een ruimtetelescoop op anderhalf miljoen kilometer geen onderdelen worden vervangen, maar in dit geval konden de ergste problemen – het strooilicht en de valse detecties – worden omzeild met behulp van software-aanpassingen. Sterker nog: de technici hebben van de gelegenheid gebruik gemaakt om de optiek van de twee telescopen waaruit Gaia bestaat nog eens goed scherp te stellen. (EE)
Meer informatie:
→ Double trouble: Gaia hit by micrometeoroid and solar storm
Komeet Tsuchinshan-ATLAS lijkt nog intact te zijn. Een week geleden suggereerde komeetonderzoeker Zdenek Sekanina dat de komeet aan het fragmenteren was, maar nieuwe gegevens bieden hoop dat het ijzige object dit najaar alsnog een heldere verschijning kan worden. Met behulp van de TRAPPIST-telescopen in Chili hebben astronomen gemeten hoeveel waterdamp de kern van de komeet uitstoot. Ze kwamen uit op tweemaal 10 tot de macht 28 moleculen per seconde. Volgens Qicheng Zhang van de Lowell-sterrenwacht (Arizona, VS) is dat een hoeveelheid die past bij een actieve komeetkern met een middellijn van twee kilometer. ‘Een komeet van deze omvang zou op de huidige afstand tot de zon (1,6 astronomische eenheid) niet uit elkaar mogen vallen,’ aldus Zhang. En daar lijkt het ook niet op: Tsuchinshan-ATLAS vertoont de karakteristieke ‘windzakvorm’ van een komeet die naar de zon toe valt. De afgelopen weken maakten astronomen zich een beetje zorgen over helderheid van de komeet, die niet – zoals gebruikelijk is voor een naderende komeet – toenam, maar juist terugliep. ‘Inmiddels wordt hij echter vrij snel helderder, zonder dat er aanwijzingen zijn voor fragmentatie,’ aldus Nick James, leider van de kometensectie van de British Astronomical Association. Dat is goed nieuws voor hemelwaarnemers. Als Tsuchinshan-ATLAS nog een paar maanden intact weet te blijven, kan hij een fraaie show opvoeren. James verwacht dat de komeet de komende maand vrij snel helderder zal worden. Jammer genoeg is hij dan alleen waarneembaar vanaf het zuidelijk halfrond. Waarnemers op het noordelijk halfrond moeten geduld hebben tot oktober. (EE)
Meer informatie:
→ Incoming 'Daylight Comet' Might Not Fall Apart (Spaceweather.com)
NASA-wetenschappers stonden versteld toen op 30 mei een steen waar Marsverkenner Curiosity overheen reed openbrak en er iets tevoorschijn kwam dat nog nooit eerder op Mars was gezien: gele zwavelkristallen. Sinds oktober 2023 verkent Curiosity een gebied dat rijk is aan sulfaten – zouten die zwavel bevatten en zich vormen bij de verdamping van water. Maar waar in het verleden zwavelhoudende mineralen werden ontdekt – mengsels van zwavel en andere stoffen – bestaat de steen die Curiosity onlangs heeft gekraakt uit pure zwavel. Onduidelijk is nog wat het eventuele verband is tussen deze zwavel en andere zwavelhoudende mineralen in het gebied. Zwavel wordt vaak geassocieerd met de geur van rotte eieren (het resultaat van waterstofsulfidegas), maar pure zwavel is geurloos. Het vormt zich slechts onder bepaalde omstandigheden, die in de omgeving waar Curiosity nu rondrijdt niet werden verwacht. En het gaat om forse hoeveelheden: een heel veld van felgele stenen die lijken op de steen die de Marsverkenner heeft geplet. ‘Het vinden van een veld met stenen van pure zwavel, is als het vinden van een oase in de woestijn,’ aldus Ashwin Vasavada, projectwetenschapper van Curiosity. ‘Het zou er niet mogen zijn, dus nu moeten we het verklaren.’ De nieuwe ontdekking is een van de vele die Curiosity heeft gedaan tijdens zijn verkenning van Gediz Vallis – een geul die omlaag kronkelt langs de flank van de vijf kilometer hoge Mount Sharp, die de Marsverkenner sinds 2014 aan het beklimmen is. Gediz Vallis is een van de belangrijkste redenen waarom het onderzoeksteam dit deel van Mars wilde bezoeken. Wetenschappers vermoeden dat de geul is uitgesleten door stromen van vloeibaar water en puin die een kam van keien en sedimenten hebben achtergelaten. Het doel is om beter te begrijpen welke veranderingen dit landschap miljarden jaren geleden heeft ondergaan. Sinds Curiosity eerder dit jaar bij de geul aankwam, hebben wetenschappers onderzocht of de grote hopen puin op de bodem van de geul verrijzen door oude overstromingen zijn gevormd of door aardverschuivingen zijn. De informatie die de Marsverkenner recent heeft verzameld wijst erop dat beide een rol hebben gespeeld: sommige puinbergen zijn waarschijnlijk afgezet door snel stromend water, terwijl andere het resultaat lijken te zijn van lokale aardverschuivingen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Curiosity Rover Discovers a Surprise in a Martian Rock
De eerste tekenen van de volgende 11-jarige cyclus van de zon zijn al waargenomen in geluidsgolven binnenin onze ster, terwijl de huidige cyclus nog maar op de helft is. De huidige zonnecyclus – cyclus 25 genoemd omdat dit de 25ste cyclus is sinds 1755, toen met het systematisch vastleggen van de zonneactiviteit werd begonnen – ging in 2019 van start en is nu op zijn hoogtepunt, waarschijnlijk tot medio 2025. Hij bepaalt de activiteit op het zonsoppervlak, die tot uiting komt in zonnevlekken, zonnevlammen en coronale massa-ejecties. Op hun beurt kunnen deze uitbarstingen weer poollicht-activiteit op aarde veroorzaken. Het einde van cyclus 25 wordt dus pas over zes jaar verwacht, maar onderzoekers van de Universiteit van Birmingham, die hun resultaten vandaag presenteren tijdens de nationale bijeenkomst van Britse astronomen in Hull (VK), hebben al de eerste voortekenen gezien van de volgende zonnecyclus. Astronomen gebruiken geluidsgolven in het inwendige van de zon, om te meten hoe deze roteert. Daarbij wordt een patroon van iets sneller of trager roterende gordels zichtbaar, die in de loop van de activiteitscyclus naar de evenaar en de polen van de zon bewegen. En de sneller draaiende gordels verschijnen doorgaans al vóórdat de volgende zonnecyclus officieel van start gaat. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van astronoom Rachel Howe van de Universiteit van Birmingham, die gespecialiseerd is in helioseismologie, heeft in recente data nu zwakke aanwijzingen gevonden voor de start van cyclus 26, die officieel pas rond 2030 zal plaatsvinden. Elf jaar geleden werden overigens vergelijkbare voortekenen gezien van cyclus 25. (EE)
Meer informatie:
→ The Sun is already starting its next solar cycle
Met behulp van de 3,5-meter WIYN-telescoop op Kitt Peak (Arizona, VS) hebben astronomen ontdekt dat de exoplaneet met de aanduiding TIC 241249530 b niet alleen een van de meest langgerekte omloopbanen van alle bekende exoplaneten heeft, maar ook achterwaarts om zijn ster draait (Nature, 17 juli). De afgelopen dertig jaar hebben astronomen meer dan 5600 exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – ontdekt. Drie- tot vijfhonderd daarvan behoren tot de merkwaardige categorie van de hete Jupiters: grote, Jupiter-achtige planeten die op kleine afstand om hun ster draaien, soms zelfs zo dichtbij als Mercurius bij onze zon. Hoe de hete Jupiters in zulke krappe omloopbanen terecht zijn gekomen, is onduidelijk, maar astronomen vermoeden dat ze in banen ver van hun ster zijn begonnen en mettertijd dichter naar deze toe zijn gemigreerd. De langgerekte omloopbaan van TIC 241249530 b versterkt dit vermoeden. TIC 241249530 b werd in januari 2020 door NASA-satelliet TESS ontdekt doordat hij met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs schoof en deze daarbij gedeeltelijk ‘verduisterde’. Uit de grootte van de helderheidsdips kon worden afgeleid dat het om een forse planeet moest gaan. Met behulp van de geavanceerde spectrograaf van de WIYN-telescoop hebben de astronomen nu vastgesteld dat TIC 241249530 ongeveer vijf keer zoveel massa heeft als Jupiter. Verder is gebleken dat de baan die de planeet doorloopt extreem excentrisch oftewel langgerekt is. Als deze planeet deel zou uitmaken van ons zonnestelsel, zou hij bij zijn dichtste nadering tien keer dichter bij de zon komen dan Mercurius, terwijl het verste punt van zijn baan ongeveer op de afstand van de aarde zou liggen. Als gevolg daarvan zou zijn temperatuur variëren van de hitte van een smeltoven tot een aangename zomerdag. En alsof die langgerekte baan al niet bijzonder genoeg was, ontdekten de astronomen ook nog dat de planeet achterwaarts draait, dat wil zeggen: in een richting tegengesteld aan de rotatie van zijn moederster. De unieke baaneigenschappen van de exoplaneet geven een indicatie van zijn toekomst. Verwacht wordt dat door de zeer dichte dichte naderingen tot zijn moederster zijn huidige langgerekte omloopbaan geleidelijk steeds cirkelvormiger zal worden – precies zoals dit bij veel hete Jupiters is gebeurd. TIC 241249530 b is pas de tweede exoplaneet waarbij het vermoeden bestaat dat hij binnen afzienbare tijd ook in een hete Jupiter zal veranderen. (EE)
Meer informatie:
→ WIYN 3.5-meter Telescope at Kitt Peak Discovers Extremely Strange Orbit of Rare Exoplanet
Een internationaal onderzoeksteam onder aanvoering van Kareem El-Badry (Caltech, VS) heeft naar het schijnt 21 neutronensterren opgespoord die om evenzovele zonachtige sterren draaien. Neutronensterren zijn de compacte, ‘uitgebrande’ kernen van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Van zichzelf zijn ze extreem lichtzwak en doorgaans niet rechtstreeks waarneembaar. Maar als ze een dubbelster vormen met een heldere zonachtige ster, brengen ze deze laatste aan het schommelen. Met behulp van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia zijn zulke schommelingen nu waargenomen bij 21 zonachtige sterren (The Open Journal for Astrophysics, 15 juli). Er zijn al eerder neutronensterren waargenomen in banen rond sterren zoals onze zon, maar daarbij ging het steeds om compacte dubbelstersystemen, waarin de afstand tussen beide sterren zo klein is dat de neutronenster (die zwaarder is dan een zonachtige ster) massa van zijn heldere partner kan ‘stelen’. Deze massaoverdracht zorgt ervoor dat de neutronenster een heldere bron van röntgen- of radiostraling is. De neutronensterren in het nieuwe onderzoek bevinden zich veel verder van hun begeleidende ster – ruwweg één tot drie keer de afstand tussen zon en aarde. Dat betekent dat er geen massa-overdracht plaatsvindt en de neutronensterren geen waarneembare straling uitzenden. ‘Dit zijn de eerste neutronensterren die enkel dankzij hun zwaartekracht zijn ontdekt,’ aldus El-Badry. De ontdekking komt als een verrassing, omdat niet duidelijk is hoe een ontplofte ster naast een zonachtige ster kan bestaan. In principe zou de voorganger van de neutronenster enorm groot moeten zijn geworden en, tegen het einde van zijn bestaan, de kleinere begeleider overspoeld moeten hebben, om uiteindelijk een supernova-explosie te ondergaan. En daarbij zouden de neutronenster en de zonachtige ster in tegengestelde richtingen zijn weggeslingerd. De nieuwe ontdekking laat zien dat sommige van deze dubbelsterren de catastrofale explosie weten te overleven, maar hóé is onduidelijk. De meeste van de ontdekte dubbelstersystemen bevinden zich op afstanden van minder dan 3000 lichtjaar – relatief dichtbij naar kosmische maatstaven. Op basis van het nu ontdekte aantal schatten El-Badry en zijn collega’s dat ongeveer één op de miljoen zonachtige sterren in ons Melkwegstelsel een neutronenster als begeleider heeft. (EE)
Meer informatie:
→ Sun-Like Stars Found Orbiting Hidden Companions
Een nieuwe analyse van de gegevens van de radarexperimenten tijdens de Cassini-Huygens-missie naar Saturnus heeft nieuwe inzichten opgeleverd over de samenstelling en activiteit van de zeeën van vloeibare koolwaterstoffen bij de noordpool van Titan, de grootste maan van de planeet Saturnus (Nature Communications, 16 juli). Met behulp van gegevens van bi-statische radarexperimenten – experimenten waarbij ontvanger en zender niet dezelfde antenne gebruiken – is een team onder leiding van de Cornell Universiteit (VS) erin geslaagd om afzonderlijke analyses te maken van de samenstelling en de ‘ruwheid’ van de zeeoppervlakken op Titan – iets wat bij eerdere analyses van (mono-statische) radargegevens niet mogelijk was. Bij een bi-statisch radarexperiment wordt een bundel radiostraling vanaf een ruimtesonde op een doel gericht – in dit geval Titan – waar de bundel wordt weerkaatst naar een ontvangstantenne op aarde. Het weerkaatste signaal is gepolariseerd, wat betekent dat het informatie bevat die vanuit twee perspectieven is verzameld. Dit levert informatie op over zowel de samenstelling van het reflecterende oppervlak als de ruwheid ervan. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van vier bi-statische radarwaarnemingen die zijn gedaan toen ruimtesonde Cassini in 2014 dicht langs Titan scheerde. De onderzoekers hebben specifiek gekeken naar de data van de drie grote poolzeeën op de Saturnusmaan: Kraken Mare, Ligeia Mare en Punga Mare. Daarbij is vastgesteld dat deze zeeën, die zijn gevuld met vloeibare koolwaterstoffen in plaats van water, verschillen in samenstelling vertonen die samenhangen met hun geografische ligging. Ook hebben de wetenschappers vastgesteld dat alle drie de zeeën uiterst kalm waren op het moment van de metingen: de oppervlaktegolven waren niet veel hoger dan drie millimeter – behalve dan nabij de kust, waar golven van wel vijf millimeter werden geregistreerd. ‘We hebben ook aanwijzingen gevonden dat de rivieren die de zeeën voeden uit zuiver methaan bestaan, totdat ze uitstromen in de zeeën, die rijker zijn aan ethaan,’ aldus Valerio Poggiali, hoofdauteur van het vandaag in Nature Communications verschenen artikel. ‘Het is net als op aarde, waar zoetwaterrivieren in de zoute oceanen uitmonden en zich daarmee vermengen.’ Een en in ander is in goede overeenstemming met de weerkundige modellen van Titan, die voorspellen dat de ‘regen’ die daar valt waarschijnlijk uit zuiver methaan bestaan, met vleugjes ethaan en andere koolwaterstoffen. (EE)
Meer informatie:
→ New analysis of Cassini data yields insights into Titan’s seas
Vandaag heeft het Europese ruimteagentschap ESA bekendgemaakt dat het een ruimtesonde wil sturen naar de planetoïde 99942 Apophis, die over vijf jaar dicht in de buurt van de aarde komt. De ruimtemissie heet Ramses, wat staat voor ‘Rapid Apophis Mission for Space Safety’. Het doel van de missie is om te onderzoeken in hoeverre de getijdenkrachten van de aarde van invloed zijn op de fysische eigenschappen van de ongeveer 375 meter grote ‘ruimterots’. Deze kennis kan van pas komen om de aarde te beschermen indien in de toekomst een vergelijkbaar object onverhoopt op ramkoers ligt met onze planeet. Ruimtesonde Ramses zal Apophis bereiken voordat deze de aarde passeert en de planetoïde begeleiden tijdens diens dichtste nadering in april 2029. Om op tijd te zijn voor deze ontmoeting, moet de ruimtesonde in april 2028 worden gelanceerd. Overigens heeft het Amerikaanse ruimteagentschap NASA een al bestaande ruimtesonde – OSIRIS-REx – ‘omgeleid’ naar Apophis. Maar deze zal, onder nieuwe naam OSIRIS-APEX, pas ongeveer een maand na de ontmoeting met de aarde bij de planetoïde aankomen. Apophis passeert de aarde op 13 april 2029 op een afstand van 32.000 kilometer. Hij zal dan vanuit een groot deel van Europa en Afrika, en delen van Azië, gedurende korte tijd ’s nachts waarneembaar zijn met het blote oog. Dat is een bijzondere gebeurtenis: slechts eens in de 5000 tot 10.000 jaar komt een planetoïde van deze omvang zo dichtbij. (EE)
Meer informatie:
→ Introducing Ramses, ESA’s mission to asteroid Apophis
Astronomen hebben het meest gedetailleerde ‘weerbericht’ tot nu toe opgesteld voor twee werelden buiten ons eigen zonnestelsel. Het internationale onderzoek geeft een impressie van de extreme atmosferische omstandigheden op de beide hemellichamen, die zijn gehuld in wervelende wolken van heet zand met temperaturen van 950°C (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 juli). De onderzochte objecten zijn zogeheten bruine dwergen – hemellichamen die groter zijn dan planeten, maar kleiner dan sterren. Tezamen worden ze WISE 1049AB genoemd. Met een afstand van ongeveer zes lichtjaar zijn ze de helderste en meest nabije objecten in hun soort. De astronomen hebben WISE 1049AB onder de loep genomen met de Webb-ruimtetelescoop. Ze volgden de atmosfeer van beide bruine dwergen door het licht te meten dat door hun oppervlak wordt uitgezonden. De intensiteit van dat licht verandert als meer of minder bewolkte gebieden in en uit beeld draaien. Door grafieken te maken van hoe de helderheid van elke bruine dwerg in de loop een volledige rotatie veranderde, konden de onderzoekers een gedetailleerd 3D-beeld opbouwen van hoe het weer op de bruine dwergen in de loop van een dag (die tussen de vijf en zeven uur duurt) veranderde. Ook konden ze vastleggen hoe het licht van beide objecten per golflengte veranderde. Op die manier kon worden vastgesteld dat hun atmosferen gassen zoals, water, methaan en koolstofmonoxide bevatten. De verkregen inzichten kunnen astronomen helpen om bruine dwergen beter te begrijpen als een mogelijke ontbrekende schakel tussen sterren en planeten. (EE)
Meer informatie:
→ Scorching storms on distant worlds revealed in new detail
Met behulp van pulsars – ronddraaiende neutronensterren die vuurtoren-achtige bundels van radiostraling uitzenden – hebben astronomen veelbelovend bewijs gevonden voor het bestaan van objecten die uit donkere materie bestaan. De ontdekking wordt deze week gepresenteerd door John LoSecco van de Universiteit van Notre Dame (VS) op een nationale bijeenkomst van Britse astronomen in Hull (VK). Pulsars zenden met zeer regelmatige tussenpozen – uiteenlopend van milliseconden tot seconden – elektromagnetische straling uit, waardoor ze heel geschikt zijn als natuurlijke klokken. LoSecco heeft met behulp van diverse radiotelescopen, waaronder die in Westerbork, variaties en vertragingen waargenomen in de aankomsttijden van deze pulsen. De gegevens wijzen erop dat zich tussen pulsar en radiotelescoop soms onzichtbare massaconcentraties bevinden die de radiostraling afbuigt. Volgens LoSecco zouden deze onzichtbare massa’s uit donkere materie kunnen bestaan. Afwijkingen in de aankomsttijden als gevolg van donkere materie hebben een specifiek verloop en een grootte die evenredig is met de massa. Licht dat dicht langs een gebied van donkere materie komt, zal door de aanwezigheid ervan worden afgebogen en loopt daarbij vertraging op. Een nauwkeurige analyse van de 65 zogeheten millisecondepulsars heeft uitgewezen dat een tiental van deze gebeurtenissen door de inmenging van donkere materie zijn veroorzaakt. ‘We maken gebruik van het feit dat de aarde beweegt, de zon beweegt, de pulsar beweegt en zelfs de donkere materie beweegt’, zegt LoSecco. ‘We nemen de afwijkingen in de aankomsttijd waar zoals die worden veroorzaakt door de verandering in afstand tussen de massa die we waarnemingen en de zichtlijn naar de pulsar die als klok fungeert.’ Een massa ter grootte van de zon kan een vertraging van ongeveer tien microseconden veroorzaken. De waarnemingen van LoSecco hebben resoluties van de aarde van nanoseconden – 10.000 keer kleiner dus. Bij één van de gebeurtenissen is een verstoring veroorzaakt door een object van ongeveer een vijfde zonsmassa – een object dat volgens LoSecco een goede kandidaat voor donkere materie is. (EE)
Meer informatie:
→ How astronomers are using pulsars to observe evidence of dark matter
De lanceerdatum voor de Amerikaanse ruimtemissie naar de de boeiende Jupitermaan Europa staat op losse schroeven. De ruim vier miljard dollar kostende ruimtesonde zou in oktober van dit jaar jaar gelanceerd moeten worden, maar NASA heeft ontdekt dat de transistors aan boord van de ruimtesonde niet zo goed bestand zijn tegen straling als werd aangenomen. Het probleem met de transistors kwam in mei van dit jaar aan het licht, toen het missieteam te horen kreeg dat vergelijkbare onderdelen bij lagere doses straling eerder defect raakten dan verwacht. De fabrikant werkt nu samen met het missieteam om te onderzoeken hoe riskant het gebruik van deze onderdelen voor de Europa Clipper-missie kan zijn. De manen die om de grote gasplaneet Jupiter cirkelen staan bloot aan intense straling en de eerste tests van NASA geven aan dat sommige transistors, die de energiehuishouding van de ruimtesonde regelen, het in deze omgeving zouden kunnen begeven. NASA onderzoekt nu de mogelijkheid om de levensduur van de transistors bij Jupiter te maximaliseren en verwacht daar eind juli een voorlopige conclusie uit te trekken. Onduidelijk is nog of de ruimtesonde alsnog het drie weken durende lanceervenster in oktober zou kunnen halen dat hem in 2030 naar Jupiter moet brengen. Als de transistors vervangen moeten worden, moet de lancering van Europa Clipper worden verschoven naar 2025 of 2026, maar dat zou de missie nog eens enkele honderden miljoenen dollars duurder maken. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s flagship mission to Europa has a problem: Vulnerability to radiation (Ars Technica)
Op 10 mei jl. vond een grote uitbarsting op de zon plaats die tot een krachtige geomagnetische storm leidde. In reactie daarop moesten naar schatting vijfduizend satellieten naar hogere omloopbanen verhuizen – de grootste migratie in zijn soort. ‘De meeste waren Starlink-satellieten van SpaceX,’ aldus William Parker van het Massachusetts Institute of Technology, hoofdauteur van een artikel dat zojuist is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Journal of Spacecraft and Rockets. ‘Elke satelliet heeft een GNSS-ontvanger en kan autonoom ‘bijsturen’ om botsingen te vermijden. Toen ze de gevolgen van de storm voelden, besloten duizenden satellieten om naar hogere banen te manoeuvreren’. De noodzaak om naar hogere banen te migreren werd veroorzaakt door een plotselinge toename van de luchtweerstand die de satellieten ondervonden. De atmosfeer van de aarde had een enorme hoeveelheid energie van de zonnestorm geabsorbeerd, waardoor zij opzwol. Hierdoor verloren de satellieten geleidelijk hoogte. De aardatmosfeer is wel vaker zo sterk opgewarmd, bijvoorbeeld tijdens de geomagnetische storm van Halloween 2003. Maar toen was de satellietpopulatie nog vrij klein (nog geen 1000) en bleef een massamigratie uit. Vooral dankzij de komst van Starlink in 2019 cirkelen er nu echter bijna tien keer zoveel actieve satellieten om de aarde. En wanneer een fractie daarvan onverwacht ‘besluit’ om gelijktijdig van koers te veranderen, moeten satellietbedrijven in actie komen om ze te volgen en botsingen te voorkomen – met alle risico’s van dien. Dit is een probleem dat de komende jaren waarschijnlijk alleen maar groter zal worden. Ergens in de loop van 2024/2025 zal de activiteit van de zon een nieuw hoogtepunt bereiken, en ondertussen neemt de satellietpopulatie verder toe. (EE)
Meer informatie:
→ Superstorm Triggered a Mass Migration of Satellites (Spaceweather.com)
Sterrenstelsels ontlopen een vroege dood omdat ze een ‘hart’ en ‘longen’ hebben die hun ‘ademhaling’ regelen en voorkomen dat ze alsmaar doorgroeien. Als dat niet ziet zo was, zou het heelal veel sneller verouderd zijn dan nu het geval is, en zouden we uitsluitend enorme ‘zombie’-sterrenstelsels om ons heen zien, vol met dode en stervende sterren. Dat is de conclusie van een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Het doel van de studie was om een verklaring te zoeken voor het feit dat de huidige sterrenstelsels niet zo groot zijn als astronomen zouden verwachten. Iets lijkt de groei van de stelsels te smoren, door de hoeveelheid gas die ze aantrekken om in sterren om te zetten te beperken. Dit betekent dat in plaats van eindeloos door te blijven groeien met hulp van de onvermijdelijk aantrekkende zwaartekracht, er in de stelsels iets zit dat weerstand biedt. Astrofysici van de Universiteit van Kent (VK) denken nu te weten wat dat ‘iets’ is. Ze suggereren dat de groei van sterrenstelsels wordt bepaald door de manier waarop ze ‘ademen’. In hun analogie vergelijken de onderzoekers het superzware zwarte gat in het centrum van een sterrenstelsel met het hart, en diens supersonische ‘jets’ van gas en straling met de luchtwegen die een tweetal longen voeden. Ze baseren dit op computersimulaties. Pulsaties van het zwarte gat kunnen schokfronten veroorzaken die langs de beide assen van de jet heen en weer gaan, net zoals het borstmembraan in het menselijk lichaam op en neer beweegt in de borstholte om de longen op te blazen en weer leeg te laten lopen. Dit kan ertoe leiden dat de energie van de jet zich ver verspreid over de omgeving, net zoals wij warme lucht uitademen. Dit proces vertraagt de aantrekking van gas en daarmee ook de groei van het sterrenstelsel. Het verschijnsel is vergelijkbaar met de schokgolven die ontstaan bij het openen van een fles champagne of het lanceren van een raket. ‘We realiseerden ons dat er een manier moest zijn waarop de jets het ‘lichaam’ – het gas rondom het sterrenstelsel – konden ondersteunen en dat is wat we in onze computersimulaties hebben ontdekt,’ aldus promovendus Carl Richards die de theorie heeft ontwikkeld. (EE)
Meer informatie:
→ How the 'heart and lungs' of a galaxy extend its life
Door gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop te analyseren die over een periode van bijna twee decennia zijn verzameld, hebben astronomen de ruimtelijke bewegingen van sterren in een klein sterrenstelsel in kaart gebracht. Daarbij hebben ze ontdekt dat zich waarschijnlijk donkere materie in diens centrum heeft opgehoopt (The Astrophysical Journal, 11 juli). Computermodellen suggereren dat zich in de centra van sterrenstelsels donkere materie zou moeten ophopen tot een zogeheten cusp (dichtheidspiek), maar veel telescopische waarnemingen wijzen erop dat deze materie gelijkmatiger over de stelsels is verdeeld. Om meer inzicht te krijgen in deze kwestie, heeft een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Roeland van der Marel, de bewegingen van sterren in het Draco-dwergstelsel – een klein sterrenstelsel op ongeveer 250.000 lichtjaar van de aarde – gemeten. Om meer te weten te komen over de donkere materie in een sterrenstelsel, kunnen wetenschappers kijken naar de wijze waarop de bewegingen van sterren worden beïnvloed door de aantrekkingskracht van donkere materie. Bij het meten van de snelheden van objecten die door de ruimte bewegen, wordt vaak gebruik gemaakt van het dopplereffect – een waargenomen verandering in de golflengte van het licht van het object die ontstaat wanneer dit naar de aarde toe beweegt of zich juist van ons verwijdert. Sterren bewegen echter niet alleen naar ons toe of van ons vandaan, ze bewegen ook langs de hemel: ze vertonen een zogeheten eigenbeweging. Door de twee snelheidscomponenten met elkaar te combineren heeft een internationaal team onder leiding van Eduardo Vitral van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) een baanbrekende analyse gemaakt van de driedimensionale bewegingen van de sterren in het Draco-dwergstelsel. Daarbij is een nauwkeurigheid bereikt die overeenkomt met het meten van een jaarlijkse verschuiving die kleiner is dan de breedte van een golfbal op de afstand van de maan. ‘Onze modellen lijken meer in overeenstemming te zijn met een cusp-achtige structuur, wat overeenkomt met kosmologische modellen’, aldus Vitral. ‘Hoewel we niet definitief kunnen zeggen dat álle sterrenstelsels een cusp-achtige verdeling van donkere materie bevatten, is het geweldig om zulke goed gemeten gegevens te hebben die alles overtreffen wat we eerder hebben bereikt.’ (EE)
Meer informatie:
→ NASA's Hubble Traces Dark Matter in Dwarf Galaxy Using Stellar Motions
De dichtstbijzijnde millisecondepulsar, PSR J0437-4715, heeft een straal van 11,4 kilometer en een massa van 1,4 keer die van de zon. Dat blijkt uit precisiemetingen van een team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Amsterdam. De metingen onthullen meer over de samenstelling en het magnetisch veld van deze neutronenster. PSR J0437 is een pulsar, een ronddraaiende neutronenster die elektromagnetische straling uitzendt. Hij staat op circa 510 lichtjaar van de aarde in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Schilder. PSR J0437 draait 174 keer per seconde om zijn as en heeft een witte dwergster als begeleider. De pulsar zwiept als een op hol geslagen vuurtoren elke 5,75 milliseconde een bundel radiostraling en röntgenstraling richting aarde. Hij is daarmee de dichtstbijzijnde millisecondepulsar. Mede doordat hij zo dichtbij staat is hij tevens de helderste millisecondepulsar.Voor hun onderzoek maakten de wetenschappers gebruik van gegevens van de NICER-röntgentelescoop aan boord van het ISS. Ze combineerden de röntgengegevens met een techniek die pulsprofielmodellering wordt genoemd. Hiervoor rekenden ze op de Nederlandse nationale supercomputer Snellius complexe statistische modellen door. Uiteindelijk konden ze de straal van de ster berekenen, mede dankzij massabepalingen door Daniel Reardon (Swinburne University of Technology, Australië) en collega’s van de Parkes Pulsar Timing Array. Ook brachten ze de temperatuurverdeling van de magnetische polen van de ster in kaart. De onderzoekers melden dat de nieuwe metingen duiden op een ‘zachtere equation of state’ (toestandsvergelijking) dan gedacht. Daarmee bedoelen ze dat het maximumgewicht van neutronensterren lager moet zijn dan sommige theorieën voorspellen. De komende tijd hopen de onderzoekers meer gegevens van de NICER-röntgentelescoop binnen te krijgen van dezelfde pulsar en van andere pulsars. Uiteindelijk willen ze voor elke neutronenster kunnen voorspellen waarvan de ster gemaakt is en welke krachten er tussen de deeltjes spelen.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Nieuw onderzoek, onder leiding van Anil Seth van de Universiteit van Utah (VS) en Nadine Neumayer van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland), heeft uitsluitsel gegeven over het bestaan van ‘middelzware’ zwarte gaten. Dat zijn zwarte gaten met honderd tot honderdduizend keer zoveel massa als onze zon: aanzienlijk meer dan een stellair zwart gat, maar veel minder dan het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel (Nature, 11 juli). Het nu ontdekte zwarte gat bevindt zich in het hart van Omega Centauri, een bolvormige sterrenhoop op ongeveer 18.000 lichtjaar afstand. Van deze bolhoop wordt vermoed dat het de kern is van een klein sterrenstelsel dat lang geleden door de Melkweg is opgeslokt en zich daardoor niet verder heeft kunnen ontwikkelen. Dat zich in het centrum van Omega Centauri een onzichtbare massa schuilhoudt werd al een tijdje vermoed. Maar over de grootte ervan bestond onduidelijkheid, omdat er tot nu toe geen sterren waren gevonden die – zoals verwacht – met hoge snelheden in banen om dit object bewegen. Daarom besloten Seth en Neumayer in 2019 om doctoraalstudent Maximilian Häberle aan het werk te zetten. Hij verzamelde vijfhonderd opnamen van Omega Centauri die, merendeels voor geheel andere doeleinden, met de Hubble-ruimtetelescoop waren gemaakt. Aan de hand van deze opnamen heeft Häberle de bewegingen van maar liefst 1,4 miljoen sterren in Omega Centauri in kaart gebracht. Het resultaat: een oogst van zeven hogesnelheidssterren in het centrum van de bolhoop – genoeg om vast te kunnen stellen dat zich daar een zwart gat van ongeveer 8200 zonsmassa’s verschuilt. Om hun bevinden verder te onderbouwen is het team van plan om het hart van Omega Centauri nog gedetailleerder te bekijken met de Webb-ruimtetelescoop en de Extremely Large Telescope die ESO momenteel in Chili bouwt. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers find missing link in massive black hole formation
Komeet Tsuchinshan-ATLAS (C/2023 A3) staat op het punt om uit elkaar te vallen. Tot die conclusie komt astronoom Zdenek Sekanina op basis van een nieuwe studie. Daarin voert Sekanina drie argumenten aan. Op de eerste plaats lijkt de komeet bij zijn nadering van de zon momenteel niet meer helderder te worden, terwijl dat eerder wel het geval was. Verder lijkt volgens Sekanina zijn baan te worden verstoord door een ‘niet-gravitationele versnelling’, wat erop kan wijzen dat zijn kern aan het verbrokkelen is. En ten slotte heeft de komeet een opmerkelijk dunne stofstaart met een ongebruikelijke oriëntatie. Alles bij elkaar ziet het er volgens Sekanina dus niet rooskleurig uit voor deze komeet, waarvan werd gehoopt dat deze dit najaar een mooie hemelverschijning zou worden. Toch gloort er nog een sprankje hoop: Nick James van de kometenwerkgroep van de British Astronomical Association ziet in een onafhankelijke dataset geen aanwijzingen voor niet-gravitationele versnellingen. Volgens hem lijkt het er dan ook bepaald niet op dat de komeet aan het fragmenteren is. Afwachten dus.De komeet is inmiddels helder genoeg om zichtbaar te zijn met een middelgrote amateur-telescoop. Als hij inderdaad uit elkaar valt, zullen we dat gauw genoeg merken. (EE)
Meer informatie:
→ IS THIS COMET DOOMED?
Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Montreal heeft vastgesteld dat de in 2017 ontdekte exoplaneet LHS 1140 b geen zogeheten mini-Neptunus is – een grote gasplaneet met een dikke waterstofrijke atmosfeer. In plaats daarvan is het een superaarde, die mogelijk een stikstofrijke atmosfeer en misschien ook een oceaan van vloeibaar water heeft. Dat blijkt uit een analyse van gegevens die zijn verzameld met de ruimtetelescopen Webb, Spitzer, Hubble en Tess. LHS 1140 b cirkelt om een lichte rode dwergster op ongeveer 48 lichtjaar in het sterrenbeeld Walvis die ongeveer vijf keer zo klein is als de zon. Hij is een van de meeste nabije exoplaneten die zich in de leefbare zone van een ster bevindt: de zone rond een ster waar de temperaturen gematigd genoeg kunnen voor de aanwezigheid van vloeibaar water. Desodanks is het niet ondenkbaar dat LHS 1140 b geheel of gedeeltelijk met ijs bedekt is. Schattingen gebaseerd op alle verzamelde gegevens laten zien dat LHS 1140 b een lagere dichtheid heeft dan verwacht wordt voor een rotsachtige planeet met een aarde-achtige samenstelling. Dit suggereert dat tien tot twintig procent van zijn massa uit water zou kunnen bestaan. Het onderzoeksteam benadrukt dat de detectie van stikstofgas nog niet ‘spijkerhard’ is: vervolgwaarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop moeten hier nog uitsluitsel over geven. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Find Surprising Ice World in the Habitable Zone with Webb Data
Afgelopen vrijdag, 5 juli 2024, is op 81-jarige leeftijd de bekende hemelcartograaf Wil Tirion overleden. Tirion maakte sterrenkaarten voor tal van boeken en tijdschriften, waaronder de jaarlijks verschijnende Sterrengids. Tirion was oorspronkelijk grafisch ontwerper en tekenaar. Hij heeft nooit een formele opleiding in de sterrenkunde gevolgd, maar raakte al op twaalfjarige leeftijd geboeid door sterrenkaarten. In 1977 maakte Tirion zijn eerste sterrenatlas, die twee jaar later werd opgenomen in de Encyclopedia of Astronomy van Colin Ronan en uiteindelijk ook als losse kaartenset werd uitgegeven. Deze kaarten werden nog volledig met de hand getekend, maar de grote steratlassen die hij later uitgaf, zoals de Uranometria 2000.0, werden met behulp van een computer vervaardigd. De resulterende kaarten werden wel nog door hem handmatig gecorrigeerd en aangevuld met extra objecten. In 1987 ontving Tirion de J. van der Biltprijs van de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde voor zijn prestaties op het gebied van hemelcartografie en steratlassen. En in 1993 is een planetoïde naar hem genoemd: (4648) Tirion. (EE)
Meer informatie:
→ Website Wil Tirion
Een exoplaneet die berucht is om zijn ruige weersomstandigheden heeft nog een andere bizarre eigenschap: volgens een nieuwe studie van de Johns Hopkins Universiteit (VS) stinkt hij naar rotte eieren. De planeet, een gasreus ter grootte van Jupiter met de aanduiding HD 189733 b, heeft een atmosfeer die voornamelijk uit waterstofsulfide bestaat: een molecuul dat niet alleen stinkt, maar wetenschappers ook nieuwe aanwijzingen geeft over hoe zwavel – een planetaire bouwsteen – het inwendige en de atmosfeer van gaswerelden buiten het zonnestelsel zou kunnen beïnvloeden (Nature, 8 juli). ‘Waterstofsulfide is een belangrijk molecuul waarvan we weten dat het in Jupiter aanwezig is, maar we hadden het nog niet in een planeet buiten ons zonnestelsel ontdekt,’ aldus Guangwei Fu, astrofysicus bij Johns Hopkins die leiding gaf aan het onderzoek. ‘We zijn niet op zoek naar leven op deze planeet, omdat hij veel te heet is, maar de ontdekking van waterstofsulfide is de opmaat naar het vinden van dit molecuul in andere planeten en het verkrijgen van meer inzicht in hoe de verschillende soorten planeten ontstaan.’ Behalve het detecteren van waterstofsulfide en het meten van de totale hoeveelheid zwavel in de atmosfeer van HD 189733 b, heeft het team van Fu ook de belangrijkste bronnen van zuurstof en koolstof van de planeet nauwkeurig gemeten: water, koolstofdioxide en koolstofmonoxide. Daarnaast sluiten de nieuwe gegevens uit dat de atmosfeer van HD 189733 rijk is aan methaan, zoals eerdere publicaties deden vermoeden. Met een afstand van 64 lichtjaar is HD 189733 b de meest nabije ‘hete Jupiter’ die astronomen met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs zien schuiven. Dat maakt hem tot een belangrijk referentiepunt voor gedetailleerde onderzoeken van de atmosferen van exoplaneten. Hij staat ongeveer dertien keer dichter bij zijn ster dan Mercurius bij de zon staat en heeft maar twee aardse dagen nodig om één omloop te voltooien. Met temperaturen die kunnen oplopen tot duizend graden Celsius is de planeet niet alleen ziedend heet, hij is ook berucht om zijn desastreuze weersomstandigeden, waaronder glasregens die met windsnelheden van 8000 km//uur worden voortgeblazen. Het onderzoeksteam heeft eveneens het gehalte aan zware metalen in HD 189733 gemeten – een bevinding die wetenschappers kan helpen bij de beantwoording van de vraag hoe de metalliciteit van een planeet samenhangt met diens massa. Minder zware ijzige reuzenplaneten zoals Neptunus en Uranus bevatten meer metalen dan gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus, de grootste planeten in ons zonnestelsel. Dat suggereert dat Neptunus en Uranus tijdens hun vroege vormingsfase naar verhouding meer ijs, gesteente en andere zware elementen verzamelden dan lichte gassen zoals waterstof en helium. Planeetwetenschappers zijn nu bezig om te onderzoeken of deze correlatie ook voor exoplaneten geldt. (EE)
Meer informatie:
→ Stench of a gas giant? Nearby exoplanet reeks of rotten eggs. And that’s a good thing
Japanse astronomen hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het vreemde gedrag van het restant van een supernova-explosie die in het jaar 1181 door waarnemers in Azië werd opgetekend. Modern onderzoek heeft laten zien dat deze ‘gastster’ werd veroorzaakt door een botsing tussen twee zogeheten witte dwergen: uiterst compacte sterren ter grootte van de aarde. Daarbij ontstond een supernova van het zeldzame type Iax, die één enkele, snel ronddraaiende witte dwerg achterliet. Nieuw onderzoek wijst erop dat deze witte dwerg een jaar of twintig geleden weer wat is opgeleefd en een bron van snelle sterrenwind is geworden (The Astrophysical Journal, 5 juli).Vanwege zijn zeldzame aard en locatie binnen ons Melkwegstelsel is SNR 1181, zoals het restant van de supernova-explosie formeel heet, een geliefd waarnemingsobject – sinds 2021 althans, want pas in dat jaar hebben astronomen deze supernovarest, aan de hand van de historische waarnemingen, weten op te sporen in het sterrenbeeld Cassiopeia. Recente waarnemingen wijzen erop dat SNR 1181 twee schokgebieden vertoont: een buitengebied en een binnengebied. Bij hun nieuwe onderzoek hebben de Japanse astronomen de nieuwste röntgengegevens van het object geanalyseerd en een computermodel geconstrueerd dat deze eigenschappen kan verklaren. De grootste uitdaging was dat, volgens de gangbare opvattingen, twee witte dwergen zouden moeten exploderen en verdwijnen als ze met elkaar in botsing komen. In dit geval is echter een witte dwerg achtergebleven. De verwachting was dat zo’n ronddraaiende witte dwerg direct na zijn vorming een sterrenwind – een aanhoudende stroom van snelle deeltjes – zou gaan produceren. Maar dat lijkt toch niet zo te zijn: tot verrassing van de astronomen laten hun berekeningen zien dat de sterrenwind pas ergens in de laatste twintig tot dertig jaar op gang moet zijn gekomen. Met andere woorden: de witte dwerg is wat opgeleefd – mogelijk doordat een deel van het materiaal dat bij de in 1181 waargenomen explosie werd uitgestoten naar de ster teruggevallen is en tot hernieuwde fusiereacties heeft geleid. Om dit scenario te verifiëren wil het Japanse team SNR 1181 nu nader bestuderen met de Very Large Array (VLA)-radiotelescoop in de VS en de 8,2 meter Subaru-telescoop op Hawaï. (EE)
Meer informatie:
→ Fresh wind blows from historical supernova
Astronomen hebben door het stof en gas in ons Melkwegstelsel heen gekeken, en daarbij ontdekt dat de sterren in zijn kern minder dicht opeengepakt zitten dan tot nu toe werd aangenomen (Nature, 27 juni). ‘Deze aanpassing maakt de Melkweg eigenlijk ‘minder vreemd’', aldus Gail Zasowski, astronoom aan de Universiteit van Utah in Salt Lake City (VS). Daarmee verwijst ze naar het gegeven dat de sterren en andere onderdelen van de Melkweg compacter zijn dan die van vergelijkbare sterrenstelsels die wetenschappers rechtstreeks kunnen zien en meten. Zasowski: ’Vergeleken met die metingen zag ons stelsel er ’schattig en knus’ uit, maar dat maakt je ook een beetje wantrouwig.’ Zasowski en haar collega’s baseren hun revisie van het Melkwegstelsel op metingen van de posities en afstanden van bijna een kwart miljoen rode reuzen – zware oude sterren – die in het kader van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) zijn gedaan. Het is altijd moeilijk geweest om de precieze structuur van het Melkwegstelsel te bepalen, omdat wij ons in een van diens spiraalarmen bevinden, ongeveer halverwege de kern en de buitengrens van de Melkwegschijf. Daarbij komt nog dat ons zicht op verre sterren wordt belemmerd door het stof dat zich over het hele Melkwegstelsel heeft verspreid. Normaal gesproken wordt het licht van hemellichamen zoals rode reuzen door dit stof aan het zicht van onze telescopen onttrokken, maar de Apache-sterrenwacht in Sunspot, New Mexico, kan nabij-infrarode straling detecteren, die door het stof heen gaat. Eerdere schattingen van de grootte en vorm van het Melkwegstelsel waren gebaseerd op bepalingen van de verdeling van sterren in de buurt van onze zon, en deze te extrapoleren met behulp van modellen van eenvoudige sterrenstelsels. Dankzij de nieuwe inventarisatie van rode reuzen hebben de onderzoekers een beter beeld gekregen van de verdeling van de sterren in het Melkwegstelsel, met name in diens centrale ‘uitstulping’ of bulge. Tot hun verrassing zagen de onderzoekers de populatie van rode reuzen tussen de rand en de bulge van het Melkwegstelsel niet exponentieel toenemen. In plaats daarvan vlakte deze halverwege af, wat erop wijst dat de sterren in het centrale deel van de Melkwegschijf minder dicht opeengepakt zitten dan de bestaande modellen aangaven. En als de materie in het Melkwegstelsel niet in het centrum is samengegepropt, moet deze meer verspreid zijn dan werd aangenomen. ‘Dankzij deze nieuwe ontdekking zullen we veel dingen opnieuw moeten bekijken,’ zegt medeauteur Jianhui Lian, astronoom aan de Yunnan Universiteit in Kunming (China). ‘Wellicht moeten we bijvoorbeeld onze schatting van de totale massa van de Melkweg verlagen. En dat zou weer kunnen betekenen dat ons Melkwegstelsel meer donkere materie bevat dan gedacht.’ (EE)
Meer informatie:
→ The Milky Way is ‘less weird’ than we thought
Wetenschappers van NASA’s Jet Propulsion Laboratory hebben de twee planetoïden gevolgd die eind juni relatief dicht langs de aarde vlogen. Bij deze gelegenheid zijn radarbeelden van beide objecten verkregen. Op de radarbeelden van de bijna anderhalve kilometer grote planetoïde 2011 UL21 is te zien dat deze een klein maantje heeft, dat op ongeveer drie kilometer afstand om hem heen curkelt. Dat is niet ongebruikelijk voor een planetoïde van deze omvang: geschat wordt dat ongeveer tweederde van alle planetoïden van deze grootte een kleine begeleider heeft. Waarnemingen van zulke ‘dubbelplanetoïden’ zijn interessant, omdat metingen van hun relatieve posities kunnen worden gebruikt om schattingen te maken van hun onderlinge banen, massa’s en dichtheden. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Planetary Radar Tracks Two Large Asteroid Close Approaches
Een team van astrofysici is er voor het eerst in geslaagd om na te bootsen hoe het oergas in het vroege heelal opging in de materieschijven die zich rond superzware zwarte gaten vormden. Hun computersimulatie gooit de bestaande ideeën over dergelijke schijven overhoop, en maakt de weg vrij voor nieuwe ontdekkingen over hoe zwarte gaten en sterrenstelsels groeien en evolueren. De nieuwe simulatie is de bekroning op het jarenlang werk van twee grote samenwerkingsverbanden die bij het California Institute of Technology (Caltech) zijn opgezet. De eerste, FIRE geheten (Feedback in Realistic Environments), richtte zich op de grotere schalen in het heelal en bestudeerde vragen zoals hoe sterrenstelsels zich vormen en wat er gebeurt wanneer sterrenstelsels met elkaar in botsing komen. De andere, STARFORGE, was ontworpen om veel kleinere schalen te onderzoeken, zoals de vorming van sterren in individuele gaswolken. Om het verschil in grootte tussen de twee samenwerkingen te overbruggen, moesten de Caltech-onderzoekers een simulatie ontwikkelen met een resolutie die meer dan 1000 keer groter was dan de beste die tot nu toe beschikbaar was op dit gebied. Tot verrassing van de onderzoekers laat de simulatie zien dat magnetische velden een veel grotere rol spelen bij de vorming van de enorme materieschijven die zich rond superzware zwarte gaten vormen, en deze ook voeden. ‘Onze theorieën vertelden ons dat de schijven zo plat als pannenkoeken zouden moeten zijn’, aldus Caltech-professor Phil Hopkins. ‘Maar we wisten dat dit niet klopte, omdat waarnemingen lieten zien dat de schijven in werkelijkheid dikker zijn. Onze simulatie hielp ons te begrijpen dat magnetische velden het schijfmateriaal stutten, waardoor het ‘luchtiger’ blijft.’ Astronomen weten al tientallen jaren dat het gas en stof dat door de enorme zwaartekracht van een zwart gat wordt aangetrokken, niet meteen naar binnen worden gezogen. In plaats daarvan hoopt het materiaal zich op in een zogeheten accretieschijf. En op het moment dat het materiaal in deze schijf op het punt staat om naar binnen te vallen, straalt het enorme hoeveelheden energie uit in de vorm van licht en andere soorten straling. Maar er is nog veel onbekend over deze actieve superzware zwarte gaten, beter bekend als quasars, en over de schijven die hen voeden. In de jaren 70 namen wetenschappers aan dat thermische druk - de verandering in druk veroorzaakt door de veranderende temperatuur van het gas in de schijven - de belangrijkste oorzaak is dat deze schijven onder de enorme zwaartekracht die ze in de omgeving van het zwarte gat onderwinden overeind blijven. Wel erkenden ze dat ook magnetische velden daarbij een bescheiden rol zouden kunnen spelen. Uit de nieuwe simulatie blijkt echter dat de tegendruk van de magnetische velden van zulke schijven tienduizend keer zo groot is als de thermische druk van het gas. De schijven worden dus bijna volledig in stand gehouden door de magnetische velden. Dit inzicht kan grote gevolgen hebben voor de voorspellingen die wetenschappers over accretieschijven doen, bijvoorbeeld omtrent hun massa en dikte, en hoe snel het materiaal van zo’n schijf zich naar het zwarte gat zou kunnen verplaatsen. (EE)
Meer informatie:
→ Cosmic Simulation Reveals How Black Holes Grow and Evolve
Astronomen vragen zich al jaren af hoe het komt dat ons Melkwegstelsel minder kleine satellietstelsels heeft dan het standaardmodel voor de donkere materie voorspelt. Waarnemingen met de Subaru-telescoop hebben nu echter nieuwe satellietstelsels aan het licht gebracht, en de schattingen voor het totale aantal dat naar verwachting rond de Melkweg zwermt naar boven bijgesteld. Dit lost het zogeheten ‘Ontbrekende dwergstelsel’-probleem op, maar nu zijn de schattingen weer onverklaarbaar hoog (Publications of the Astronomical Society of Japan, 8 juni). Hoeveel kleine sterrenstelsels begeleiden de Melkweg? Dat is een vraag waar astronomen al tientallen jaren mee worstelen. Satellietstelsels zouden namelijk ontstaan wanneer koel gas zich samenbalt rond donkere materie, en vervolgens sterren vormt. Satellietstelsels zijn dus nauw verbonden met de aard van de donkere materie. Volgens de standaardtheorie zouden sterrenstelsels zoals de Melkweg meer dan duizend klonten donkere materie moeten bevatten en wordt dus een vergelijkbaar aantal satellietstelsels verwacht. Maar tot nu toe zijn er in en rond de Melkweg slechts enkele tientallen satellietstelsels ontdekt. Deze discrepantie wordt het ‘Ontbrekende dwergstelsel’-probleem genoemd. Wat klopt er niet? Is de ware aard van de donkere materie anders dan standaardtheorie voorspelt? Of wordt de stervorming in de klonten van donkere materie op de een of andere manier onderdrukt, waardoor zich minder makkelijk satellietstelsels kunnen vormen? Of zijn er wel degelijk veel satellietstelsels, maar zijn die gewoon moeilijk waarneembaar? Om deze laatste mogelijkheid te onderzoeken, heeft een internationaal onderzoeksteam met de Subaru-telescoop op Hawaï en diens ultra-groothoekcamera Hyper Suprime-Cam naar deze zwakke sterrenstelsels gezocht. Eerder ontdekten de astronomen daarmee al drie nieuwe dwergsterrenstelsels: Virgo I, Cetus III en Bootes IV. En nu hebben ze er nog eens twee ontdekt (Virgo III en Sextans II). Opgeteld bij de vier dwergstelsels die al langer bekend waren, komt het totaal voor het onderzochte stukje Melkweg daarmee op negen. Dat lijkt misschien een klein aantal, maar het is eigenlijk veel groter dan verwacht. Volgens de laatste inzichten zou ons Melkwegstelsel ongeveer 220 satellietstelsels moeten hebben, maar in het beeldveld dat met Suprime-Cam is afgespeurd zouden er maar drie tot vijf mogen zijn. Dus in plaats van te weinig satellieten lijken er nu juist te veel te zijn! Dit roept vragen op over het stervormingsproces in klompen donkere materie ter grootte van satellietstelsels. Astronomen moeten dit proces nog eens goed onder de loep nemen, om na te gaan of ze niets over het hoofd hebben gezien. Maar het goede nieuws is dat het ‘Ontbrekende dwergstelsel’-probleem, waar de standaardtheorie zoveel moeite mee had, nu dicht bij een oplossing is. (EE)
Meer informatie:
→ Too Many Missing Satellite Galaxies Found
