Onderzoekers van de universiteit van Warwick (VK) hebben een bijzondere exoplaneet ontdekt die veel wegheeft van een ‘naakte’ planeetkern. Het zou een mislukte gasreus kunnen zijn of een gasreus die zijn atmosfeer is kwijtgeraakt (Nature, 1 juli). De vermoedelijke planeetkern, die ongeveer net zo groot is als ‘onze’ planeet Neptunus, draait om de ongeveer 730 lichtjaar verre ster TOI 849. Hij bevindt zich zo dicht bij zijn moederster dat hij er in 18 uur omheen raast en heeft een oppervlaktetemperatuur van rond de 1500 graden Celsius. Op zo’n kleine afstand van een ster zijn nog maar weinig planeten van het kaliber Neptunus aangetroffen. Planeet TOI 849 b is ontdekt met NASA-satelliet TESS, die regelmatige dipjes in de helderheid van zijn moederster opmerkte. Daaruit blijkt dat de ster vanaf ons uit gezien met vaste tussenpozen voor de ster langs schuift. Bij vervolgonderzoek met de HARPS-spectrograaf van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili is vervolgens vastgesteld dat de ster in hetzelfde tempo heen en weer schommelt. Uit de helderheidsdips kunnen astronomen afleiden hoe groot de planeet moet zijn. En de schommelbewegingen van de ster verraden de massa van het object. Uit de combinatie van deze gegevens volgt dat TOI 849 b een twee tot drie maal zo hoge dichtheid heeft als Neptunus. Daarmee valt hij in de categorie van de rotsachtige planeten waartoe ook onze aarde behoort en is hij de meest massarijke ‘aardse planeet’ die tot nu toe is opgespoord. Normaal gesproken zou een rotsachtige planeet van deze omvang tijdens zijn vorming grote hoeveelheden waterstof en helium verzameld moeten hebben, en zich tot een Jupiter-achtige gasreus hebben ontwikkeld. Het feit dat dit niet zo is, doet vermoeden dat om een ‘gestripte’ planeet gaat, die zijn dichte atmosfeer is kwijtgeraakt – wellicht onder invloed van de enorme getijdenkrachten die hij van zijn ster ondervindt. Maar het is ook denkbaar dat hij tijdens zijn vorming bij toeval in een leeg gedeelte van de protoplanetaire schijf rond ster TOI 849 is beland, waardoor hij de kans niet kreeg om een dichte atmosfeer te ontwikkelen. Over de chemische samenstelling van de exoplaneet is nog niets bekend. De astronomen achten het echter mogelijk dat er, onder invloed van de hitte van zijn moederster, nog gassen uit zijn inwendige ontsnappen. Mocht het ooit mogelijk zijn om die gassen te detecteren, dan kan dat dus inzicht geven in de samenstelling van deze planeetkern. (EE)
Meer informatie:
→ Exposed Planetary Core Allows Glimpse Inside Other Worlds
Onderzoek laat zien dat de 40 kilogram zware spiegels van de zwaartekrachtgolfdetector LIGO gevoelig zijn voor kwantumfluctuaties – fluctuaties van energie in de lege ruimte waarbij ‘spontaan’ deeltjes uit het niets verschijnen en verdwijnen. Door de bril van de kwantummechanica bekeken is het heelal een drukke, knisperende ruimte waarin voortdurend deeltjes opduiken en weer verdwijnen. Hierdoor ontstaat een ‘kwantumruis’ waarvan de gevolgen voor alledaagse objecten doorgaans onmeetbaar subtiel zijn. Maar nu is een team onder van onderzoekers van het MIT LIGO-laboratorium er voor het eerst in geslaagd om de effecten van kwantumfluctuaties te meten op objecten van menselijke proporties. In hun vandaag in Nature verschenen onderzoeksverslag rapporteren ze dat de kwantumruis minuscule bewegingen veroorzaakt bij de spiegels van de LIGO-detector. De opduikende deeltjes veroorzaken verplaatsingen van de spiegels die ongeveer tien zeptometer klein zijn. Een zeptometer is gelijk aan 10 tot de macht -21 meter oftewel een miljardste van een miljardste van een millimeter. Daarbij vergeleken is een waterstofatoom met zijn tienmiljardste van een meter reusachtig groot. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van een speciaal instrument dat een ‘kwantumknijper’ wordt genoemd. Dit instrument wordt gebruikt om de kwantumruis, die van nadelige invloed is op de gevoeligheid van LIGO bij de detectie van zwaartekrachtgolven, te onderdrukken. LIGO bestaat uit twee L-vormige interferometers die in vier kilometer lange tunnels staan opgesteld. De spiegels hangen aan het uiteinde van deze tunnels, en hun posities worden nauwkeurig gemeten met behulp van laserbundels. Wanneer er een zwaartekrachtgolf passeert, verstoort deze posities van de spiegels een beetje, en daarmee ook de aankomsttijden van de lasers. (EE)
Meer informatie:
→ Quantum Fluctuations Can Jiggle Objects on the Human Scale
Op zondag 5 juli organiseert de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde een Landelijke Zonnekijkdag. Vanwege de coronamaatregelen verloopt deze editie anders dan gebruikelijk. Dit jaar is er een online programma met inspirerende webstreams en (met onbewolkt weer) unieke livebeelden van de zon. Daarnaast zijn enkele locaties geopend voor publiek. Meer informatie staat op www.zonnekijkdag.nl. Amateurastronomen en sterrenwachten hebben speciale telescopen om veilig naar de zon kijken. Ze maken bijvoorbeeld donkere zonnevlekken zichtbaar dankzij een filter dat het felle zonlicht tempert. Hoe meer zonnevlekken, hoe ‘actiever’ de zon. Met een filter dat alleen rood licht overlaat, komt een kolkende en wervelende zon in beeld met lussen van gas die groter kunnen zijn dan de aarde. Het publiek kan dankzij deze telescopen meer te weten komen over de zon. Dat kan bij enkele bezoeklocaties én tijdens de verschillende livestreams. Verspreid door Nederland zullen verschillende sterrenwachten en sterrenkunde-amateurs een livestream wijden aan de zon. Zo wordt de radiotelescoop in Dwingeloo voor een live demonstratie op de zon gericht. Deze live-stream gaat altijd door, omdat de radiotelescoop door eventuele wolken heen kan kijken. Vanuit Leiden volg je een livestream met verhalen en experimenten en ’s avonds vlieg je tijdens een online planetariumshow vanuit Groningen mee op een virtuele reis door het heelal, met de zon als middelpunt. Daarnaast zijn er ook livestreams vanuit Vleuten, Heerlen, Tilburg en Oudenbosch.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Astronomen van SRON – het Nederlands instituut voor ruimteonderzoek – hebben de aanwezigheid van aluminiumoxide (AlO) aangetoond in het spectrum van exoplaneet WASP-43 b. Dit komt als een verrassing, omdat verwacht wordt dat AlO verscholen zit in de lagere atmosferische lagen. Het is pas de tweede keer dat astronomen het molecuul in de atmosfeer van een exoplaneet waarnemen (Astronomy & Astrophysics, 1 juli). Om de samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet te bepalen, kijken astronomen naar het licht van diens ster op het moment dat hij daar voorlangs schuift. Tijdens zo’n ‘transit’ schijnt de de ster door de planeetatmosfeer heen en daarbij wordt het sterlicht op bepaalde golflengten geabsorbeerd. Dat resulteert in een spectrale ‘streepjescode’ die de aanwezigheid van bepaalde moleculen verraadt – in dit geval dus aluminiumoxide. De onderzochte exoplaneet, die ongeveer zo groot is als Jupiter, draait op geringe afstand om de 284 lichtjaar verre ster WASP-43b. Dat de atmosfeer van zo’n ‘hete jupiter’ aluminiumoxide bevat, komt niet als een verrassing. Maar normaal gesproken zouden deze moleculen diep in de atmosfeer verscholen moeten zitten. Een voor de hand liggende verklaring hiervoor is dat zich sterke turbulenties in de atmosfeer van WASP-43 b afspelen. Dat zou ervoor kunnen zorgen dat gassen van onderin de atmosfeer naar boven worden getransporteerd. De vraag is nu of WASP-43 b in dit opzicht een uitzonderlijk geval is of dit verschijnsel normaal is voor een hete gasplaneet. Mogelijk zullen toekomstige ruimtetelescopen zoals de JWST en ARIEL daar uitsluitsel over kunnen geven. (EE)
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht hebben astronomen de verdwijning opgemerkt van een instabiele massarijke ster in een klein sterrenstelsel. Is de ster simpelweg minder helder geworden of ingestort tot een zwart gat? (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 30 juni) Tussen 2001 en 2011 is de geheimzinnige zware ster, die deel uitmaakt van het Kinman-dwergstelsel, door verscheidene teams van astronomen onderzocht, en hun waarnemingen wezen erop dat deze zich in zijn eindstadium bevond. Een team van astronomen uit Ierland, Chili en de VS, onder leiding van Andrew Allan van het Trinity College Dublin, wilde meer te weten komen over hoe zeer massarijke sterren hun bestaan afsluiten, en het object in de Kinman-dwerg leek het perfecte onderzoeksobject. Maar toen zij ESO’s VLT in 2019 op het verre sterrenstelsel richtten, konden zij de karakteristieke signaturen van de ster tot hun verrassing niet meer terugvinden. Met een afstand van circa 75 miljoen lichtjaar is het Kinman-dwergstelsel in het sterrenbeeld Waterman zo ver weg, dat astronomen het niet in afzonderlijke sterren kan oplossen. Wel kunnen ze de signaturen van sommige van deze sterren registreren. Tussen 2001 en 2011 vertoonde het licht van het sterrenstelsel consistent aanwijzingen dat zich hierin een ‘lichtsterke blauwe variabele’ bevond die ongeveer 2,5 miljoen keer zo helder was als de zon. Sterren van dit type zijn instabiel en vertonen soms dramatische veranderingen, zowel in hun spectra als in helderheid. Maar zelfs dán laten lichtsterke blauwe variabelen specifieke sporen achter waaraan wetenschappers ze kunnen herkennen. In de gegevens die het onderzoeksteam in 2019 heeft verzameld ontbraken deze sporen echter, wat de vraag oproept wat er met de ster is gebeurd. Op zoek naar een antwoord hebben Allan en zijn team gegevens van de ster opgezocht die tussen 2002 en 2009 zijn verzameld. Deze laten zien dat de ster in de Kinman-dwerg mogelijk een krachtige uitbarsting heeft ondergaan, die waarschijnlijk ergens na 2011 is geëindigd. Lichtsterke blauwe variabelen zoals deze vertonen in de loop van hun bestaan vaak reusachtige uitbarstingen, waardoor ze in korte tijd veel massa kwijtraken en hun helderheid sterk toeneemt. Op basis van hun waarnemingen en modelberekeningen komen de astronomen tot twee suggesties die de verdwijning van de ster en het ontbreken van een supernova kunnen verklaren. Mogelijk is de lichtsterke blauwe variabele door de uitbarsting veranderd in een minder heldere ster, die ook nog eens deels door stof wordt verduisterd. Een andere mogelijkheid is dat de ster is ineengestort tot een zwart gat, zonder dat daar een supernova-explosie aan voorafging. Dat zou een zeldzame gebeurtenis zijn: volgens de huidige inzichten sluiten zware sterren hun bestaan af met een supernova. Er is meer onderzoek nodig om vast te kunnen stellen welk lot de ster heeft ondergaan. ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die volgens plan in 2025 in bedrijf komt, kan sterrenstelsels zoals de Kinman-dwerg in afzonderlijke sterren scheiden, wat de oplossing van dit kosmische mysterie dichterbij kan brengen. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een internationaal team van astrofysici, onder leiding van Andrea Botteon van de Sterrewacht Leiden heeft een van de meest complexe objecten aan de ‘radiohemel’ onderzocht: de cluster Abell 2255. Dankzij zeer detailrijke opnamen die gemaakt zijn met de deels in Nederland gestationeerde LOFAR-radiotelescoop, hebben de wetenschappers details kunnen waarnemen die nog nooit eerder in deze samenscholing van sterrenstelsels waren gezien. Zo blijkt de halo van Abell 2255 niet egaal te zien, maar talrijke draderige structuren te vertonen. Dit onderzoeksresultaat is vandaag gepresenteerd tijdens de virtuele jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EAS) en zal in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Clusters bestaan niet alleen uit honderden sterrenstelsels, verspreid over afstanden van miljoenen lichtjaren, die door de zwaartekracht bijeengehouden worden, maar bevatten ook deeltjes die met bijna de lichtsnelheid bewegen en bij hun interacties met het magnetische veld van de cluster radiostraling uitzenden. Hierdoor vertoont de cluster een halo van radiostraling. Astronomen vermoeden dat deze ’radiohalo’s’ ontstaan door de turbulente bewegingen die in het gas tussen de stelsels van de cluster op gang komen wanneer twee clusters met elkaar in botsing komen. De met LOFAR-ontdekte draderige structuren, ook wel filamenten genoemd, zouden heel goed het gevolg van turbulenties kunnen zijn. Maar het is ook denkbaar dat ze een gevolg zijn van de interactie tussen de talrijke sterrenstelsels in de cluster en het hete gas van de halo. (EE)
Meer informatie:
→ The beautiful mess in Abell 2255
Astronomen hebben voor het eerst de stand van de omloopbaan gemeten van de binnenste planeet van de ster Bèta Pictoris. Bèta Pictoris b is een planeet van elf Jupiter-massa’s die om de jonge ster draait in een omloopbaan die vergelijkbaar is met die van de planeet Saturnus in ons eigen zonnestelsel. Uit de meting blijkt dat het vlak van deze baan precies samenvalt met de evenaar van de moederster en de puinschijf daaromheen. In ons eigen zonnestelsel staat de rotatie-as van de zon haaks op de op het vlak van de planeten. Dat lijkt logisch, omdat aangenomen wordt dat het zonnestelsel is ontstaan uit een draaiende, afgeplatte protoplanetaire schijf. Het kwam dan ook als een grote verrassing toen bleek dat de omloopbanen van meer dan een derde van alle exoplaneten die zich nabij hun moederster bevinden gekanteld zijn ten opzichte van de evenaar van de ster. Sommige blijken zelfs tegen de draaiing van de ster in te bewegen. Voor deze afwijkende baanoriëntaties zijn diverse verklaringen bedacht. Zo is het denkbaar dat de betreffende planeten oorspronkelijk in het buitenste deel van hun protoplanetaire schijf zijn ontstaan, maar door interacties met andere planeten of zelfs naburige sterren uit het schijfvlak zijn ‘geschopt’. Dezelfde interacties zouden er ook voor hebben gezorgd dat de omloopbaan van de planeet dichter bij de ster kwam te liggen. In dit geval zou je verwachten dat vooral planeten dichtbij de ster, zoals de ‘hete jupiters’, een schuine omloopbaan vertonen. Een andere mogelijkheid is dat de planeten al bij hun ontstaan een schuine omloopbaan hebben gekregen, door een proces dat zich tijdens of vlak na het stervormingsproces heeft afgespeeld. In dit tweede scenario zouden ook planeten ver van de ster gehelde banen moeten vertonen. Het feit dat dit nieuwe onderzoek aantoont dat het jonge Bèta Pictoris-stelsel net zo ordelijk in elkaar zit als het onze, is een steuntje in de rug voor het eerste scenario. Bèta Pictoris b doorloopt immers een vrij wijde baan, die keurig in het evenaarsvlak van zijn ster ligt. Onderzoek aan talrijke andere planetenstelsels zal moeten uitwijzen of dit inderdaad de meest voorkomende uitkomst is van het planeetvormingsproces. De nieuwe meetresultaten, gebaseerd op metingen met het GRAVITY-instrument van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI), dat het licht van alle vier de telescopen van de VLT met elkaar combineert, zijn vandaag gepresenteerd tijdens de (virtuele) jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EAS) en gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters. (EE)
Meer informatie:
→ First measurement of spin-orbit alignment on planet Beta Pictoris b
Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Thavisha Dharmawarden van het Max-Planck-Institut für Astronomie is de ‘verduistering’ die de heldere ster Betelgeuze tussen oktober 2019 en april 2020 heeft vertoond toch niet door stofwolken veroorzaakt. De astronomen denken dat ongewoon grote sterrenvlekken (het equivalent van zonnevlekken) de oorzaak zijn van de helderheidsdip van de ster (Astrophysical Journal Letters, 29 juni). Rode superreuzen zoals Betelgeuze vertonen wel vaker helderheidsvariaties, maar het komt zelden voor dat de helderheid van de ster daarbij tot slechts 40 procent van haar normale waarde terugvalt. Sommige astronomen meenden daarom zelfs dat Betelgeuze op het punt van ontploffen stond. Dharmawardena en haar collega’s zoeken de oorzaak van de helderheidsdip nu bij temperatuurvariaties in de fotosfeer (het lichtgevende ‘oppervlak’) van de ster. De meest waarschijnlijke oorzaak zijn reusachtige koele sterrenvlekken die 50 tot 70 procent van het oppervlak van de ster zouden hebben beslagen. De suggestie dat Betelgeuze wolken van stof had uitgestoten, die eveneens plausibel is voor een ster van dit type, wordt ondergraven door gegevens die met het Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) zijn verzameld. Deze telescopen registreren straling op submillimeter-golflengten. In dit golflengtegebied is met name koel stof goed waarneembaar. Tot verrassing van de onderzoekers is Betelgeuze zelfs op submillimeter-golflengten 20 procent zwakker geworden dan normaal. En dat gedrag is niet in overeenstemming met de aanwezigheid van stof. Het moet dus de ster zelf zijn geweest die de helderheidsafname veroorzaakte. De gemeten helderheidsafname in zichtbaar licht en submillimeter-straling is verklaarbaar als de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van Betelgeuze met ongeveer 200 graden is gedaald. Maar de astronomen achten het waarschijnlijker dat de temperatuurafname niet gelijkmatig was. Opnamen van de ster die in december 2019 zijn gemaakt vertonen namelijk duidelijke helderheidsverschillen. Al met al lijken enorme sterrenvlekken dan ook de meest waarschijnlijke verklaring voor het gedrag van de ster. Van onze zon is bekend dat zij een 11-jarige cyclus vertoont waarbij het aantal zonnevlekken toe- en afneemt. Toekomstige waarnemingen zullen moeten uitwijzen of de recente helderheidsdip van Betelgeuze ook het gevolg is van zo’n vlekkencyclus. (EE)
Meer informatie:
→ Betelgeuse – a giant with blemishes
Een internationaal onderzoeksteam heeft twee planeten ontdekt bij de nabije rode dwergster Gliese 887. Het gaat om twee ‘superaardes’ – planeten die meer massa hebben dan de aarde, maar beduidend minder dan Uranus en Neptunus. De beide planeten zijn waarschijnlijk rotsachtig van karakter en bevinden zich net te dicht bij hun ster om echt ‘leefbaar’ te kunnen zijn (Science, 26 juni). De ontdekking is gedaan in het kader van de RedDots-campagne, een gerichte zoekactie naar exoplaneten bij nabije rode dwergsterren. Met behulp van de HARPS-spectrograaf van de Europese Zuidelijke sterrenwacht in Chili is ontdekt dat Gliese 887 kleine regelmatige schommelbewegingen maakt. Deze worden toegeschreven aan planeten met omlooptijden van 9,3 en 21,8 dagen. Daaruit volgt dat de twee planeten zich dichter bij hun moederster bevinden dan de zogeheten leefbare zone, waar water in vloeibare vorm kan bestaan. De oppervlaktetemperatuur van de buitenste planeet, Gliese 887c, wordt geschat op 70 °C. Met een afstand van ongeveer elf lichtjaar is Gliese 887 een van de meest nabije buren van de zon. Omdat hij veel zwakker en ongeveer half zo groot is als de zon, ligt de leefbare zone veel dichter bij de ster dan die in ons eigen zonnestelsel. Gunstig is wel dat de ster niet erg actief lijkt. Dat vergroot de kans dat de nu ontdekte planeten een atmosfeer hebben kunnen vasthouden. Bij een ster die hevige uitbarstingen produceert wordt zo’n atmosfeer bijna letterlijk weggeblazen. (EE)
Meer informatie:
→ Super-Earths discovered orbiting nearby red dwarf
Astronomen hebben de op één na verste quasar ontdekt die ooit is waargenomen. Het object, dat de catchy Hawaïaanse naam Pōniuāʻena heeft meegekregen, vertoont een kosmologische roodverschuiving van 7.515, wat betekent dat het licht dat we van hem ontvangen ruim 13 miljard jaar onderweg is geweest. De quasar biedt daardoor een kijkje in het heelal van 700 miljoen jaar naar de oerknal. Quasars zijn de meest energetische objecten in het heelal. Ze ontlenen die energie aan een superzwaar zwart gat dat gevoed wordt met materie. Uit spectroscopische waarnemingen met telescopen van de Keck-sterrenwacht en de Gemini-sterrenwacht blijkt dat het zwarte gat in het centrum van Pōniuāʻena ongeveer 1,5 miljard keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee heeft dit object toch een record te pakken: het is namelijk het verste object in het heelal met een massa van meer dan een miljard zonsmassa’s. Het zwarte gat van de huidige houder van het afstandsrecord, J1342+0928, komt niet verder dan ongeveer 750 miljoen zonsmassa’s. Astronomen worstelen al een tijdje met de vraag hoe zich zo vroeg in de kosmische geschiedenis al zulke kolossaal zware zwarte gaten hebben kunnen vormen. Om binnen 700 miljoen jaar een massa van 1,5 miljard zonsmassa’s te bereiken, zou het zwarte gat in Pōniuāʻena ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal moeten zijn begonnen als een object van 10.000 zonsmassa’s. Zwarte gaten die door het ineenstorten van een ster ontstaan, komen daar lang niet aan. En bovendien zouden volgens de huidige inzichten pas 300 tot 400 miljoen jaar na de oerknal de eerste sterren en sterrenstelsels zijn ontstaan. (EE)
Meer informatie:
→ Monster Black Hole Found in the Early Universe
Natuurkundigen hebben het laatste puzzelstukje gevonden van het vraagstuk van de energieproductie van de zon. Via de detectie van neutrino’s – bijna ongrijpbare neutrale deeltjes – die afkomstig zijn uit de kern van de zon, hebben zij aangetoond dat een klein deel van de energie die onze ster produceert afkomstig is van fusiereacties waarbij koolstof- en stikstofkernen betrokken zijn. Het leeuwendeel van de energie die de zon produceert is afkomstig van waterstoffusie. In het centrum van de zon zijn temperatuur en druk dermate hoog dat waterstofkernen kunnen samensmelten tot heliumkernen. Bij dit proces, dat de proton-protoncyclus wordt genoemd, ‘verdwijnt’ een beetje massa, die in energie wordt omgezet. Dat is echter niet de enige manier waarop de zon energie kan produceren. In haar kern zou zich nog een tweede, ingewikkeldere keten van fusiereacties moeten afspelen waarbij koolstof als katalysator fungeert. Het netto resultaat van deze zogeheten koolstof-stikstofcyclus is gelijk aan dat van de proton-protoncyclus: vier waterstofkernen worden omgezet in één heliumkern. Bij beide reactieketens komen neutrino’s vrij, maar die hebben niet dezelfde energieën. Deze lichte deeltjes laten zich echter moeilijk detecteren en daarbij komt nog dat de koolstof-stikstofcyclus minder dan een procent bijdraagt aan de energieproductie van de zon. Vandaar dat het tot nu toe alleen was gelukt om neutrino’s van de proton-protoncyclus te detecteren. Met behulp van de Borexino-neutrinodetector, die op een kilometer diepte in een Italiaans bergmassief is gestationeerd, is het nu voor het eerst ook gelukt om de neutrino’s van de koolstof-stikstofcyclus op te vangen. Borexino bestaat uit een reusachtige nylonballon, gevuld met vloeibare koolwaterstoffen, die ondergedompeld is in water. Het overgrote deel van de neutrino’s van de zon gaat ongehinderd door de aarde en Borexino heen, maar zo af en toe komt er een in botsing met een elektron van de koolwaterstoffen. De lichtflitsjes die daarbij ontstaan worden door Borexino gedetecteerd. De nieuwe detecties maken niet alleen het ‘energieplaatje’ van de zon compleet, ze geven ook informatie over de samenstelling van de materie in de kern van de zon, en dan met name de concentratie van elementen zwaarder dan helium. De Borexino-resultaten wijzen erop dat die samenstelling ongeveer gelijk is aan die van de materie aan het zonneoppervlak. Dat lijkt ook evident, maar andere recente onderzoeken leken dat in twijfel te trekken. (EE)
Meer informatie:
→ Neutrinos reveal final secret of Sun’s nuclear fusion
Canadese astronomen hebben mogelijk zes nieuwe manen ontdekt die om planeten ver buiten ons zonnestelsel draaien. Maar de bevestiging van de ontdekking kan nog wel even op zich laten wachten. Exoplaneten zijn planeten die om andere sterren dan onze zon cirkelen. En de eventuele manen van deze planeten worden exomanen genoemd. Hoewel de afgelopen 25 jaar meer dan 4000 exoplaneten zijn opgespoord, staat het aantal exomanen nog steeds op nul. Wel is de afgelopen jaren een handjevol ‘kandidaat-exomanen’ opgespoord. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van gegevens van Kepler, een NASA-sonde die tot 2018 specifiek naar exoplaneten heeft gezocht. Dat deed hij door grote aantallen sterren te onderzoeken op regelmatig optredende helderheidsdipjes. Zo’n ‘dip’ ontstaat wanneer van ons uit gezien een exoplaneet voor zijn ster langs schuift. Jammer genoeg laten exomanen zich minder ‘makkelijk’ opsporen. Ze zijn simpelweg te klein om dipjes in het licht van een ster te veroorzaken. Wel kunnen ze hun bestaan verraden via de zwaartekrachtsinvloed die ze op hun moederplaneet uitoefenen. Wanneer een exoplaneet ongestoord om een ster draait, treden de door hem veroorzaakte helderheidsdips met vaste tussenpozen op. Maar bij sommige exoplaneten variëren die tussenpozen in lengte: soms komen ze enkele minuten te vroeg of te laat. Dat betekent dat de baanbeweging van de planeet door een ander object wordt beïnvloed. Dat andere object kan een (grote) maan zijn, maar ook een zusterplaneet die om dezelfde ster draait. Doorgaans zal het laatste het geval zijn, maar bij zes exoplaneten die door Kepler zijn ontdekt kunnen de waargenomen variaties net zo goed door manen worden veroorzaakt. Vandaar dat de ontdekkers van kandidaat-exomanen spreken. Hun bestaan moet echter nog worden aangetoond. Dat kan nog wel even duren, omdat de bestaande telescopen niet in staat zijn om het bestaan van de zes exomanen te bevestigen. Het wachten is op de technologie die dat mogelijk maakt. (EE)
Meer informatie:
→ Western Space team theorizes rare exomoon discovery
Nieuwe modelberekeningen door NASA-wetenschappers steunen de theorie dat er in de inwendige oceaan van de grote Jupitermaan Europa leven kan bestaan. Daarnaast laten de berekeningen zien dat het water in deze oceaan, die met een dikke ijskorst bedekt is, kan zijn gevormd door de afbraak van waterhoudende mineralen onder invloed van getijdenkrachten of radioactief verval. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van gegevens over Europa die door de ruimtesonde Galileo zijn verzameld. Op basis daarvan hebben ze modellen gemaakt van de samenstelling en fysische eigenschappen van de kern, de mantel van gesteente en de oceaan van de Jupitermaan. Daarbij is gebleken dat de diverse mineralen in het gesteente bij verschillende temperaturen en diepten water verliezen. Schattingen van de hoeveelheden water die daarbij zijn vrijgekomen stemmen overeen met de voorspelde massa van de oceaan van Europa. De berekeningen geven ook aan dat Europa’s oceaan oorspronkelijk enigszins zuur moet zijn geweest en rijk was aan koolstofdioxide, calcium en sulfaat. De aanwezigheid van chloriden aan het oppervlak van Europa wijst er echter op dat de samenstelling van het water is veranderd en inmiddels meer lijkt op die van de oceanen op aarde. Mogelijk hangt deze verandering samen met vulkanische activiteit op de zeebodem, maar dat wordt nog onderzocht. Over vier jaar zal NASA een nieuwe ruimtesonde, Europa Clipper geheten, naar de 3100 kilometer grote Jupitermaan sturen. Deze missie moet meer inzicht geven in de ‘leefbaarheid’ van deze ijswereld. (EE)
Meer informatie:
→ Ocean in Jupiter’s Moon Europa ‘Could Be Habitable’
Bij de jonge ster AU Microscopii is een exoplaneet ter grootte van Neptunus ontdekt. Astronomen zochten al meer dan tien jaar naar mogelijke planeten bij deze ster, die als een ideaal ‘laboratorium’ voor het onderzoek van planeetvorming wordt beschouwd (Nature, 25 juni). AU Microscopii is een jonge ster op ongeveer 32 lichtjaar afstand met een geschatte leeftijd van 20 tot 30 miljoen jaar. In 2003 werd ontdekt dat deze ster omgeven is door een omvangrijke schijf van gas en stof – een overblijfsel van het stervormingsproces en de plek waar zich planeten kunnen vormen. Dat het zo lang heeft geduurd voordat er ook daadwerkelijk een planeet bij AU Microscopii is ontdekt, heeft deels te maken met het actieve gedrag van deze ster. ‘Au Mic’ is een kleine ster met half zoveel massa als de zon. Sterren van dit type hebben doorgaans sterke magnetische velden, waardoor ze veel ‘zonnevlekken’ en uitbarstingen vertonen. Dat bemoeilijkt het zoeken naar planeten in hun omgeving. Ook de aanwezigheid van de stofschijf is een storende factor. Om deze hindernissen te omzeilen zijn astronomen uitgeweken naar het infrarood – het deel van het spectrum waar de activiteit van de ster minder hinderlijk is. Bij waarnemingen met de Infrared Telescope Facility van NASA werd enkele jaren geleden een mogelijke schommelbeweging van AU Microscopii gedetecteerd. Het signaal was echter te zwak om met zekerheid te kunnen vaststellen dat een planeet daarvan de oorzaak was. Gegevens van de NASA-satellieten TESS en Spitzer hebben een einde gemaakt aan deze onzekerheid: planeet AU Mic b bestaat echt. De ster blijkt namelijk kleine helderheidsfluctuaties te vertonen, die erop wijzen dat er met regelmatige tussenpozen een planeet voor de ster langs schuift. De waarnemingen laten zien dat de planeet een omlooptijd van 8,5 dagen heeft en ongeveer zo groot is als Neptunus. Waarschijnlijk bestaat AU Mic b voornamelijk uit gassen. Er lijkt namelijk nog niet genoeg tijd te zijn geweest voor de vorming van kleine, rotsachtige planeten. Zekerheid over de aard van de planeet kan echter pas worden verkregen als ook zijn massa kan worden gemeten. Op dit moment is alleen een bovengrens voor die massa bekend: 3,4 maal de massa van Neptunus oftewel 58 aardmassa’s. (EE)
Meer informatie:
→ Discovering an exoplanet the size of Neptune
De Internationale Astronomische Unie heeft de officiële naam goedgekeurd van de kleine satelliet van de 780 meter grote planetoïde Didymos, die het eerste doelwit van een planetoïden-afweermissie zal zijn. Het ongeveer 160 meter grote ’maantje’ heet van nu af aan Dimorphos. Voorheen werd dit object aangeduid met de bijnaam ‘Didymoon’. In juli 2021 zal NASA de Double Asteroid Redirection Test-missie (DART) lanceren. Deze ruimtesonde zal in 2022 inslaan op Dimorphos, in een poging om diens omloopbaan om zijn grotere soortgenoot te veranderen. Dit experiment is bedoeld om te onderzoeken of planetoïden zonodig voldoende uit koers kunnen worden gebracht om een botsing met de aarde te voorkomen. De inslag van DART zal worden vastgelegd door de Italiaanse mini-ruimtesonde LICIACube, die samen met DART wordt gelanceerd. Didymos en Dimorphos vormen overigens geen enkele bedreiging voor onze planeet. In 2027 zal de Hera-missie van ESA de beide planetoïden onderzoeken, om meer te weten te komen over de massa en oppervlakte-eigenschappen van Dimorphos, en over de vorm van de krater die DART heeft geslagen. Deze missie zal worden begeleid door twee ‘CubeSats’, waaronder Juventas die met behulp van radarapparatuur de inwendige structuur van Dimorphos gaat scannen. (EE)
Meer informatie:
→ IAU Approves Name of Target of First NASA and ESA Planetary Defence Missions
Bij nieuw onderzoek van gegevens die zijn verzameld met de zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo hebben wetenschappers een object van 2,6 zonsmassa ontdekt. Het object werd op 14 augustus 2019 opgespoord toen het in botsing kwam met een zwart gat van 23 zonsmassa's. Het is voor het eerst dat een object van deze massa op deze manier is gedectecteerd (The Astrophysical Journal Letters, 23 juni). Wanneer de meest massarijke sterren sterven, storten ze onder invloed van hun eigen zwaartekracht ineen en blijven zwarte gaten over. Wanneer iets minder zware sterren sterven, exploderen ze als supernova's en laten ze compacte objecten achter die neutronensterren worden genoemd. Al tientallen jaren vragen astronomen zich af of daar niet nog iets tussenin kan zitten. De zwaarst bekende neutronenster heeft namelijk niet meer dan 2,5 keer zoveel massa als onze zon, terwijl het lichtst bekende zwarte gat bij ongeveer 5 zonsmassa's zit. Onduidelijk is of het object dat bij zwaartekrachtgolf GW190814 betrokken was een te zware neutronenster is geweest of een heel licht zwart gat. Maar hoe dan ook lijkt er een massarecord te zijn gebroken. Ook de massaverhouding tussen beide objecten – een factor 9 – was ongekend groot. Bij de botsing is een zwart gat van ongeveer 25 zonsmassa's ontstaan. Dat is iets minder dan de massa's van de beide objecten samen. De rest van de massa is omgezet in een stoot energie die in de vorm van zwaartekrachtgolven vrijkwam. Deze gebeurtenis heeft zich op ongeveer 800 miljoen lichtjaar van de aarde afgespeeld. Anders dan bij een eerdere, enigszins vergelijkbare detectie is er ditmaal geen licht van de botsing waargenomen. Dat zou kunnen komen doordat het verschijnsel zich op zo'n grote afstand van de aarde heeft afgespeeld. Ook is het denkbaar dat de neutronenster in zijn geheel door het zwarte gat is opgeslokt, zodat zijn materie de kans niet kreeg om nog een laatste lichtflits te produceren. Wanneer het kleinere object eveneens een zwart gat was, zou er overigens überhaupt geen licht zijn vrijgekomen. (EE)
Meer informatie:
→ LIGO-Virgo Finds Mystery Object in 'Mass Gap'
Nieuw onderzoek wijst erop dat Pluto en andere grote objecten in de Kuipergordel niet altijd zo koud zijn geweest als nu. Mogelijk kwam bij de accretie van materiaal tijdens hun vormingsproces zoveel warmte vrij dat er – ondanks de grote afstand tot de zon – een vloeibare oceaan ontstond (Nature Geoscience, 22 juni). Dit ‘warme start’-scenario staat in contrast met het gangbare idee dat Pluto is begonnen als een bal van ijs en gesteente, waarin radioactieve vervalprocessen uiteindelijk genoeg warmte genereerden om het ijs te doen smelten, en zich een ondergrondse oceaan vormde. Omdat water uitzet wanneer het bevriest en krimpt wanneer het smelt, hebben de beide scenario’s verschillende consequenties voor de tektonische processen op Pluto en de oppervlaktestructuren die daardoor ontstaan. Bij een koude start en inwendige smelting zou Pluto zijn gekrompen, bij een warmte start juist zijn uitgezet. Omdat op de opnamen die ruimtesonde New Horizons in 2015 van Pluto heeft gemaakt veel aanwijzingen voor uitzetting en geen tekenen van krimp zijn gevonden, lijkt de conclusie voor de hand te liggen dat de dwergplaneet oorspronkelijk een vloeibare oceaan heeft gehad. Maar zo simpel is het misschien niet. Na een eerste periode van geleidelijke smelting zou de ondergrondse oceaan weer zijn gaan bevriezen. Dat zou betekenen dat er eerst krimp is geweest, en toen uitzetting. In het geval van een warme start zou er voortdurend sprake zijn geweest van uitzetting. De oudste oppervlaktestructuren op Pluto lijken inderdaad tekenen van vroegere én meer recente uitdijing van het oppervlak te vertonen. Dus wat is er nu precies gebeurd? Berekeningen laten zien dat het ervan afhangt hoe snel de dwergplaneet is gevormd. Als het accretieproces minder dan 30.000 jaar heeft geduurd, is Pluto waarschijnlijk warm geboren. Bij een meer geleidelijk accretieproces, zou het neerkomende materiaal de kans hebben gehad om af te koelen en lijkt een koude start aannemelijker. (EE)
Meer informatie:
→ Evidence Supports ‘Hot Start’ Scenario and Early Ocean Formation on Pluto
De röntgentelescoop eROSITA, het belangrijkste instrument van de Russisch-Duitse satelliet Spektr-RG, heeft zijn eerste complete hemelkaart afgeleverd. De kaart, waarop meer dan een miljoen objecten te zien zijn, geeft een gedetailleerd beeld van het hete, energetische heelal. Het gaat daarbij vooral om de actieve kernen van zeer verre sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels. Maar ook sterren met hete corona’s, dubbelsterren en supernovaresten in ons eigen Melkwegstelsel zijn geregistreerd. De nieuwe hemelkaart gaat ongeveer vier keer ‘dieper’ dan de vorige complete röntgensurvey van de hemel, die dertig jaar geleden door de Duitse röntgensatelliet ROSAT is verricht, en heeft ongeveer tien keer zoveel röntgenobjecten opgeleverd. Hoewel bijna alle kosmische objecten wel een zekere hoeveelheid röntgenstraling uitzenden, ziet het heelal er door een ‘röntgenbril’ gezien heel anders uit dan op beelden van optische telescopen en radiotelescopen. Dan wordt bijvoorbeeld pas duidelijk dat sterrenstelsels en clusters omgeven zijn door kolossale halo’s van ijl, heet gas. Het samenstellen van de röntgenkaart was een gigantische klus. Tot dusver heeft het missieteam ongeveer 165 gigabyte aan data van de zeven camera’s van eROSITA ontvangen. Naar de huidige maatstaven lijkt dat niet zo heel veel, maar het is niet eenvoudig om zoveel data over te halen van een instrument dat zich 1,5 miljoen kilometer van de aarde bevindt. Toch is het gelukt om 97 procent van alle data die de röntgentelescoop heeft verzameld veilig te stellen. eROSITA gaat overigens gewoon door met haar verkenning van de röntgenhemel. Ze is begonnen aan haar tweede survey, die naar verwachting eind dit jaar voltooid zal zijn. En daar blijft het niet bij: het is de bedoeling dat er de komende drieënhalf jaar zeven surveys worden gedaan. (EE)
Meer informatie:
→ Our deepest view of the X-ray sky
Nieuw onderzoek onder leiding van de Leidse promovendus Lukasz Tychoniec wijst uit dat planeten rond jonge sterren – op kosmische schaal – in een oogwenk van minder dan een half miljoen jaar worden geboren. Op basis van gegevens van het ALMA-observatorium in Noord-Chili en de VLA in New Mexico, VS, komen de sterrenkundigen tot de conclusie dat zeer jonge stofschijven al voldoende materiaal bevatten om planeetstelsels te bouwen. Tot nu toe keken astronomen vooral naar protoplanetaire schijven rond jonge sterren van 1 tot 3 miljoen jaar oud, en in die vrij volwassen schijven troffen ze steeds een hoeveelheid stof aan waaruit niet eens enkele gasplaneet zoals Jupiter te maken is. Lukasz Tychoniec van de Sterrewacht Leiden besloot daarom proto-sterren te onderzoeken in de relatief nabijgelegen moleculaire gaswolk in het sterrenbeeld Perseus. De protoplanetaire schijven die de astronomen onderzochten zijn slechts tussen de 100.000 en 500.000 jaar oud, maar zijn mogelijk al planeten aan het vormen. Uit metingen aan het licht dat het stof in de schijven uitzendt, blijkt er meer dan genoeg materiaal te zijn om planeten te bouwen. Ze vergeleken de massa van de schijven met de massa van meer dan 2000 bekende exoplaneetsystemen. Tychoniec: ‘In alle gevallen vonden we dat de hoeveelheid stof voldoende is om de bekende populatie exoplaneten te vormen. De schijven in de Perseus-wolk hebben geen moeite om exoplaneten te maken zoals we die zien in onze Melkweg.’ Het resultaat, dat is geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics, zal bijdragen aan het ontwikkelen van nieuwe modellen voor planeetvorming, waarmee astronomen een beter begrip krijgen van de manier waarop en het tempo waarin exoplaneten – en ook ons eigen zonnestelsel – zijn gevormd.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Het donkere-materie-experiment XENON in Italië meet meer activiteit in de detector dan met achtergrondstraling te verklaren is. Dat kan een indicatie zijn voor donkere materie, denken de onderzoekers van ondermeer Nikhef. ‘Maar er zijn andere heel interessante opties’, zegt Nikhef-groepsleider Patrick Decowski.Het experiment heeft een nieuwe analyse gepubliceerd van de metingen met XENON1T in Gran Sasso, Italië, in de jaren 2016-2018 waarin die detector diep onder de grond actief was. Inmiddels wordt de detector uitgebreid met een groter vat vloeibaar xenon, het materiaal waarop eventuele donkere-materiedeeltjes uit de kosmos zouden kunnen botsen. Donkere materie is een van de raadsels van de hedendaagse natuurkunde. Astronomen weten dat ongeveer 85 procent van alle massa in sterrenstelsels niet te zien is, maar wel zwaartekracht geeft. Wat dat veroorzaakt is onbekend. In theorie zouden dat onbekende deeltjes kunnen zijn die verder nauwelijks deeltjesinteractie hebben met andere materie, zoals WIMP’s. Als een WIMP een xenonatoom raakt komt er in theorie licht en elektronen vrij die in de detector kunnen worden waargenomen. Ook andere processen kunnen zulke signalen veroorzaken, een achtergrondsignaal waarmee de onderzoekers rekening moeten houden. In de meetperiode 2016-2018 werden 232 gebeurtenissen in de detector verwacht op grond van bekende achtergrondprocessen. Die werden gevonden door te kijken naar deeltjesinteracties met elektronen in de xenon-atomen. Voorheen ging de analyse om een botsing met xenon-kernen. Het XENON-team meldt nu in een voorpublicatie online op Arxiv dat er 53 extra gebeurtenissen zijn vastgelegd. Dat is niet reusachtig veel, maar statistisch wel relevant. Het signaal heeft niet de juiste kenmerken voor kosmische WIMP’s, denken de onderzoekers. Dat maakt het des te belangrijker om de echte bron van het overschot aan te wijzen. Een mogelijkheid is de aanwezigheid van een minieme hoeveelheid radioactief tritium in de ruim 3 ton xenon in de detector, ondanks alle zuiveringsstappen in het project. ‘We kunnen dit niet onafhankelijk meten en dus niet uitsluiten’, zegt Decowski. Naar schatting een paar honderd atomen tritium per ton xenon kunnen al roet in het eten gooien. Maar er zijn ook spannender verklaringen denkbaar, zegt het XENON-team. Het zou ook een aanwijzing kunnen zijn voor een echt nieuw deeltje. Het energiespectrum van de gevonden inslagen lijkt op dat van zogeheten axionen, deeltjes die volgens sommige hypotheses een rol spelen in de nucleaire processen in de zon. Dat kan samenhangen met donkere materie, maar hun bestaan zou hoe dan ook theoretisch belangrijk zijn. Tot nog toe zijn axionen nooit in een experiment gezien.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Astronomen hebben een pulsar – een rondtollende neutronenster – ontdekt die pas 240 jaar oud lijkt. Het naar astronomische maatstaven zeer jonge object is opgespoord met de röntgensatellieten Swift (NASA), NuSTAR (Caltech) en XMM-Newton (ESA). De ‘baby-pulsar’ werd op 12 maart jl. opgemerkt toen hij een flinke uitbarsting van röntgenstraling produceerde. Een neutronenster is het uiterst compacte restant van een zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. Swift J1818.0-1607, zoals de nieuwe ontdekking wordt genoemd, heeft tweemaal zoveel massa als de zon, maar is desondanks slechts een kilometer of twintig groot. Met een magnetisch veld dat ongeveer een factor duizend keer sterker is dan dat van de gemiddelde neutronenster, behoort Swift J1818.0-1607 tot de zogeheten magnetars – de meest magnetische objecten in het heelal. Objecten van dit type kunnen zeer krachtige uitbarstingen van licht en andere vormen van elektromagnetische straling produceren die tot ver in het heelal waarneembaar zijn. Tijdens zijn recente uitbarsting was deze magnetar minstens tien keer zo helder als normaal. Swift J1818.0-1607 bevindt zich in het sterrenbeeld Boogschutter, op een afstand van ongeveer 16.000 lichtjaar. Het licht dat we nu van de neutronenster ontvangen werd dus 16.000 jaar geleden uitgezonden, op het moment dat deze ongeveer 240 jaar oud was. (EE)
Meer informatie:
→ A Cosmic Baby Is Discovered, and It's Brilliant
Ruimtesonde SOHO, een gezamenlijke missie van ESA en NASA, heeft zijn 4000ste komeet geregistreerd. De komeet, die de voorlopige aanduiding SOHO-4000 heeft gekregen, is in beeldgegevens van de 25 jaar oude ruimtesonde opgemerkt door ‘burgerwetenschapper’ Trygve Prestgard. De nieuwe komeet heeft een kern die naar schatting slechts vijf tot tien meter groot is. Op het moment van zijn ontdekking bevond hij zich heel dicht bij de zon, waardoor hij niet waarneembaar is vanaf de aarde. Net als bijna alle andere kometen die met SOHO zijn ontdekt, maakt SOHO-4000 deel uit van de zogeheten Kreutz-familie. De kometen van deze familie, die ook wel zonnescheerders worden genoemd, volgen allemaal ruwweg dezelfde baan, die hen door de buitenste delen van de zonneatmosfeer voert. Het zijn waarschijnlijk brokstukken van een grote komeet die enkele eeuwen geleden uit elkaar is gevallen. Ontdekker Prestgard doet mee aan het Sungrazer Project van NASA. Samen met andere vrijwilligers speurt hij opnamen van de ruimtesondes SOHO en STEREO af naar mogelijke kometen. Vóór SOHO-4000 had hij al ongeveer 120 kometen opgespoord. (EE)
Meer informatie:
→ Citizen scientist discovers Sun-watcher SOHO’s 4000th comet
Een internationaal samenwerkingsverband van meer dan tweehonderd wetenschappers uit dertien landen heeft aangetoond dat de zeer energierijke gammastraling van quasars – de extreem heldere kernen van sterrenstelsels – niet alleen geconcentreerd is in de omgeving van hun centrale zwarte gat, maar zich uitstrekt langs de duizenden lichtjaren lange plasma-jets, die onder invloed van dat superzware zwarte gat worden gegenereerd (Nature, 18 juni). Sinds een aantal jaren nemen astronomen het heelal waar op de golflengte van gammastraling, die uit zeer energierijke fotonen bestaat. Gammastraling is afkomstig van plekken waar deeltjes tot extreem hoge energieën worden versneld. Het gaat daarbij onder meer om quasars. De intensiteit van de waargenomen straling kan op zeer korte tijdschalen van maximaal een minuut variëren. Daarom gingen wetenschappers ervan uit dat de bron van deze straling heel klein moest zijn en zich in de nabijheid van het superzware zwarte gat in het centrum van de quasar moest bevinden. Dat zwarte gat, dat miljarden keren zoveel massa kan hebben als onze zon, zou materie uit zijn omgeving aantrekken en een klein deel daarvan in de vorm van lange jets van plasma (extreem heet gas) met bijna de snelheid van het licht terug de ruimte in blazen. Met behulp van het H.E.S.S.-observatorium in Namibië, die indirect kosmische gammastraling registreert, heeft het internationale onderzoeksteam meer dan tweehonderd uur gedetailleerde waarnemingen gedaan van een relatief nabij actief sterrenstelsel dat tevens een sterke bron van radiostraling is: Centaurus A. Daarbij is dus gebleken dat niet alleen de kern van dit sterrenstelsel een bron van gammastraling is. Op basis van de nieuwe gegevens, komen de wetenschappers tot de conclusie dat deeltjes over de hele lengte van de jets versneld kunnen worden. Deze ontdekking doet vermoeden dat veel sterrenstelsels met uitgestrekte jets elektronen tot extreme energieën kunnen versnellen en een bron van gammastraling kunnen zijn. Tezamen zouden deze stelsels wellicht ook een aanzienlijke bijdrage leveren aan de diffuse gloed van gammastraling die overal in het heelal waarneembaar is. En dat zou betekenen dat de stelsels een aanzienlijke bijdrage leveren aan de herverdeling van energie in het intergalactische medium. (EE)
Meer informatie:
→ Quasar jets are particle accelerators thousands of light-years long
Een internationaal team van sterrenkundigen met daarbij een aantal Nederlandse onderzoekers heeft bij nader onderzoek aan een zogeheten repeterende snelle radioflitser ontdekt dat deze flitser ongeveer elke zestien dagen een salvo afgeeft. De flitser flitst echter niet helemaal met de regelmaat van de klok: niet elke uitbarsting duurt even lang en niet elke uitbarsting is even heftig. De onderzoekers publiceren hun onderzoek in Nature van 17 juni 2020. De onderzoekers bestudeerden de snelle radioflitser FRB 180916.J0158+65. Begin 2020 kwam deze repeterende snelle radioflitser ook al in het nieuws omdat de onderzoekers toen hadden ontdekt dat hij veel dichterbij staat dan andere radioflitsers. Nu keken de onderzoekers voor langere tijd naar de flitser. Ze bestudeerden de gegevens van de flitser tussen 16 september 2018 en 4 februari 2020. De sterrenkundigen zagen gemiddeld elke 16,35 dagen een uitbarsting van flitsen. De helft van de 38 uitbarstingen was in 13 uur voorbij, maar de rest van de uitbarstingen gingen soms 5 dagen door. Hoe het flitsgedrag ontstaat en waarom het soms langer duurt en heftiger is, is nog onduidelijk. Kenzie Nimmo, promovenda aan de Universiteit van Amsterdam, werkte mee aan het onderzoek en vermoedt dat de radioflitser deel uitmaakt van een dubbelstersysteem: ‘De wisselwerking met een andere ster zou dan de herhaling én de grilligheid aan uitbarstingen kunnen verklaren.’ Jason Hessels, onderzoeker aan de Universiteit van Amsterdam en bij ASTRON, gaat nu andere repeterende radioflitsen nader bestuderen: ‘We willen kijken of die ook soms heftiger en soms minder heftig flitsen. Daarmee hopen we meer vat te krijgen op het fenomeen.’ Onderzoekers bij JIVE (Joint Institute for VLBI ERIC) waren ook betrokken bij het onderzoek, en speelden een leidende rol bij het nauwkeurig lokalisatie van de radioflitser.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Tijdens een virtuele bijeenkomst van de Space Studies Board van de Amerikaanse National Academies heeft NASA-topman Thomas Zurbuchen bekendgemaakt dat de James Webb-ruimtetelescoop (JWST), de grote opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop, zeker niet op tijd klaar zal zijn voor een lancering in maart 2021. De oorzaak ligt ditmaal niet bij NASA of de JWST zelf, maar bij de corona-pandemie. Het werk aan de nieuwe ruimtetelescoop, die momenteel grondig wordt getest, heeft vertraging opgelopen omdat er de afgelopen tijd minder personeel beschikbaar was. Inmiddels draait alles bij hoofdaannemer Northrop Grumman wel weer zo’n beetje op volle toeren, maar de ontstane achterstand kan niet meer worden goedgemaakt. Overigens was het zelfs als alles op rolletjes was blijven lopen nog maar de vraag geweest of de geplande lanceerdatum haalbaar was. Maar nu heeft NASA die dus ook officieel uit het hoofd gezet. Zurbuchen verwacht nog steeds in 2021 te kunnen lanceren, maar benadrukte ook dat er nog veel werk moet worden verricht. Het laatste wat NASA wil, is dat er haast wordt gemaakt met het testen van de JWST. Anders dan voorganger Hubble zal de nieuwe ruimtetelescoop niet in een baan om de aarde worden gebracht, maar op anderhalf miljoen kilometer van onze planeet worden ‘geparkeerd’. Van onderhoudsbeurten, zoals die bij zijn voorganger hebben plaatsgevonden, kan dus geen sprake zijn: eenmaal gelanceerd is de JWST op zichzelf aangewezen. Het is dus zaak dat alle onderdelen van de ruimtetelescoop grondig worden getest. Dat geldt met name voor het zonneschild en de hoofdspiegel, die pas in de weken na de lancering zullen worden ontvouwen. Als daarbij onverhoopt iets misgaat, heeft NASA een levensgroot probleem. (EE)
Meer informatie:
→ Well. It Looks Like James Webb is Getting Delayed Again, but it Should Still Launch in 2021
Opvallende geologische structuren nabij de poolgebieden van de grote Saturnusmaan Titan zouden het gevolg kunnen zijn van recente vulkanische activiteit. Tot die conclusie komen Amerikaanse onderzoekers in een publicatie die recent in de Journal of Geophysical Research: Planets is verschenen. Op opnamen die tijdens de onderzoeksmissie van de ruimtesonde Cassini zijn gemaakt, zijn veel terreinvormen ontdekt die we kennen van onze eigen planeet. Het gaat daarbij onder meer om zandduinen, rivierdalen en meren – structuren die het gevolg zijn van activiteiten die zich in de dichte atmosfeer van Titan afspelen (wind en neerslag). De structuren bij de polen van de Saturnusmaan zouden echter een andere oorzaak hebben. Volgens de wetenschappers zijn het overblijfselen van ’cryovulkanen’ – verzakkingen in het landschap die zijn ontstaan door het smelten van de keihard bevroren korst van waterijs, veroorzaakt door de inwendige warmte van Titan. Bij dat proces zakt de korst in en vloeit stromend water over het oppervlak. De onderzoekers wijzen erop dat de structuren min of meer rond zijn, met verhoogde randen en elkaar soms overlappen. Daarmee lijken ze op landvormen zoals die voorkomen op de aarde en Mars, en die aan explosieve en ondermijnende vulkanische activiteit worden toegeschreven. De scherpe randen van de cryovulkanen wijzen erop dat ze niet erg lang geleden zijn ontstaan. (EE)
Meer informatie:
→ Evidence for Volcanic Craters on Saturn’s Moon Titan
De ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) van het Europese ruimteagentschap ESA heeft groen oplichtende zuurstof gedetecteerd in de atmosfeer van de planeet Mars. Het is voor het eerst dat dit type emissie bij een andere planeet dan de aarde is waargenomen (Nature Astronomy, 15 juni). Op aarde ontstaat gloeiende zuurstof als onderdeel van het poollicht. De oorzaak ligt bij energierijke elektronen vanuit de interplanetaire ruimte die in botsing komen met zuurstofatomen in de hoge atmosfeer. In reactie daarop zenden deze atomen een karakteristieke groene gloed uit. Dat is echter niet de enige manier waarop planeetatmosferen kunnen oplichten. De atmosferen van planeten zoals de aarde en Mars worden voortdurend bestookt met zonnestraling. En ook bij de interactie tussen deze straling en atomen en moleculen in de atmosfeer ontstaat licht, waaronder een groene ‘nachtgloed’ van zuurstof. Op aarde is deze nachtgloed heel zwak. Hij is alleen goed te zien wanneer onze planeet ‘van opzij’ wordt bekeken, bijvoorbeeld vanuit het internationale ruimtestation ISS. De TGO, die sinds 2015 om Mars cirkelt, heeft dezelfde gloed nu voor het eerst ook bij deze planeet geregistreerd. De gloed blijkt het helderst te zijn op 80 kilometer boven het planeetoppervlak. Uit de gegevens die de TGO heeft verzameld leiden wetenschappers af dat de emissie voornamelijk ontstaat door de afbraak van koolstofdioxide-moleculen. Daarbij komen koolstofmonoxide- en zuurstofatomen vrij, en het zijn deze laatste die de groene gloed produceren. Daarbij ontstaat gelijktijdig ook een nog veel helderdere gloed in het ultraviolet. (EE)
Meer informatie:
→ ExoMars spots unique green glow at the Red Planet
De Europese Solar Orbiter, een ruimtesonde die de zon gaat onderzoeken, heeft zijn eerste nadering van onze ster achter de rug. Hij bereikte een kleinste afstand (‘perihelium’) van 77 miljoen kilometer – ongeveer de helft van de afstand zon-aarde. In de komende week zullen de wetenschappers die bij deze ESA-missie betrokken zijn de tien instrumenten van de ruimtesonde, waaronder zes telescopen, aan een test onderwerpen. Daarbij zullen voor het eerst close-ups van het zonneoppervlak worden verkregen. De beelden worden naar verwachting medio juli vrijgegeven. De nieuwe zonne-opnamen zullen niet zo detailrijk zijn als die van de Daniel K. Inouye Solar Telescope op Hawaï, die eerder dit jaar zijn gemaakt. Maar deze telescoop kan de zon alleen in zichtbaar licht en in het nabij-infrarood bekijken – slechts een klein deel van het elektromagnetische spectrum. Solar Orbiter bekijkt de zon ook in het ultraviolet en op röntgengolflengten, en kan zo diens uitgestrekte atmosfeer compleet in beeld brengen. Naar verwachting zullen de uv-beelden van de ruimtesonde ongeveer twee keer zo scherp zijn als die van de Solar Dynamic Observatory (SDO) van NASA, die de zon vanuit een baan om de aarde observeert. Het hoofddoel van deze eerste waarnemingen is aantonen dat de telescopen van de Solar Orbiter bedrijfsklaar zijn. In komende jaren zal de ruimtesonde de zon nog dichter naderen en voor het eerst ook van boven en van onderen gaan bekijken. (EE)
Meer informatie:
→ Solar Orbiter makes first close approach to the Sun
Een van de oudste en grootste vraagstukken waar de wetenschap mee worstelt is of we de enige vorm van intelligent leven zijn in het heelal, of dat het daarvan van wemelt. Jammer genoeg valt het niet mee om daar op basis van de beschikbare feiten een goede inschatting van te maken. Onderzoekers van de Universiteit van Nottingham hebben vandaag in The Astrophysical Journal een artikel gepubliceerd waarin ze het vraagstuk op een nieuwe wijze benaderen. Hun schatting is gebaseerd op de aanname dat intelligent leven op andere planeten op vergelijkbare wijze ontstaat als op de aarde. Ervan uitgaande dat de ontwikkeling van intelligent leven op andere planeten ongeveer 5 miljard jaar in beslag neemt, komen de onderzoekers tot de slotsom dat er in onze Melkweg ongeveer 36 actieve – dat wil zeggen: communicerende – beschavingen moeten zijn. Hun precieze aantal hangt sterk af van hoe lang een beschaving, gewild of ongewild, signalen van zijn bestaan de ruimte in zendt. De gemiddelde afstand tot deze ‘spraakzame verwanten’ zou echter ongeveer 17.000 lichtjaar bedragen, wat de kans op detectie heel klein zou maken. Om over directe communicatie nog maar te zwijgen. (EE)
Meer informatie:
→ Research sheds new light on intelligent life existing across the galaxy
De wolken van gas en stof waaruit sterren en planeten ontstaan zijn vroeger rijk aan complexe organische moleculen dan tot nu toe werd gedacht. Dat schrijven astronomen van de Universiteit van Arizona in The Astrophysical Journal. Complexe organische moleculen spelen vermoedelijk een belangrijke rol bij het ontstaan van leven. Uit het onderzoek blijkt dat deze moleculen al honderdduizenden jaren voordat er echte sterren ontstaan rijkelijk aanwezig zijn in ‘stellaire kraamkamers’. Dat is verrassend, omdat verondersteld werd dat het voor de vorming van complexe organische moleculen vereist zou zijn dat het aanwezige gas en stof wordt opgewarmd door protosterren – sterren-in-wording. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van de 12-meter radiotelescoop van de radiosterrenwacht op Kitt Peak, ten zuidwesten van Tucson, Arizona. Met dit instrument zijn 31 sterloze verdichtingen van gas en stof onderzocht die deel uitmaken van een grote stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier, op ongeveer 440 lichtjaar van de aarde. Het zal nog honderdduizenden jaren duren voordat uit deze verdichtingen protosterren ontstaan. Desondanks zijn daarin nu de signaturen van complexe organische moleculen waargenomen. In alle onderzochte pre-stellaire verdichtingen is methanol aangetroffen en bij meer dan twintig ervan ook ethanal. De grote vraag is nu hoe deze moleculen zijn ontstaan. Aangenomen werd dat voor hun vorming warmte nodig is, maar de onderzochte verdichtingen zijn nog extreem koud. Om deze kwestie nader te onderzoeken willen de astronomen verder ‘inzoomen’ op enkele van de sterloze verdichtingen, om alle daarin aanwezige complexe organische moleculen te inventariseren. (EE)
Meer informatie:
→ Ingredients for Life Appear in Stellar Nurseries Long Before Stars are Born
