Een studie van zwaartekrachtvariaties op Mars heeft het bestaan blootgelegd van omvangrijke structuren die verborgen liggen onder de sedimentlagen van een voormalige oceaan. De analyse, die modellen en gegevens van verschillende onderzoeksmissies combineert, laat verder zien dat de grote vulkaan Olympus Mons mogelijk omhoog wordt gedrukt door actieve processen in de mantel van Mars. Deze bevindingen zijn deze week op het Europlanet-congres in Berlijn gepresenteerd door Bart Root van de Technische Universiteit Delft. Mars kent allerlei verborgen structuren, zoals diepe ijsafzettingen, maar de structuren die op de noordelijke poolvlakten van de planet zijn ontdekt, vormen een mysterie, omdat ze zijn bedekt met een dikke, gladde laag sediment waarvan wordt aangenomen dat deze is afgezet op een oude zeebedding. ‘Deze compacte structuren zouden vulkanisch van oorsprong kunnen zijn of bestaan uit materiaal dat lang geleden bij inslagen is samengedrukt. We hebben ongeveer twintig structuren van uiteenlopende afmetingen rond de noordelijke poolkap ontdekt, waarvan er één de vorm van een hond lijkt te hebben’, zegt Root. ‘Aan het oppervlak zie je er niets van, maar de zwaartekrachtgegevens bieden een inkijkje in de lange geschiedenis van het noordelijk halfrond van Mars.’ Samen met collega’s van de Universiteit Utrecht hebben Root en zijn team gebruik gemaakt van minuscule afwijkingen in de omloopbanen van ruimtesondes die om Mars cirkelen. Zo kwamen ze meer te weten over de interne massaverdeling van de planeet. Deze gegevens werden gecombineerd met waarnemingen van NASA’s Marslander InSight, die inzicht geven in de dikte en buigzaamheid van de korst van Mars en het diepe inwendige van de planeet. Het resultaat is een dichtheidskaart van de planeet. De kaart laat zien dat de noordelijke poolgebieden een ongeveer 300 tot 400 kilogram per kubieke meter hogere dichtheid hebben dan hun omgeving. Daarnaast heeft het onderzoek nieuwe inzichten opgeleverd over de onderliggende structuur van het enorme vulkanische Tharsis-gebied, waar ook de kolossale vulkaan Olympus Mons deel van uitmaakt. Hoewel vulkanen een zeer hoge dichtheid hebben, steekt het Tharsis-gebied ver boven het gemiddelde Marsoppervlak uit en is het omgeven door een gebied met een relatief zwakke zwaartekracht. Root en zijn team suggereren dat een lichte massa met een diameter van ongeveer 1750 kilometer op een diepte van 1100 kilometer het hele Tharsis-gebied omhoog drukt. De drijvende kracht zou een enorme lavapluim in het inwendige van Mars kunnen zijn, die naar de oppervlakte stijgt. ‘De InSight-missie heeft belangrijke nieuwe informatie opgeleverd over de harde buitenste laag van Mars. Dit betekent dat we opnieuw moeten nadenken over het fundament van de vulkaan Olympus Mons en zijn omgeving,’ aldus Root. ‘Het laat zien dat er in het binnenste van Mars nog steeds bewegingen plaatsvinden die het oppervlak beïnvloeden en mogelijk nieuwe vulkanische structuren doen ontstaan.’ (EE)
Meer informatie:
→ Gravity Study Gives Insights into Hidden Features Beneath Lost Ocean of Mars and Rising Olympus Mons
Een team van astronomen heeft de Webb-ruimtetelescoop gericht op het verre buitengebied van ons Melkwegstelsel, dat meer dan 58.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg verwijderd is. Ter vergelijking: de aarde bevindt zich op ongeveer 26.000 lichtjaar van het galactisch centrum (Astronomical Journal, augustus). Bij hun onderzoek maakten de astronomen gebruik van de nabij-infraroodcamera (NIRCam) en het midden-infraroodinstrument (MIRI) van de ruimtetelescoop. Daarmee hebben ze opnamen gemaakt van enkele specifieke gebieden in twee moleculaire wolken – Digel 1 en 2 – waar in hoog tempo nieuwe sterren worden gevormd. Op de opnamen zijn de afzonderlijke componenten van deze sterrenhopen te zien, waaronder jonge protosterren en opvallende nevelstructuren. De waarnemingen stellen wetenschappers in staat om de stervorming in het buitengebied van ons Melkwegstelsel net zo nauwgezet te onderzoeken als stervormingsgebieden in onze naaste omgeving. Hoewel de beide Digel-wolken zich binnen ons Melkwegstelsel bevinden, zijn ze relatief arm aan elementen zwaardere dan waterstof en helium. Deze samenstelling maakt ze vergelijkbaar met dwergsterrenstelsels en onze eigen Melkweg in diens jonge jaren. Daarom maakte het team van de gelegenheid gebruik om met Webb de activiteit vast te leggen in vier jonge sterrenhopen binnen de Digel-wolken 1 en 2: 1A, 1B, 2N en 2S. In het geval van subwolk Digel 2S heeft Webb een hoofdcluster met jonge, pasgevormde sterren vastgelegd. Dit compacte gebied is behoorlijk actief: diverse van de daar aanwezige sterren stoten lange jets van materie uit langs hun polen. Alles bij elkaar zijn in Digel 1 en 2 vier van deze stervormingsgebieden ontdekt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Peers into the Extreme Outer Galaxy
Voor het eerst hebben astronomen beelden vastgelegd van een andere ster dan de zon, die voldoende detailrijk zijn om de beweging van gasbellen op diens oppervlak te kunnen volgen. De beelden van de ster, R Doradus, zijn in juli en augustus 2023 verkregen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een telescoop die deels in eigendom is van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Ze laten reusachtige hete gasbellen zien, 75 keer zo groot als de zon, die aan het oppervlak verschijnen en sneller dan verwacht terugzakken in het inwendige van de ster. ‘Het is voor het eerst dat het borrelende oppervlak van een echte ster op deze manier kan worden getoond,’ aldus Wouter Vlemmings, hoogleraar aan de Technische Universiteit Chalmers in Göteborg (Zweden), en hoofdauteur van het onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Nature zijn gepubliceerd. ‘We hadden nooit verwacht dat de data van zo hoge kwaliteit zouden zijn dat we zo veel details van de convectie op het steroppervlak zouden zien.’ Sterren produceren energie in hun kern door middel van kernfusie. Deze energie kan naar het oppervlak van de ster worden afgevoerd in de vorm van enorme, hete bellen van gas, die vervolgens afkoelen en zinken – zoals bij een lavalamp. Door dit proces, dat convectie wordt genoemd, worden de zware elementen die in de kern zijn gevormd, zoals koolstof en zuurstof, verdeeld over de ster. Het vermoeden bestaat dat dit proces tevens verantwoordelijk is voor de sterrenwinden die deze elementen de ruimte in blazen, waar ze worden gebruikt om nieuwe sterren en planeten te vormen. Convectiebewegingen waren tot nu toe nog nooit in detail waargenomen bij andere sterren dan de zon. Met behulp van ALMA kon het team in de loop van een maand hoge-resolutiebeelden maken van het oppervlak van R Doradus, een rode reuzenster die ongeveer 350 keer zo groot is als de zon en op een afstand van ongeveer 180 lichtjaar in het sterrenbeeld Dorado (Goudvis) staat. Zijn grote omvang en betrekkelijke nabijheid maken hem tot een ideaal doelwit voor gedetailleerde waarnemingen. Bovendien is zijn massa vergelijkbaar met die van de zon, wat betekent dat R Doradus waarschijnlijk redelijk vergelijkbaar is met hoe onze zon er over vijf miljard jaar uit zal zien, wanneer ook zij in een rode reus is veranderd. Het is de astronomen ook gelukt om de snelheden te meten van de gasbellen op R Doradus. Daarbij hebben ze vastgesteld dat deze in een cyclus van een maand bewegen – sneller dan wetenschappers op basis van hoe de convectie in de zon werkt, hadden verwacht. Dit doet vermoeden dat het convectieproces, naarmate een ster ouder wordt, op een nog onbegrepen manier verandert. (EE)
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Op de eerste close-up beelden van de geologisch actieve Jupitermaan Io in meer dan 25 jaar is een nieuwe vulkaan ontdekt. De foto’s – gemaakt door NASA-ruimtesonde Juno – laten een verse vulkaan met meerdere lavastromen en vulkanische afzettingen zien, verspreid over een gebied van 180 bij 180 kilometer. De ontdekking is bekendgemaakt tijdens het Europlanet-congres dat deze week in Berlijn wordt gehouden. De nieuwe vulkaan bevindt zich even ten zuiden van de evenaar van Io. Hoewel deze Jupitermaan bezaaid is met actieve vulkanen, is op foto’s die tijdens NASA’s Galileo-missie in 1997 zijn gemaakt in dit gebied geen vulkaan te bekennen. De oostkant van de vulkaan vertoont een diffuse rode gloed, veroorzaakt door uitgestoten zwavel die naar het oppervlak van Io is teruggevallen. Aan de westkant zijn twee donkere lavastromen te zien van elk ongeveer honderd kilometer lang. Op het verste punt van de stromen, waar de lava zich heeft opgehoopt, heeft de hitte het bevroren oppervlak van Io doen verdampen, waardoor twee elkaar overlappende, ronde afzettingen zijn ontstaan. De beste foto van de nieuwe vulkaan, die Kanehekili wordt genoemd, is op 3 februari 2024 van een afstand van 2530 kilometer genomen tijdens de laatste van drie recente scheervluchten langs Io. Alles bij elkaar heeft de camera van Juno daarbij een twintigtal kleurenfoto’s gemaakt. Behalve de nieuwe vulkaan zijn daarop ook negen pluimen van reeds bekende vulkanische structuren op deze Jupitermaan te zien. (EE)
Meer informatie:
→ JunoCam Spots New Volcano on Active Io
Technici hebben met succes een probleem opgelost met de chemische stuwraketjes van de Voyager 1, die ervoor zorgen dat deze oude ruimtesonde op de aarde blijft gericht zodat hij commando’s kan ontvangen, en wetenschappelijke gegevens kan blijven overseinen. Na 47 jaar was een brandstofleiding in de stuwraketjes, die kleine pufjes gas uitstoten, verstopt geraakt met siliciumdioxide – een bijproduct dat na verloop van tijd ontstaat doordat een rubberen membraan in de brandstoftank van de ruimtesonde verstopt raakt. Daardoor neemt het vermogen van de stuwraketjes af – een probleem dat al in 2002 voor het eerst werd opgemerkt. Net als zustersonde Voyager 2 is de Voyager 1 uitgerust met meerdere stuwraketjes: twee sets voor de standregeling en één voor koerscorrecties. Toen de ruimtesondes de grote planeten van ons zonnestelsel verkenden, waren deze allemaal in gebruik, maar nu het tweetal het zonnestelsel achter zich heeft gelaten, zijn koerscorrecties verleden tijd en kunnen beide sets worden gebruikt om hen op de aarde gericht te houden. Toen in 2002 bleek dat enkele brandstofleidingen in de set van het standregelsysteem verstopt raakten, schakelde het Voyager-team over op de andere set. En toen in 2018 ook die begon te verstoppen, werd overgeschakeld op de set raketjes voor koerscorrecties. Inmiddels waren deze laatste er echter ook slecht aan toe, en moest weer worden teruggeschakeld naar een van de sets van het standregelsysteem. Om dit voor elkaar te krijgen, moesten de technici een van de verwarmingselementen van de ruimtesonde een uur lang uitschakelen, zodat er genoeg energie beschikbaar was om de verwarming van de stuwraket aan te zetten. Dit plan heeft gewerkt: op 27 augustus kon het Voyager-team melden dat de beoogde set weer in bedrijf is en helpt om Voyager 1 op de aarde gericht te houden. (EE)
Meer informatie:
→ Voyager 1 Team Accomplishes Tricky Thruster Swap
De bijna duizend kilometer grote dwergplaneet Ceres is het grootste object in de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter. Planeetwetenschappers vragen zich al jaren af of zij daar ter plekke is ontstaan. Ceres zou eventueel ook uit het buitengebied van ons zonnestelsel afkomstig kunnen zijn, en later naar binnen zijn gemigreerd. Een onderzoeksteam van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (Duitsland) trekt dit laatste scenario nu in twijfel. Reden: de ontdekking van ammonium-rijke afzettingen in en rond de Consus-krater op Ceres. Ceres is een buitenbeentje in de planetoïdengordel. Met een middellijn van ongeveer 960 kilometer is zij niet alleen het grootste object tussen de banen van Mars en Jupiter: anders dan haar talrijke kleine metgezellen vertoont zij een uiterst complexe en gevarieerde geologie. Zo ontdekte NASA-ruimtesonde Dawn tussen 2015 en 2018 wijdverspreide afzettingen van ammonium op haar oppervlak. Normaal gesproken is ammonium echter alleen stabiel in het koude buitengebied van ons zonnestelsel: elders verdampt het snel. Daarom dachten veel wetenschappers dat Ceres wellicht uit een koudere omgeving afkomstig was. Maar het nieuwe onderzoek spreekt dit tegen. Gegevens die de Dawn-sonde heeft verzameld wijzen erop dat Ceres het toneel is – of tot voor kort is geweest – van cryovulkanisme: een vorm van vulkanisme waar geen magma bij komt kijken, maar half-bevroren water. Zo zijn op de bodem van diverse inslagkraters lichtgekleurde zoutafzettingen aangetroffen. En in het geval van de krater Consus lijkt het om ammonium te gaan. De aanwezigheid van ammonium hoeft dus niet te betekenen dat Ceres uit het buitengebied van het zonnestelsel afkomstig is. Volgens de Duitse onderzoekers waren de bestanddelen van ammonium al aanwezig in het oorspronkelijke bouwmateriaal van Ceres. Omdat ammonium zich niet bindt aan de meeste materialen die in de mantel van Ceres voorkomen, hoopte het zich in de loop van de miljarden jaren op in een dikke laag pekel tussen de mantel en de korst van de dwergplaneet. Door cryovulkanische activiteit steeg de ammoniumrijke pekel herhaaldelijk naar de oppervlakte. Mogelijk hebben de mineralen in de korst van Ceres het ammonium daarbij als een soort spons geabsorbeerd. Bij inslagen, zoals die op de plek van de Consus-krater is dit materiaal vervolgens bloot komen te liggen. (EE)
Meer informatie:
→ Dwarf planet Ceres: Origin in the asteroid belt?
Astronomen hebben twee superzware zwarte gaten ontdekt die als twee sumoworstelaars om elkaar draaien. Ze zijn ongeveer driehonderd lichtjaar van elkaar verwijderd en bevinden zich op ongeveer 800 miljoen lichtjaar van de aarde, in het hart van twee samensmeltende actieve sterrenstelsels. Dubbele actieve sterrenstelsels als deze waren in het vroege heelal, sterrenstelsels vaker met elkaar in botsing kwamen, waarschijnlijker talrijker dan tegenwoordig. Dat er nu een voorbeeld is gevonden op ‘slechts’ 800 miljoen licht jaar is vrij bijzonder. Het superzware duo is bij toeval ontdekt. Op detailrijke Hubble-opnamen van hun moederstelsel waren drie optische diffractiepieken te zien, die duidden op het bestaan van een grote concentratie van gloeiend zuurstofgas binnen een heel klein gebied. Dat was een aanwijzing dat zich in het hart van het sterrenstelsel iets bijzonders afspeelt. (Diffractiepieken ontstaan wanneer licht van een heel klein gebied in de ruimte wordt afgebogen langs obstructies binnenin de telescoop, zoals een vangspiegel.) Toen de astronomen hetzelfde sterrenstelsel op röntgengolflengten waarnamen met de Chandra-ruimtetelescoop, zagen ze twee afzonderlijke bronnen van energierijke straling die samenvielen met de heldere lichtpieken die met Hubble te zien waren. Daaruit kon al worden afgeleid dat het om twee dicht om elkaar draaiende zwarte gaten zou kunnen gaan gaan. Al bestaande gegevens van de VLA-radiotelescoop bij Socorro, New Mexico (VS) hebben dit vermoeden bevestigd. Onduidelijk is nog waar de derde diffractiepiek op de Hubble-beelden vandaan komt. De oorzaak ervan kan liggen bij gas dat wordt bestookt door een jet van snel bewegend plasma die door een van de zwarte gaten wordt ‘afgevuurd’. Maar er zijn meer gegevens nodig om hier duidelijkheid over te krijgen. De twee superzware zwarte gaten bevonden zich ooit in de kernen van twee afzonderlijke sterrenstelsels, die op enig moment met elkaar in botsing kwamen en samensmolten. Deze fusie bracht de zwarte gaten dichter bij elkaar. Naar verwachting zullen ze geleidelijk steeds dichter naar elkaar toe spiralen en over ongeveer 100 miljoen jaar samensmelten – een gebeurtenis waarbij zwaartekrachtgolven worden opgewekt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA's Hubble, Chandra Find Supermassive Black Hole Duo
Het puin dat op 26 september 2022 opstoof bij de inslag van NASA-ruimtesonde DART op de kleine planetoïde Dimorphos kan zowel Mars als de aarde bereiken en daarbij mogelijk een meteorenregen veroorzaken. Dat blijkt uit modelberekeningen waarvan de resultaten binnenkort in The Planetary Science Journal worden gepubliceerd. De ruim 600 kilogram wegende ruimtesonde sloeg – bij wijze van test – met een snelheid van ongeveer zes kilometer per seconde in op Dimorphos, wat genoeg was om diens omloopbaan te beïnvloeden. In oktober zal het Europese ruimteagentschap ESA een andere ruimtesonde – Hera – lanceren om de gevolgen van de inslag van nabij te bestuderen. Vooruitlopend daarop heeft een team onder leiding van Eloy Peña-Asensio van de Technische Universiteit van Milaan (Italië) een computerreconstructie gemaakt van de inslag. Daarbij hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van opnamen die destijds met een kleine, met DART meereizende ruimtesonde werden gemaakt. De simulatie omvatte drie miljoen deeltjes, in grootte variërend van een duizendste millimeter tot tien centimeter en met snelheden tot twee kilometer per seconde. De resultaten laten zien dat de wat snellere deeltjes al over een jaar of zeven het zwaartekrachtsveld van de planeet Mars kunnen bereiken, en de tragere over een jaar of dertien. De snelste deeltjes kunnen rond die tijd ook het aarde-maansysteem al hebben bereikt. De precieze uitkomst hang af van de positie van de kegelvormige puinwolk van de inslag: materiaal aan de noordkant van de planetoïde zal waarschijnlijk richting Mars gaan, terwijl materiaal aan de zuidwestkant eerder onze kant op komt. Hoewel de allergrootste brokstukken de grootte van een honkbal hebben, lijkt het erop dat alleen kleinere deeltjes de aarde kunnen bereiken. Of deze groot genoeg zijn om waarneembare meteoren (‘vallende sterren’) te veroorzaken is onzeker. Het worden dus spannende tijden voor meteoorwaarnemers! (EE)
Meer informatie:
→ Debris from DART impact could reach Earth
Een team van Australische, Amerikaanse en Britse astronomen heeft het geïoniseerde gas rond het 270 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel IRAS 08339+6517 in beeld gebracht. Het onderzoek laat zien dat de gloed van dit gas zich tot ver buiten de stellaire schijf van het stelsel uitstrekt. Als dit sterrenstelsel representatief is, dan kan dit erop wijzen dat ons Melkwegstelsel in feite al in interactie is met zijn naaste buur, het Andromedastelsel (Nature Astronomy, 6 september). Waar eindigt een sterrenstelsel en begint de interstellaire ruimte? Het lijkt een eenvoudige vraag, totdat je het gas erbij betrekt dat een sterrenstelsel omringt – het zogeheten circumgalactische medium. De halo van gas rondom de stellaire schijf van een sterrenstelsel maakt ongeveer zeventig procent van diens massa uit – donkere materie niet meegerekend – maar verder was er tot nu toe weinig van bekend. Tot voor kort konden astronomen dit gas alleen waarnemen door het licht te meten van een achtergrondobject, zoals een quasar, dat door het gas wordt geabsorbeerd. Maar op die manier wordt het gas maar op één punt waargenomen. Bij het nieuwe onderzoek is, met behulp van geavanceerde technieken, vastgesteld dat het gas rond IRAS 08339+6517 zich tot minstens honderdduizend lichtjaar van het centrum van dit sterrenstelsel uitstrekt. Ter vergelijking: de stellaire schijf van het stelsel strekt zich tot op slechts 7800 lichtjaar uit. ‘We zien nu waar de invloed van het sterrenstelsel ophoudt – de plek waar het deel begint uit te maken van zijn omgeving en in aanraking komt met andere sterrenstelsels’, aldus Nikole Nielsen, hoofdauteur van het vandaag gepubliceerde onderzoeksverslag. ’Doorgaans zijn deze overgangen heel vaag, maar bij dit sterrenstelsel hebben we een tamelijke duidelijk overgang ontdekt tussen diens circumgalactische medium en de interstellaire ruimte.’ Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van de Keck Cosmic Web Imager van de Keck-sterrenwacht op Mauna Kea (Hawaï) – een van de meest gevoelige camera’s in zijn soort. (EE)
Meer informatie:
→ Galaxies are much much bigger than we thought
Nog maar 120 miljoen jaar geleden kunnen er (bescheiden) vulkanische uitbarstingen hebben plaatsgevonden op de maan, zo blijkt uit een nieuwe analyse van materiaal dat door de Chinese maanlander Chang’e‑5 is verzameld (Science, 5 september). Eerder onderzoek, gebaseerd op bodemmonsters van Apollo (VS), Loena (Sovjetunie) en Chang’e‑5, had al aangetoond dat er verspreid over de maan sporen van vulkanisch materiaal van ongeveer 4,4 tot 2,0 miljard jaar geleden te vinden zijn. De nieuwe bevindingen suggereren dat het vulkanisme aanzienlijk langer heeft bestaan – in elk geval op beperktere, meer lokale schaal. Voor hun onderzoek hebben Bi-Wen Wang, Qian W.L. Zhang en collega’s ruim drieduizend glasbolletjes, verzameld door de Chang’e‑5, onder de loep genomen. Ze onderzochten hun chemische samenstelling, fysische kenmerken en zwavelisotopen om onderscheid te maken tussen mogelijk vulkanisch glas, en glas dat door meteorietinslagen is ontstaan. Uiteindelijk hebben de Chinese onderzoekers van drie (!) glasbolletjes weten vast te stellen dat ze van vulkanische oorsprong zijn. De daaropvolgende radiometrische datering heeft laten zien dat de betreffende bolletjes ongeveer 123 miljoen jaar geleden zijn gevormd. De vulkanische bolletjes bevatten veel kalium, fosfor en zeldzame aardelementen, ook wel KREEP-elementen genoemd, die radioactieve verhitting kunnen veroorzaken. Lokale verhitting door KREEP-elementen kan gesteenten in de mantel van de maan hebben doen smelten, waarbij volgens Wang en collega’s mogelijk kleine hoeveelheden magma zijn uitgebroken. (EE)
Meer informatie:
→ Tiny glass beads indicate volcanism on the Moon 120 million years ago
De vele duizenden kleine hemellichamen voorbij de baan van Neptunus zijn daar mogelijk terechtgekomen doordat een ster miljarden jaren geleden langs het zonnestelsel scheerde. Dat laten gedetailleerde computersimulaties van een team van Duitse en Nederlandse onderzoekers zien. Ze publiceren hun bevindingen in twee wetenschappelijke artikelen (Nature Astronomy en The Astrophysical Journal Letters, 4 september). Sterrenkundigen konden tot nu toe moeilijk verklaren waarom er duizenden hemellichamen met diameters van meer dan honderd kilometer in langgerekte, schuine banen om de zon draaien. Een team van onderzoekers met daarbij simulatie-expert Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) heeft nu meer dan drieduizend computersimulaties verricht. Uit de simulaties kwam naar voren dat er miljarden jaren geleden een ster van ongeveer 0,8 keer zonsmassa langs kan zijn gevlogen. De ster kwam onder een hoek van ongeveer zeventig graden op ongeveer 110 keer de afstand aarde-zon voorbij. Ter vergelijk: Neptunus staat op dertig keer de afstand aarde-zon. De langs-scherende ster verklaart niet alleen de banen van bijvoorbeeld de dwergplaneet Sedna, maar ook die van objecten die bijna loodrecht op de planeetbanen bewegen. En het kan de banen verklaren van 2008 KV42 en 2011 KT19: twee hemellichamen die ten opzichte van de planeten in tegengestelde richting draaien. ‘En, tot onze verrassing leveren de simulaties ook een verklaring voor waarom Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus twee soorten manen hebben,’ voegt Simon Portegies Zwart daaraan toe. ‘Door de stellaire flyby werden sommige kleine hemellichamen uit de buitengebieden naar binnen geslingerd en daar ingevangen door de reuzenplaneten. Dat werden vervolgens de onregelmatige maantjes die op grote afstand, in schuine langgerekte banen om de planeten draaien.’ ‘De schoonheid van de simulatie en het daaruit voorkomende model ligt in de eenvoud," zegt hoofdauteur Susanne Pfalzner van het Forschungszentrum Jülich in Duitsland. ‘Het beantwoordt meerdere open vragen aan de hand van één gebeurtenis.’
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
De Europees-Japanse ruimtemissie BepiColombo maakt vandaag (4 september), geheel volgens plan, een scheervlucht langs Mercurius – de vierde in een reeks van zes manoeuvres die hem uiteindelijk in een omloopbaan om de planeet moeten brengen. Maar inmiddels is duidelijk geworden dat hij zijn voor 2025 geplande aankomst niet zal halen vanwege problemen met zijn raketmotor. BepiColombo werd in 2018 gelanceerd om de planeet Mercurius – de binnenste en kleinste planeet van ons zonnestelsel – uitgebreid te onderzoeken. Daarbij volgt hij een nogal omslachtige route, bestaande uit een scheervlucht langs de aarde, twee scheervluchten langs de planeet Venus en nog eens zes langs Mercurius zelf. Aanvankelijk verliep de reis zonder problemen, maar in april van dit jaar ontdekten technici van ESA onverwachte elektrische stromen tussen het zonnepaneel van de Mercury Transfer Module – het ‘moederschip’ dat zowel een Europese als een Japanse orbiter in een omloopbaan om Mercurius moet afzetten – en de module die de stroom over de verschillende onderdelen van de ruimtesonde, waaronder ook de ionenmotor, verdeelt. Hierdoor levert deze laatste minder vermogen. Zoals het zich nu laat aanzien vormt de storing geen bedreiging voor de wetenschappelijke missie zelf. ESA heeft wel het traject dat BepiColombo volgt moeten aanpassen. Hierdoor zal hij ongeveer 35 kilometer dichter langs Mercurius scheren dan oorspronkelijk was gepland en is er minder stuwkracht nodig voor de volgende scheervlucht. Daar staat tegenover dat de missie een jaar vertraging oploopt. (EE)
Meer informatie:
→ Thruster issues delay BepiColombo probe's Mercury arrival until November 2026 (Space.com)
Ongeveer vier miljard jaar geleden werd Jupitermaan Ganymedes getroffen door een planetoïde. Nieuw onderzoek van planeetwetenschapper Naoyuki Hirata van de Kobe-universiteit (Japan) wijst erop dat de rotatieas van Ganymedes daarbij kantelde (Scientific Reports, 3 september). Ganymedes is de grootste maan van ons zonnestelsel – groter zelfs dan de planeet Mercurius. Hij is ook interessant vanwege de oceanen van vloeibaar water onder zijn ijzige oppervlak en om het feit dat hij – net als de maan van de aarde – synchroon roteert. Dit betekent dat één draaiing van Ganymedes net zo lang duurt als één omloop om Jupiter. Als gevolg hiervan is altijd dezelfde kant van Ganymedes naar Jupiter gericht. Grote delen van het oppervlak van Ganymedes zijn bedekt met concentrische groeven rond één specifieke plek. Al in de jaren 80 van de vorige eeuw kwamen wetenschappers tot de conclusie dat deze door een grote inslag zijn veroorzaakt. ‘De grote Jupitermanen Io, Europa, Ganymedes en Callisto hebben allemaal interessante kenmerken, maar wat vooral mijn aandacht trok waren deze groeven op Ganymedes,’ zegt Hirata. ‘We wisten dat deze structuur ongeveer vier miljard jaar geleden moest zijn ontstaan door de inslag van een planetoïde, maar we wisten niet precies hoe groot deze inslag was en welk effect hij had op deze maan.’Hirata was de eerste die zich realiseerde dat de locatie van de vermoedelijke inslag vrijwel precies op de meridiaan ligt die het verst van Jupiter verwijderd is. Op basis van de overeenkomsten met een inslag op Pluto, die de stand van de rotatieas van deze dwergplaneet veranderde, kwam hij op het idee dat Ganymedes zo’n zelfde kanteling heeft ondergaan. Hirata is gespecialiseerd in het simuleren van inslagen op manen en planetoïden, en kon dus berekenen wat voor soort inslag de oorzaak kan zijn geweest. In zijn nieuwe onderzoeksartikel komt Hirata tot de conclusie dat de inslaande planetoïde een middellijn van ongeveer 300 kilometer had, waarmee hij ongeveer twintig keer zo groot zal zijn geweest als de planetoïde die 66 miljoen jaar geleden op aarde is ingeslagen en daarbij een ongeveer 1500 kilometer grote krater sloeg. Volgens zijn simulaties zou alleen een inslag van deze grootte ervoor kunnen hebben zorgen dat de rotatieas van de Ganymedes uiteindelijk zijn huidige stand innam – ongeacht de plek op het oppervlak waar de inslag plaatsvond. (EE)
Meer informatie:
→ Gigantic asteroid impact shifted the axis of Solar System's biggest moon
De Europese Solar Orbiter heeft cruciale gegevens geleverd die antwoord geven op de vraag waar de energie vandaan komt die de zonnewind verhit en versnelt. In samenwerking met de Parker Solar Probe van NASA heeft de Solar Orbiter laten zien dat de energie die nodig is om deze uitstroom van deeltjes aan te drijven afkomstig is van sterke fluctuaties in het magnetische veld van de zon (Science, 29 augustus). De zonnewind is een constante stroom van geladen deeltjes die uit de corona – de buitenste atmosfeer van de zon – ontsnapt. Het is de botsing van de zonnewind met de atmosfeer van onze planeet die het kleurrijke poollicht aan onze hemel veroorzaakt. De zogeheten snelle zonnewind beweegt met snelheden van meer dan 1,8 miljoen kilometer per uur, maar vreemd genoeg verlaat deze wind de corona met lagere snelheden. Er moet dus iets zijn dat hem versnelt. Maar wat? De gegevens van de Solar Orbiter en de Parker Solar Probe leveren het doorslaggevend bewijs dat het antwoord ligt bij omvangrijke oscillaties in het magnetische veld van de zon die Alfvén-golven worden genoemd – iets dat overigens al langer werd vermoed. In een gewoon gas, zoals de atmosfeer van de aarde, zijn geluidsgolven de enige golven die kunnen worden overgedragen. Wanneer gas echter wordt verhit tot extreme temperaturen, zoals in de atmosfeer van de zon, komt het in een geëlektrificeerde toestand die plasma wordt genoemd en is het gevoelig voor magnetische velden. Hierdoor kunnen er Alfvéngolven ontstaan. Deze golven slaan energie op en kunnen die efficiënt door een plasma transporteren. Bij een normaal gas komt de opgeslagen energie tot uiting als dichtheid, temperatuur en snelheid. Bij een plasma komt daar nog een magnetische component bij. Solar Orbiter en Parker bevatten allerlei instrumenten om de eigenschappen van het zonneplasma te meten, waaronder het magnetische veld. Hoewel de beide ruimtesondes op verschillende afstanden van de zon en compleet andere banen doorlopen, kruisten ze in februari 2022 toevallig dezelfde stroom deeltjes van de zonnewind. Parker, op ongeveer 9 miljoen kilometer van de zon aan de buitenste begrenzing van de corona, passeerde de stroom als eerste. Solar Orbiter, op 89 miljoen kilometer, doorkruiste deze een dag of twee later. Een onderzoeksteam heeft deze toevallige gebeurtenis benut om verschillende eigenschappen van het plasma op de beide locaties gemeten, waaronder ook de daarin opgeslagen magnetische energie. Daarbij ontdekten ze dat op de plek waar Parker zijn metingen deed ongeveer tien procent van de totale energie in het magnetische veld was opgeslagen. Bij Solar Orbiter was dit al afgenomen tot slechts één procent, maar was het plasma sterker versneld en minder snel afgekoeld dan verwacht. Daaruit concludeert het team dat de verloren magnetische energie verantwoordelijk was voor de versnelling van de zonnewind, en de afkoeling van het plasma vertraagde door dit nog wat op te warmen. (EE)
Meer informatie:
→ Solar Orbiter shows how solar wind gets a magnetic push
Vier jaar nadat de ontdekking van fosfine in de wolken rond Venus ophef – en vooral ook scepsis – veroorzaakte, zijn bij waarnemingen met de James Clerk Maxwell-submillimeter-telescoop op Hawaï tussen februari 2022 en september 2023 opnieuw aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van deze chemische verbinding, die op de aanwezigheid van leven kan wijzen. Behalve fosfine hebben de onderzoekers ook sporen van ammoniak en zwaveldioxide aangetroffen in de Venusatmosfeer. De voorlopige bevindingen, die in juli zijn gepresenteerd tijdens een speciale bijeenkomst van Britse astronomen, suggereren dat er leven zou kunnen bestaan in de extreem hete en zure atmosfeer van Venus. ‘Dit betekent dat er op de een of andere manier waterstofverbindingen worden geproduceerd in de Venusatmosfeer, waar we ze niet verwachten,’ aldus onderzoeksleider Dave Clements van Imperial College London (VK). ‘We kunnen op dit moment nog niet zeggen of er leven in het spel is of niet. Maar welk proces er ook verantwoordelijk is voor deze chemische verbindingen, ze moeten aan de lopende band worden geproduceerd. Want fosfine blijft niet lang heel in de Venusatmosfeer, en ammoniak waarschijnlijk ook niet.’ Clements en zijn collega’s houden het er voorlopig op dat er tien tot twintig procent kans is dat de nieuwe detectie op het bestaan van levende organismen wijst. Maar veel waarschijnlijker is het dat de fosfine haar oorsprong vindt in nog onbegrepen chemische reacties. Fosfine komt veel voor in de atmosferen van gasrijke reuzenplaneten zoals Jupiter en Saturnus, die veel waterstof bevatten. Daar ontstaat fosfine heel diep in de planeet, onder extreem hoge druk en temperatuur, en wordt ze door convectiestromen omhoog gevoerd, waar ze van buitenaf waarneembaar is. Maar de atmosferen van aardse planeten als de aarde en Venus zijn chemisch heel anders, omdat ze oxiderend zijn en verbindingen zoals fosfine en ammoniak afbreken. Zulke verbindingen overleven niet lang in deze atmosferen, dus ze moeten daar ter plekke zijn geproduceerd. Op aarde zijn de industrie en anaerobe bacteriën de enige producenten, maar over de chemische processen die zich in en op Venus afspelen bestaat nog veel onduidelijkheid. Veel planeetwetenschappers blijven dan ook sceptisch over de detectie van fosfine op Venus. Als er al fosfine zou zijn, is het volgens hen veel eerder afkomstig van vulkanische activiteit dan van levende organismen. (EE)
Meer informatie:
→ Controversial phosphine findings on Venus corroborated (ChemistryWorld)
Astronomen hebben het antwoord gevonden op de vraag hoe donker de ruimte is. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van de diensten van ruimtesonde New Horizons, die zich momenteel in het donkere buitengebied van ons zonnestelsel bevindt (The Astrophysical Journal, 28 augustus). Meer dan achttien jaar na zijn lancering en negen jaar na zijn verkenning van dwergplaneet Pluto bevindt New Horizons zich inmiddels op meer dan 7,3 miljard kilometer van de aarde – een uniek uitkijkpunt van waaruit de globale helderheid van het heelal kan worden gemeten. De resultaten laten zien dat het overgrote deel van het zichtbare licht dat we uit het heelal ontvangen, is opgewekt in sterrenstelsels. Er zijn geen aanwijzingen gevonden voor significante hoeveelheden licht die afkomstig zouden zijn van objecten waarvan astronomen het bestaan nog niet kennen. De bevindingen lossen een vraagstuk op dat wetenschappers al bezighoudt sinds de jaren 60, toen de astronomen Arno Penzias en Robert Wilson ontdekten dat de ruimte is doordrenkt met sterke microgolfstraling, waarvan werd voorspeld dat het een overblijfsel is van het ontstaan van ons heelal: de oerknal. Later vonden astronomen ook bewijs voor alomaanwezige röntgen, gamma- en infraroodstraling. Al vóórdat ruimtetelescopen zoals Hubble en Webb zwakke sterrenstelsels rechtstreeks konden waarnemen bood de detectie van ‘gewoon’ oftewel zichtbaar kosmisch licht een manier om licht te meten van andere bronnen dan de bekende sterrenstelsels. Maar vanaf de aarde of elders in het centrale deel van ons zonnestelsel zijn zulke metingen heel moeilijk, met name vanwege het felle licht van de zon en de aanwezigheid van stofdeeltjes die het zonlicht verstrooien. New Horizons heeft zon en planeten ver achter zich gelaten en is inmiddels op weg naar de interstellaire ruime, waar het veel donkerder is. Met behulp van zijn camera heeft hij een twintigtal stukjes hemel bekeken – met de zon in zijn rug uiteraard – die ver van de heldere band van de Melkweg en nabije heldere sterren lagen. De astronomen gebruikten ook andere gegevens, verzameld in het ver-infrarood door de Europese ruimtetelescoop Planck, van beeldvelden met uiteenlopende hoeveelheden stof, om zo een nauwkeurige schatting te kunnen maken van de hoeveelheid strooilicht die in de meting van de zichtbare kosmische achtergrondstraling verstopt zit – iets wat bij een eerdere meting niet goed was gelukt. Maar ditmaal, na rekening te hebben gehouden met alle bekende lichtbronnen, zoals achtergrondsterren en licht dat wordt verstrooid door ijle stofwolken in de Melkweg, hebben de onderzoekers vastgesteld dat de resterende hoeveelheid zichtbaar licht volledig overeenkomt met het licht dat alle sterrenstelsels bij elkaar de afgelopen 12,6 miljard jaar hebben gegenereerd. Als je al die sterrenstelsels wegdenkt, blijft alleen duisternis over. (EE)
Meer informatie:
→ New Horizons Measurements Shed New Light on the Darkness of the Universe
Een team van onderzoekers uit Canada, Australië, het Verenigd Koninkrijk en de VS heeft de specifieke locaties ontdekt waar de meeste van de ongeveer tweehonderd Marsmeteorieten die op aarde zijn gevonden vandaan komen. Ze hebben de meteorieten kunnen herleiden naar vijf inslagkraters in twee vulkanische gebieden op de rode planeet die Tharsis en Elysium worden genoemd (Science Advances, 16 augustus). Marsmeteorieten vinden hun weg naar onze planeet wanneer iets zo hard inslaat op het oppervlak van Mars, dat er materiaal aan de zwaartekracht van de planeet kan ontsnappen. Dit uitgestoten materiaal vliegt de ruimte in, belandt in een baan om de zon, en een deel ervan valt uiteindelijk als meteoriet op aarde. De oorspronkelijke inslag laat een krater achter op het Marsoppervlak. ‘Dit is tien keer gebeurd in de recente geschiedenis van Mars,’ zegt Chris Herd van de Universiteit van Alberta (Canada). ‘En we denken dat we voor de helft van alle tien groepen Marsmeteorieten de bronkraters hebben gevonden.’Een van de cruciale elementen van het nieuwe onderzoek is dat het de onderzoekers is gelukt om het uitwerpingsproces te modelleren, en op basis van dat proces de afmetingen te bepalen van de kraters die een specifieke groep meteorieten of zelfs één specifiek meteoriet kunnen hebben voortgebracht. Volgens Herd kunnen we ook mogelijke plekken op Mars identificeren waar meteorieten vandaan komen die nog onderzocht moeten worden. Daarvoor hebben we bepaalde details nodig over wanneer en hoe een meteoriet van Mars is weggeblazen en hoe oud de steen was toen hij op het oppervlak van Mars kristalliseerde. ‘Zo kunnen we het aantal potentiële kraters terugbrengen tot vijftien, en die vijftien kunnen we op basis van specifieke meteorietkenmerken dan nog verder inperken.’Dat we kunnen vaststellen dat een bepaalde meteoriet die op aarde is aangetroffen daadwerkelijk van Mars afkomstig is, is te danken aan onderzoek uit de jaren 80 van de vorige eeuw. Wetenschappers ontdekten toen dat zulke stenen een ‘vingerafdruk’ van de Marsatmosfeer bevatten. Deze vingerafdruk bestaat uit een specifieke combinatie van ingesloten gassen die overeenkomen met de gassen de Viking-landers tien jaar eerder in de atmosfeer van de rode planeet hadden gemeten. Op basis van de nieuwe inzichten kunnen waarschijnlijk nog meer ontdekkingen worden gedaan, want tijdens het onderzoek zijn diverse kraters Marskraters ontdekt waarvan voor zover bekend geen Marsmeteorieten zijn gevonden. Dat zou kunnen komen doordat ze geen materiaal uitwierpen, maar volgens Herd is het ook heel goed mogelijk dat de meteorieten van deze specifieke inslagkraters nog niet op aarde zijn aangekomen of nog gevonden moeten worden. (EE)
Meer informatie:
→ The means for mapping martian meteorites
De Event Horizon Telescope (EHT)-samenwerking heeft met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en andere faciliteiten testwaarnemingen gedaan waarbij de hoogste resolutie is bereikt die ooit vanaf het aardoppervlak is verkregen. Ze hebben dit voor elkaar gekregen door licht van verre sterrenstelsels te detecteren op een frequentie van ongeveer 345 gigahertz, wat overeenkomt met een golflengte van 0,87 millimeter. De EHT-partners verwachten dat ze in de toekomst afbeeldingen van zwarte gaten kunnen maken die vijftig procent gedetailleerder zijn dan voorheen mogelijk was, waardoor het gebied net buiten de rand van nabije superzware zwarte gaten scherper in beeld kan worden gebracht. Ook zullen ze meer zwarte gaten kunnen vastleggen dan ze tot nu toe hebben gedaan (The Astronomical Journal, 27 augustus). De EHT-samenwerking heeft in 2019 beelden vrijgegeven van M87*, het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87, en drie jaar later van Sgr A*, het zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel. Deze beelden werden verkregen door diverse radiosterrenwachten, verspreid over de hele wereld, met elkaar te verbinden met behulp van een techniek die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd, om zo één virtuele telescoop ter grootte van de aarde te vormen. Om beelden met een hogere resolutie te maken, kunnen astronomen grotere telescopen gebruiken of een VLBI-netwerk van telescopen die verder uit elkaar staan. Maar omdat de Event Horizon Telescope al zo groot was als de aarde, was er een andere aanpak nodig om de resolutie van waarnemingen vanaf de grond te verhogen. Een alternatieve manier om de resolutie van een telescoop te verbeteren is door licht met een kortere golflengte waar te nemen – en dat is wat de EHT-samenwerking nu heeft gedaan. ‘Met de EHT zagen we de eerste beelden van zwarte gaten met behulp van waarnemingen op een golflengte van 1,3 millimeter. Maar de daarbij vastgelegde heldere ring – bestaande uit licht dat door de zwaartekracht van het zwarte gat wordt afgebogen – zag er nog wazig uit, omdat we aan de absolute limiet zaten van hoe scherp we de beelden konden maken,’ aldus Alexander Raymond, co-leider van het onderzoek, voorheen postdoc aan het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) en nu aan het Jet Propulsion Laboratory, beide in de VS. ‘Op 0,87 millimeter zullen onze opnamen scherper zijn, waardoor waarschijnlijk nieuwe details aan het licht zullen komen – voorspelde, maar misschien ook wel onverwachte.’ Om aan te tonen dat detecties op 0,87 millimeter mogelijk zijn, heeft de EHT-samenwerking op deze golflengte testwaarnemingen gedaan van verre sterrenstelsels. In plaats van de volledige EHT-array gebruikten ze daarbij twee kleinere sub-arrays, die beide zowel ALMA als het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in de Atacama-woestijn in Chili omvatten. De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) is ALMA-partner en mede-huisvester en -beheerder van APEX. De overige faciliteiten die bij het proefexperiment zijn gebruikt, zijn de IRAM 30-meter telescoop in Spanje, de NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) in Frankrijk, de Greenland Telescope en de Submillimeter Array op Hawaï. Met deze instrumenten heeft de EHT-samenwerking waarnemingen gedaan die details tot op 19 microboogseconden vertonen – de hoogste resolutie die ooit vanaf het aardoppervlak is bereikt. Maar hoewel licht van verschillende verre sterrenstelsels werd gedetecteerd, zijn er niet genoeg antennes gebruikt om nauwkeurige beelden uit de gegevens te kunnen destilleren. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
De Webb-ruimtetelescoop heeft zes weesplaneten ontdekt: objecten van planetaire proporties die niet gebonden zijn aan de zwaartekracht van een ster. De ontdekkingen doen vermoeden dat dezelfde kosmische processen die sterren doen ontstaan ook een rol kunnen spelen bij de vorming van objecten die niet veel groter zijn dan de planeet Jupiter. De ontdekkingen zijn gebaseerd op waarnemingen van NGC1333, een jong stervormingsgebied op ongeveer duizend lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus. Op een nieuwe foto die vandaag door het Europese ruimteagentschap ESA is vrijgegeven, is te zien hoe NGC1333 oplicht door de aanwezigheid van grote hoeveelheden stof en gas. Een artikel met de bevindingen van het onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in The Astronomical Journal. De Webb-gegevens suggereren dat de ontdekte planeten gasreuzen zijn die vijf tot tien keer zoveel massa hebben als Jupiter. Daarmee behoren ze tot de lichtste objecten die zijn ontstaan uit een proces dat normaal gesproken sterren en bruine dwergen voortbrengt die ooit zijn ontdekt. ‘We hebben gevoelige infraroodopnamen van Webb gebruikt om te zoeken naar de zwakste objecten in NGC1333, om zo het antwoord te vinden op de fundamentele vraag hoe klein een object mag zijn om zich op sterachtige wijze te kunnen vormen,’ aldus astrofysicus en hoofdauteur Ray Jayawardhana. ‘Het blijkt dat de massa’s van de kleinste weesobjecten die zich als sterren vormen vergelijkbaar zijn met die van grote exoplaneten.’ Bij de waarnemingen zijn geen objecten van minder dan vijf Jupitermassa’s ontdekt, ondanks het feit dat de ruimtetelescoop gevoelig genoeg is om zulke objecten te detecteren. Dat is een sterke aanwijzing dat stellaire objecten die lichter zijn dan deze drempelwaarde meer kans hebben om zich te vormen zoals planeten dat doen. ‘Onze waarnemingen bevestigen dat de natuur op ten minste twee verschillende manieren objecten van planetaire massa’s kan produceren: door het samentrekken van een wolk van gas en stof – de manier waarop sterren ontstaan – en door samenklontering van gas en stof rond jonge sterren, zoals in het geval van Jupiter in ons eigen zonnestelsel,’ zegt Jayawardhana. De meest intrigerende weesplaneet die met Webb is opgespoord heeft ongeveer vijf keer zoveel massa als Jupiter. Het feit dat deze planeet door een stofschijf is omgeven, bewijst dat hij vrijwel zeker als een ster is ontstaan, omdat zich aan het begin van het stervormingsproces doorgaans stof rond een centraal object verzamelt’, aldus Adam Langeveld, postdoc in de groep van Jayawardhana. (EE)
Meer informatie:
→ In Six New Rogue Worlds, Webb Telescope Finds More Star Birth Clues
Jarenlang hebben astronomen gedacht dat de Melkweg voorbestemd was om over een paar miljard jaar in botsing te komen met zijn naaste grote buur, het Andromedastelsel. Maar uit een nieuwe computersimulatie blijkt dat er vijftig procent kans is dat de dreigende botsing uitloopt op een nipte misser – in eerste instantie althans (Science, 9 augustus; preprint). Dat het Andromedastelsel onze kant op komt, is al bekend sinds 1912, toen de Amerikaanse astronoom Vesto Slipher opmerkte dat het licht van het stelsel door het dopplereffect naar kortere golflengten is verschoven, net zoals de sirene van een tegemoetkomende ambulance een hogere toon heeft. Destijds bestond echter nog het idee dat sterrenstelsels ‘nevels’ waren in de buurt van de Melkweg. Pas veel later bleek dat het Andromedastelsel een soortgenoot van het Melkwegstelsel is, op een afstand van ruim 2,5 miljoen lichtjaar, en met een snelheid van 110 kilometer per seconde vrijwel recht op ons af stevent. Een onderzoek uit 2008 liet zien dat het over ongeveer vijf miljard jaar onvermijdelijk tot een botsing zou komen tussen Andromeda en de Melkweg. Maar zulke voorspellingen zijn nogal onbetrouwbaar, omdat de bewegingen en massa’s van sterrenstelsels zich maar moeilijk nauwkeurig laten bepalen. Een bijkomende complicerende factor zijn de zwaartekrachtsinteracties tussen Andromeda, de Melkweg en de kleinere sterrenstelsels van de zogeheten Lokale Groep – een verzameling van ongeveer honderd sterrenstelsels, waarvan Andromeda en de Melkweg de grootste zijn. In het nieuwe onderzoek hebben Till Sawala van de Universiteit van Helsinki en zijn collega’s gebruik gemaakt van de meest recente en nauwkeurige bewegingen en massa’s van de vier grootste stelsels van de Lokale Groep. Eerst hebben ze een computersimulatie gemaakt met alleen de Melkweg en Andromeda. Daarbij ontdekten ze dat de kans op een botsing dan iets minder dan vijftig procent is. Maar nadat ze ook de zwaartekrachtsinvloed van het Driehoekstelsel – het op twee na grootste stelsel van de Lokale Groep – hadden meegenomen, steeg de botsingskans tot ongeveer 67 procent. Na toevoeging van de Grote Magelhaanse Wolk – het op drie na grootste lid van de Lokale Groep – daalde de kans op een botsing echter weer tot vijftig procent. En als het al zover komt, zal deze botsing pas over acht miljard jaar plaatsvinden. Overigens is het hoe dan ook zo dat de sterrenstelsels van de Lokale Groep elkaar zo stevig in de greep hebben dat ze op een termijn van tientallen miljarden jaren zullen samensmelten tot één groot elliptisch sterrenstelsel: daar is geen ontsnappen aan. (EE)
Meer informatie:
→ Milky Way may escape fated collision with Andromeda galaxy
Toen astronomen met de Webb-ruimtetelescoop een eerste glimp opvingen van sterrenstelsels in het vroege heelal, verwachtten ze een verzameling van galactische onderdeurtjes te zien. Maar in plaats daarvan ontdekten ze een kudde ‘olifanten’. Sommige stelsels bleken in recordtempo heel groot te zijn geworden, en volgens sommige onderzoekers betekende dit dat er iets mis was met de bestaande theorie over het ontstaan en de evolutie van ons heelal – het zogeheten standaardmodel. Nieuw onderzoek onder leiding van doctoraalstudent Katherine Chworowsky van de Universiteit van Texas in Austin (VS) wijst er echter op dat het zo’n vaart niet zal lopen: sommige van de vroege sterrenstelsels zijn lang zo groot niet als ze eerst leken. Wel zijn ze talrijker dan voorspeld. (The Astrophysical Journal, 26 augustus). Volgens het nieuwe onderzoek is de verwarring ontstaan doordat de zwarte gaten in de verre sterrenstelsels in hoog tempo gas opslokken. Door wrijving straalt dit snel bewegende gas warmte en licht uit, waardoor de stelsels veel helderder lijken dan ze zouden zijn als het licht uitsluitend van sterren afkomstig was. Door het extra licht lijkt het erop dat de stelsels veel meer sterren bevatten – en dus meer massa hebben – dan verwacht. Maar als deze sterrenstelsels, die vanwege hun geringe omvang en rode kleur ook wel ‘kleine rode stipjes’ worden genoemd, buiten beschouwing worden gelaten, zijn de afmetingen van de overige vroege sterrenstelsels niet in strijd met het standaardmodel. Probleem opgelost? Toch niet helemaal: de Webb-gegevens laten namelijk nog steeds ongeveer twee keer zoveel grote sterrenstelsels in het vroege heelal zien dan je op basis van het standaardmodel mag verwachten. Een mogelijke reden zou kunnen zijn dat de sterren in het vroege heelal zich sneller vormden dan nu. ‘Misschien waren sterrenstelsels in het vroege heelal beter in het omzetten van gas in sterren,’ aldus Chworowsky. Stervorming vindt plaats wanneer heet gas genoeg afkoelt om te bezwijken onder de zwaartekracht en te condenseren tot een of meer sterren. Maar als het gas samentrekt, warmt het op en oefent het een buitenwaartse druk uit. In ons deel van het heelal zorgt de balans tussen deze tegengesteld gerichte krachten ervoor het stervormingsproces erg traag verloopt. Maar omdat het heelal vroeger een hogere dichtheid had dan nu, kostte het wellicht meer moeite om tijdens de stervorming gas weg te blazen, waardoor de het stervormingsproces zich sneller kon voltrekken. Inmiddels hebben astronomen ook de spectra van de ‘kleine rode stipjes’ onderzocht. Daarbij is bewijs gevonden voor snel bewegend waterstofgas – een kenmerk van de accretieschijven rond zwarte gaten. Dit versterkt het vermoeden dat het licht van de compacte rode objecten minstens voor een deel afkomstig is van gas dat om zwarte gaten draait en niet om sterren. Maar of dat ook werkelijk zo is, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. (EE)
Meer informatie:
→ Early Galaxies Weren't Too Big for Their Britches After All
Toen NASA-ruimtesonde DART in 2022 (opzettelijk) in botsing kwam met Dimorphos – het maantje van de grotere planetoïde Didymos – ontstond er een flinke krater en veranderde Dimorphos aanzienlijk van vorm. Nieuw onderzoek wijst erop dat ook de omloopbaan van het maantje enigszins is ‘ontspoord’. Volgens de onderzoekers zou Dimorphos, in zijn pogingen om weer in balans te komen met moederplanetoïde Didymos, chaotisch kunnen gaan ‘tuimelen’ (Planetary Science Journal, 23 augustus). Een van de grootste verrassingen van de ‘botsproef’ was in hoeverre de inslag van DART de vorm van Dimorphos had veranderd. Volgens astronoom Derek Richardson van de Universiteit van Maryland (VS) had het maantje oorspronkelijk zo’n beetje de vorm van een hamburger, maar kreeg hij naderhand meer de vorm van een rugbybal. ‘We verwachtten dat Dimorphos vóór de inslag langgerekt was, omdat zich mettertijd geleidelijk materiaal van Didymos op zijn oppervlak zou ophopen. Het maantje zou dan vanzelf langwerpiger worden en altijd met zijn lange as naar de moederplanetoïde wijzen,’ aldus Richardson. ‘Maar ons onderzoek spreekt dit tegen: er is iets complexers aan de hand, en bovendien heeft de door de inslag veroorzaakte vormverandering van Dimorphos waarschijnlijk ook invloed op zijn interactie met Didymos.’Hoewel DART alleen het maantje trof, is dit wel door de zwaartekracht met zijn moederlichaam verbonden. Ook de brokstukken die bij de inslag vrijkwamen speelden een rol bij de verstoring van het evenwicht tussen de planetoïde en haar maantje, die ervoor zorgde dat de omlooptijd van Dimorphos afnam. Maar opvallend genoeg veranderde Didymos niet van vorm: een constatering die erop wijst dat de grotere planetoïde stevig genoeg is om zijn vorm te behouden, ondanks dat zij bij de vorming van haar maantje – vermoedelijk een gevolg van haar snelle draaiing – massa moet zijn kwijtgeraakt. Volgens Richardson en zijn team hebben de veranderingen van Dimorphos ook gevolgen voor toekomstige ruimtemissies, zoals de ESA-missie Hera, die voor oktober op het programma staat. Als Dimorphos inderdaad een onvoorspelbare tuimelbeweging vertoont, zou dat een landing op diens oppervlak kunnen bemoeilijken. Ruimtesonde Hera zelf zal niet landen, maar de meereizende mini-sonde Juventas wel. De verwachting is dat de baan van Dimorphos zich op termijn zal stabiliseren, maar dat kan nog vele honderden jaren duren. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s DART impact permanently changed the shape and orbit of asteroid moon
Nadat de Europese Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) eerder deze week dicht langs de maan en de aarde was gescheerd, liet het Europese ruimteagentschap ESA beelden zien die bij deze gelegenheid met een eenvoudige ‘bewakingscamera’ en navigatiecamera waren gemaakt. Vandaag zijn daar de eerste beelden van de wetenschappelijke camera JANUS aan toegevoegd. Deze camera is ontworpen om detailrijke foto’s te maken van de planeet Jupiter en diens ijsmanen. JANUS zal na aankomst bij Jupiter, in juli 2031, oppervlaktekenmerken en processen op de ijsmanen in kaart brengen, evenals het wolkendek van Jupiter. De beelden zullen in het geval van Jupiter een resolutie van 2,4 meter per pixel hebben, en in het geval van de grote maan Ganymedes ongeveer 10 kilometer per pixel. Het belangrijkste doel van de waarnemingen die JANUS tijdens zijn scheervlucht langs aarde en maan heeft gedaan, was om te testen of de camera goed werkt, niet om wetenschappelijk onderzoek te doen. JANUS heeft simpelweg plaatjes geschoten met verschillende camera-instellingen en belichtingstijden, zoals je zelf ook met een past aangekocht fototoestel zou doen. De beelden geven een goede indruk van de kwaliteit van de opnamen die JANUS straks van de ijsmanen van Jupiter zal maken. Daarbij wordt een vijftig keer zo hoge resolutie bereikt als bij eerdere camera’s die naar het Jupiter-stelsel zijn gezonden. De camera is uitgerust met een computer die alle instrumentele functies regelt en de data naar de aarde overseint. (EE)
Meer informatie:
→ First views from Juice’s science camera
Een internationaal team van 45 onderzoekers die zich bezighouden met meteorenzwermen heeft ontdekt dat niet alle kometen op dezelfde manier verbrokkelen wanneer zij de zon naderen. De wetenschappers schrijven de verschillen toe aan de omstandigheden in de protoplanetaire schijf waarin de kometen zich 4,5 miljard jaar geleden hebben gevormd (Icarus, 26 juli). ‘De meteoroïden die we als meteoren aan de avondhemel zien verschijnen hebben de grootte van kleine steentjes’, aldus hoofdauteur Peter Jenniskens van het SETI Institute en het Ames Research Center van NASA. ‘Ze zijn in feite net zo groot als de steentjes die tijdens de vorming van ons zonnestelsel tot kometen samenklonterden.’ Tijdens de vorming van ons zonnestelsel groeiden de kleine deeltjes in de schijf rond de jonge zon geleidelijk uit tot steentjes. Zodra deze steentjes groot genoeg zijn geworden om niet langer met het gas in de schijf mee te bewegen, worden ze door onderlinge botsingen vernietigd voordat ze veel groter kunnen worden. Kometen en primitieve planetoïden ontstonden toen wolken van deze deeltjes lokaal samentrokken tot objecten ter grootte van een kilometer of meer. De kometen die nu – 4,5 miljard jaar later – de zon naderen verbrokkelen tot zogeheten meteoroïden. Deze meteoroïden volgen een tijdje de omloopbaan van de komeet en kunnen later meteorenzwermen veroorzaken wanneer ze in de aardatmosfeer belanden. ‘Ons onderzoek is gebaseerd op de hypothese dat kometen verbrokkelen tot de grootte van de steentjes waaruit ze zijn opgebouwd’, zegt Jenniskens. ‘In dat geval bevatten de grootteverdeling en de fysische en chemische eigenschappen van jonge meteoroïdenzwermen nog steeds informatie over de omstandigheden in de protoplanetaire schijf. Jenniskens en zijn team van professionele en amateur-astronomen gebruiken speciale gevoelige videocamera’s, verspreid over de hele wereld om meteoren te volgen. Met deze camera’s heeft het team 47 jonge meteorenzwermen onderzocht. De meeste zijn brokstukjes van twee soorten kometen: die van de Jupiter-familie, afkomstig uit de Kuipergordel voorbij de planeet Neptunus, en langperiodieke kometen uit de Oortwolk die ons zonnestelsel omhult. Langperiodieke kometen bewegen in veel wijdere banen om de zon dan die van de Jupiterfamilie en zijn veel losser gebonden aan diens zwaartekracht. Het onderzoek laat zien dat langperiodieke kometen vaak verbrokkelen tot afmetingen die kenmerkend zijn voor een rustig ontstaansproces: hun meteoroïden hebben een lage dichtheid. Kometen van de Jupiter-familie daarentegen verbrokkelen tot kleinere meteoroïden met een hogere dichtheid. Primitieve planetoïden zijn nog dichter bij de zon ontstaan, maar altijd nog buiten de baan van Jupiter. Deze produceren meteorenzwermen met nog kleinere deeltjes, waaruit blijkt dat ze een nog sterker fragmentatieproces hebben ondergaan. De implicatie van dit alles is dat de meeste langperiodieke kometen zijn gevormd in een relatief rustige omgeving, mogelijk voorbij de omloopbaan van Neptunus. De meeste kometen van de Jupiter-familie vormden zich dichter bij de zon, waar de steentjes de fragmentatiegrens bereikten of passeerden, terwijl primitieve planetoïden ontstonden op de plek waar de kernen van de reuzenplaneten zich hebben gevormd. (EE)
Meer informatie:
→ Meteor Showers Shed Light on Where Comets Formed in the Early Solar System
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Jérôme Bétrisey van de Universiteit van Genève (Zwitserland), heeft aangetoond dat de magnetische activiteit van de zon – anders dan werd aangenomen – een significante invloed heeft op haar seismische eigenschappen. De seismische eigenschappen van een ster worden gebruikt om diens grootte, leeftijd en chemische samenstelling te bepalen. Asteroseismologie, of helioseismologie in het geval van de zon, is een tak van sterrenkunde die de oscillaties of trillingen van sterren bestudeert. ‘Om dit te begrijpen moet je je een ster voorstellen als een grote bal gas die voortdurend in beweging is,’ legt Bétrisey uit. ‘Binnenin de ster ontstaan golven die hem doen trillen, net als het geluid dat resoneert in een muziekinstrument.’ Deze trillingen zorgen ervoor dat het steroppervlak enigszins op en neer gaat en regelmatig van helderheid verandert. En met behulp van zeer nauwkeurige instrumenten kunnen astronomen deze variaties in helderheid vanaf de aarde of vanuit de ruimte waarnemen. Aan de hand van deze variaties kunnen ze veel te weten komen over de interne structuur van een ster en diens grootte, leeftijd en chemische samenstelling. Hoewel de techniek al tientallen jaren met succes wordt gebruikt, heeft de asteroseismologie ook laten zien dat er grote verschillen bestaan tussen de theoretische modellen voor het inwendige van sterren en de eigenlijke waarnemingen. In de loop van de tijd zijn er verschillende methoden gebruikt om deze verschillen te verkleinen – met wisselend succes. Maar geen van de bestaande methoden houdt rekening met de magnetische activiteit van sterren, omdat de invloed daarvan op de resultaten verwaarloosbaar werd geacht. Bétrisey en zijn team hebben nu het tegendeel aangetoond. Ze hebben vastgesteld dat de leeftijd van de zon, zoals bepaald met behulp van helioseismologie, aanzienlijk varieert afhankelijk van het activiteitsniveau van de zonnecyclus. Ter indicatie: de zon is ongeveer 4,6 miljard jaar oud en tussen zonneminima zijn variaties tot 300 miljoen jaar waargenomen. Hoewel de variaties klein lijken in vergelijking met de leeftijd van de zon, zijn ze niet langer verwaarloosbaar gezien het precisieniveau dat toekomstige ruimtemissies, zoals Plato, zullen bereiken. Daarbij komt nog dat de zon geen uitzonderlijk actieve ster is, en de invloed van de magnetische activiteit op actievere sterren zoals Plato die zal detecteren weleens aanzienlijk groter zou kunnen zijn. (EE)
Meer informatie:
→ The age of the Sun depends on when you look at it
In tegenstelling tot eerdere berichten is er geen bewijs voor de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat in Omega Centauri, de zwaarste bolvormige sterrenhoop in ons Melkwegstelsel. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Andrés Bañares-Hernández – astronoom aan het Instituto de Astrofísica de Canarias in La Laguna, Spanje – kunnen de bewegingen en de verspreiding van de sterren in Omega Centauri ook worden verklaard door een zwerm van tienduizend tot twintigduizend veel kleinere zwarte gaten die in en uit het centrum van de dicht opeengepakte sterrenhoop duiken. De nieuwe studie kan de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat niet volledig uitsluiten, maar als er toch een is, is het veel kleiner dan werd aangenomen en bedraagt zijn massa hooguit zesduizend zonsmassa’s (arXiv, 1 augustus). De ontdekking van het vermeende middelzware zwarte gat in Omega Centauri, werd in juli gemeld door een onderzoeksteam onder leiding van Anil Seth van de Universiteit van Utah (VS) en Nadine Neumayer van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland). 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 centrum van ons Melkwegstelsel. Dat zich in Omega Centauri een zwart gat van deze (zeldzame) categorie bevindt werd afgeleid uit de bewegingen van sterren in het centrum van de sterrenhoop. Bañares-Hernández en zijn collega’s baseren zich op de bewegingen van niet alleen normale sterren in Omega Centauri, maar ook die van vijf zogeheten millisecondepulsars: rondtollende neutronensterren die met grote regelmaat pulsen radiostraling uitzenden. Als zo’n pulsar in de richting van de aarde beweegt, doet elke puls er minder lang over om ons te bereiken. Door deze pulsen exact te timen kunnen astronomen vaststellen hoe de massa binnen Omega Centauri is verdeeld. En deze massaverdeling wijst niet per se op de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat. De doctoraalstudent die de bewegingen van meer dan een miljoen sterren in Omega Centauri in kaart heeft gebracht blijft overigens bij zijn oorspronkelijke conclusie: ‘Wij denken dat de beste verklaring voor het feit er zo dicht bij het centrum van Omega Centauri zeer snel bewegende sterren te vinden zijn, is dat ze in bedwang worden gehouden door een middelzwaar zwart gat’, aldus Maximilian Häberle. (EE)
Meer informatie:
→ The nearest midsized black hole might instead be a horde of lightweights (ScienceNews)
De aarde heeft een kern van ijzer, gehuld in een mantel van silicaten (siliciumhoudende mineralen), en is bedekt met oceanen van water. Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat deze eenvoudige opzet ook van toepassing zou zijn op exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel. Maar modelberekeningen van wetenschappers van ETH Zürich (Zwitserland) en de Princeton-universiteit (VS) laten zien dat exoplaneten veel complexer kunnen zijn (Nature Astronomy, 20 augustus). De meeste exoplaneten die we kennen bevinden zich dicht bij hun moederster. Dit betekent dat het veelal gaat om hete werelden, bedekt met oceanen van gesmolten lava die nog niet voldoende zijn afgekoeld om een vaste mantel van gesteente te vormen zoals de aarde. In deze magma-oceanen lost water heel goed op – in tegenstelling tot bijvoorbeeld koolstofdioxide, dat snel ontgast en opstijgt naar de atmosfeer. De ijzerkern bevindt zich onder de gesmolten mantel van silicaten, maar hoe is dit water verdeeld over mantel en kern? Het nieuwe onderzoek laat zien dat de vorming van een ijzerkern enige tijd in beslag neemt. Aanvankelijk zit het ijzer in de vorm van druppeltjes opgeslagen in de hete ‘magmasoep’. Het water in deze soep verbindt zich met deze ijzerdruppeltjes en zakt met hen mee naar de kern. Tot nu toe was dit gedrag alleen bekend bij gematigde druk, zoals die in de aarde. Wat er gebeurt bij grotere planeten met een hogere inwendige druk was onbekend. Uit de nieuwe studie blijkt nu dat hoe groter de planeet en diens massa, des te meer water er met de ijzerdruppeltjes meereist naar de kern. Onder bepaalde omstandigheden kan dit ijzer daarbij tot wel zeventig keer meer water absorberen dan silicaten. Ten gevolge van de enorme druk in de kern, vormt dit water echter geen H2O-moleculen, maar is het aanwezig als waterstof en zuurstof. Deze bevindingen hebben grote gevolgen voor de interpretatie van waarnemingen van exoplaneten. Met behulp van telescopen in de ruimte en op aarde kunnen astronomen in bepaalde gevallen de massa en grootte van een exoplaneet berekenen. Ze gebruiken deze berekeningen om massa-straal-diagrammen te construeren, waaruit conclusies kunnen worden getrokken over de samenstelling van de planeet. Maar tot nu toe is daarbij geen rekening gehouden met de oplosbaarheid en de verdeling van water, waardoor de hoeveelheid water sterk kan worden onderschat: tot wel een factor tien. Waarschijnlijk bevatten exoplaneten dus veel meer water dan gedacht. Aanleiding voor de nieuwe studie was een onderzoek naar het watergehalte van de aarde, dat vier jaar geleden een verrassend resultaat opleverde: de oceanen op het aardoppervlak bevatten slechts een klein deel van al het water op onze planeet. Het overgrote deel van het water zit waarschijnlijk verborgen in het binnenste van de aarde. (EE)
Meer informatie:
→ Planets contain more water than thought
Met de hulp van burgerwetenschappers heeft een team van astronomen een zwakke rode ster ontdekt die met een snelheid van ongeveer 600 kilometer per seconde door de ruimte beweegt. Deze bijzondere stellaire snelheidsduivel, die zich op slechts 400 lichtjaar van de aarde bevindt, is de eerste hypersnelle ster van zeer geringe massa die tot nu toe is ontdekt. Hij volgt een ongewone baan die ertoe kan leiden dat hij uit ons Melkwegstelsel zal ontsnappen. Het onderzoek, onder leiding van Adam Burgasser van de Universiteit van Californië in San Diego, is onlangs geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters en is als preprint beschikbaar op arXiv.org. De ster, met de aanduiding J1249+36, werd voor het eerst opgemerkt door enkele van de meer dan 80.000 vrijwilligers die deelnemen aan het Backyard Worlds: Planet 9- project, die de enorme berg aan gegevens doorkammen die de afgelopen veertien jaar zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop WISE. Door zijn hoge snelheid viel J1249+36 meteen op. Om de aard van dit object beter te begrijpen, gebruikte Burgasser de Near-Infrared Echellette Spectrograph (NIRES) van de Keck-sterrenwacht op Hawaï, om zijn infraroodspectrum te meten. Daaruit bleek dat het om een L-subdwerg gaat: een klasse van oude sterren met zeer lage massa’s en lagere temperaturen dan onze zon. In combinatie met beeldgegevens van verschillende andere telescopen, kon het team de positie en ruimtelijke snelheid van J1249+36 nauwkeurig meten en zo zijn toekomstige traject door de Melkweg voorspellen. De onderzoekers hebben twee mogelijke scenario’s voor de ongewone baan van J1249+36. Volgens het eerste scenario was J1249+36 oorspronkelijk de begeleider van een witte dwerg met een lage massa – de overgebleven kern van een ster die zijn nucleaire brandstof heeft opgebruikt en is uitgedoofd. Als een kleine ster in een zeer nauwe baan om een witte dwerg draait, kan deze massa overdragen, wat resulteert in periodieke uitbarstingen die novae worden genoemd. Als de witte dwerg daarbij te veel massa verzamelt, kan hij vervolgens instorten en een supernova-explosie ondergaan. Bij zo'n supernova wordt de witte dwerg volledig vernietigd, waardoor zijn begeleider ontsnapt en met hoge snelheid wegvliegt. In het tweede scenario maakte J1249+36 oorspronkelijk deel uit van een bolvormige sterrenhoop – een compacte samenballing van sterren. Aangenomen wordt dat veel van deze sterrenhopen zwarte gaten in hun kern hebben. Ook deze zwarte gaten kunnen een dubbelsterren vormen, en zulke systemen blijken uitstekende ‘katapulten’ te zijn voor sterren die toevallig te dicht in hun buurt komen. In zeldzame gevallen kan bij zo’n interactie een lichte ster uit de sterrenhoop worden geslingerd. Om te bepalen of een van deze scenario’s de baan van J1249+36 kan verklaren, willen Burgasser en zijn team nauwkeuriger kijken naar zijn chemische samenstelling. Wanneer een witte dwerg explodeert, komen er zware elementen vrij die de atmosfeer van J1249+36 tijdens diens ontsnapping kunnen hebben ‘vervuild’. Ook de sterren in bolvormige sterrenhopen zijn rijk aan bepaalde chemische elementen die de herkomst van J1249+36 kunnen onthullen. (EE)
Meer informatie:
→ Tracking a Lone Star Speeding Across the Milky Way
Wetenschappers hebben de oorsprong en samenstelling achterhaald van de planetoïde die 66 miljoen jaar geleden een massa-uitsterving veroorzaakte op aarde. Nieuw onderzoek wijst erop dat de boosdoener een zeldzaam soort koolstofhoudende planetoïde was, afkomstig van buiten de baan van Jupiter (Science, 16 augustus). De aarde heeft diverse massa-uitstervingen meegemaakt. De meest recente vond 66 miljoen jaar geleden plaats op de overgang van het Krijttijdperk naar het Paleogeen (de zogeheten K-Pg-overgang) en resulteerde in het uitsterven van ongeveer zestig procent van alle soorten op aarde, waaronder de niet-vliegende dinosauriërs. Aangenomen wordt dat het massale uitsterven voor een belangrijk deel is veroorzaakt door de inslag van een ongeveer tien kilometer grote planetoïde op de plek van de huidige Golf van Mexico, waar nu de ongeveer tweehonderd kilometer grote Chicxulub-krater te vinden is. Het bewijs hiervoor bestaat onder meer uit een hoog gehalte aan elementen van de zogeheten platinagroep (PGE’s), zoals iridium, ruthenium, osmium, rhodium, platina en palladium, in de bodemlaag die tijdens de K-Pg-overgang is ontstaan. Op aarde zijn deze elementen zeldzaam, maar in meteorieten komen ze veel voor. De verhoogde PGE-niveau’s zijn overal ter wereld aangetroffen, wat erop wijst dat het puin van de inslag zich over onze hele planeet heeft verspreid. Maar over de oorsprong en samenstelling van de ingeslagen planetoïde was nog veel onduidelijk. Voor het nieuwe onderzoek hebben Mario Fischer-Gödde (Universiteit van Keulen, Duitsland) en collega’s ruthenium-houdende bodemmonsters verzameld op de K-Pg-overgang. Ter vergelijking analyseerden ze ook monsters van vijf andere planetoïde-inslagen in de afgelopen 541 miljoen jaar, monsters van inslag-gerelateerde lagen met spherulen (glasbolletjes) uit het Archeïcum (3,5 – 3,2 miljard jaar oud), en monsters van twee koolstofhoudende chondrieten (meteorieten). De onderzoekers hebben ontdekt dat de isotopenverhouding in de ruthenium-houdende monsters van de K-Pg-grenslaag sterk overeenkomt met die van koolstofhoudende chondrieten, en niet met die van de aarde of andere meteorietsoorten, wat suggereert dat de Chicxulub-inslag waarschijnlijk is veroorzaakt door een koolstofhoudende planetoïde uit het buitengebied van ons zonnestelsel. Ook de monsters uit het Archeïcum wijzen in deze richting. Daarentegen vertonen inslaglocaties van andere perioden ruthenium-isotopensamenstellingen die overeenkomen met silicium-houdende planetoïden uit het binnenste deel van het zonnestelsel. (EE)
Meer informatie:
→ Chicxulub impactor was a carbonaceous-type asteroid from beyond Jupiter
We weten veel over ons heelal, maar astronomen zijn het er nog steeds niet over eens hoe snel het precies uitdijt. In de afgelopen twintig jaar hebben twee belangrijke methoden om dit getal – de zogeheten Hubble-constante – te meten verschillende antwoorden opgeleverd, waardoor sommige astronomen zich begonnen af te vragen of er wellicht iets ontbreekt aan ons model van hoe het heelal werkt. Maar nieuwe metingen van de Webb-ruimtetelescoop lijken erop te wijzen dat het conflict, dat bekendstaat als de ‘Hubble-spanning’, toch niet bestaat. In een artikel dat is ingediend bij het vaktijdschrift Astrophysical Journal analyseren kosmoloog Wendy Freedman en haar collega’s van de Universiteit van Chicago nieuwe gegevens van Webb. Ze hebben de afstand tot tien nabije sterrenstelsels gemeten en een nieuwe waarde vastgesteld voor de snelheid waarmee het heelal op dit moment uitdijt. Het resultaat, 70 kilometer per seconde per megaparsec, overlapt een andere belangrijke methode voor de bepaling van de Hubble-constante. Dat het heelal uitdijt is bekend sinds 1929, toen Edwin Hubble metingen deed die aangaven dat de verste sterrenstelsels zich sneller van ons verwijderen dan nabije sterrenstelsels. Maar het is verrassend moeilijk gebleken om de huidige uitdijingssnelheid van het heelal exact te bepalen. Omdat deze metingen zo moeilijk zijn, testen wetenschappers ze op verschillende manieren, om er zeker van te zijn dat ze zo goed mogelijk kloppen. Een belangrijke methode is het bestuderen van de nagloed van de oerknal, die bekendstaat als de kosmische achtergrondstraling. De huidige beste schatting van de Hubble-constante die met deze nauwkeurige methode is gedaan komt uit op 67,4 kilometer per seconde per megaparsec. De tweede belangrijke methode, waarin Freedman is gespecialiseerd, is het rechtstreeks meten van de snelheden van sterrenstelsels in onze lokale kosmische omgeving, met behulp van sterren waarvan de helderheid bekend is. Met behulp van deze sterren kunnen de snelheden worden gemeten waarmee sterrenstelsels zich van ons verwijderen, en weten we hoe snel het heelal uitdijt. Tot voor kort gaven metingen met deze methode een hogere uitkomst voor de Hubble-constante, die op ongeveer 74 kilometer per seconde per megaparsec uitkwam – een verschil dat voor sommige wetenschappers groot genoeg was om van een 'Hubble-spanning' te spreken. Freedman en haar collega’s hebben nu nieuwe metingen gedaan van tien nabije sterrenstelsels. Daarbij gebruikten ze drie onafhankelijke methoden. De eerste is gebaseerd op een type sterren, cepheïden geheten, waarvan de helderheid in de loop van de tijd op voorspelbare wijze veranderd. De tweede methode wordt de ‘top van de rode reuzentak’ genoemd en maakt gebruik van het feit dat sterren met een lage massa een vaste maximale helderheid bereiken. En de derde en nieuwste methode maakt gebruik van zogeheten koolstofsterren. Deze sterren hebben consistente kleuren en helderheden in het nabij-infrarode lichtspectrum. De nieuwe analyse is de eerste waarbij alle drie de methoden tegelijkertijd zijn gebruikt binnen dezelfde sterrenstelsels.In alle gevallen lagen de uitkomsten binnen de foutmarge van de waarde op basis van de kosmische achtergrondstraling. ‘Voor ons is het verkrijgen van een goede overeenkomst uit drie totaal verschillende soorten sterren een sterke aanwijzing dat we op de goede weg zijn,’ concludeert Freedman. (EE)
Meer informatie:
→ New Webb Telescope data suggests our model of the universe may hold up after all
