De maanlander van de Chinese missie Chang’e 5 heeft een geslaagde landing gemaakt. Dat heeft het Chinese ruimteagentschap CNSA bekendgemaakt. De lander, die uit twee delen bestaat, is de derde van Chinese makelij die met goed gevolg op de maan is neergestreken. De komende twee dagen zal het toestel grondboringen doen en ongeveer twee kilogram aan bodemmateriaal inzamelen. Zodra het boor- en graafprogramma is afgerond, zal het maangruis worden opgeslagen in het bovenste gedeelte van de maanlander. Dit zal vervolgens opstijgen en de bodemmonsters overdragen aan het ‘moederschip’ dat nog om de maan cirkelt. Het materiaal wordt dan in een hittebestendige capsule overgeladen, en naar de aarde gebracht. Als er niets tussenkomt wordt deze capsule uiteindelijk gedropt boven Mongolië. Wanneer dat zal gebeuren, staat nog niet vast. Als de missie helemaal lukt, zal China, na de VS en de Sovjetunie, het derde land ter wereld zijn dat erin slaagt om maanmonsters naar de aarde te brengen. (EE)
Meer informatie:
→ China's Chang'e-5 successfully lands on moon to collect samples
Sneller dan verwacht is er een einde gekomen aan de beroemde Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico. Vandaag is het enorme instrumentenplatform dat aan kabels boven de schotel hing neergestort. Op de foto’s die weerkundige Deborah Martorell via Twitter heeft verspreid is de schade aan de ruim 300 meter grote ontvangstschotel niet te zien. Wel valt op dat het 900 ton wegende platform ‘verdwenen’ is. Bij het omlaag vallen is veel schade aangericht, maar persoonlijke ongelukken hebben zich daarbij niet voorgedaan. De Arecibo-radiotelescoop was ruim een halve eeuw lang de grootste enkelvoudige radioschotel ter wereld en werd nog volop gebruikt. Maar sinds 2010 is het instrument verschillende keren door hevige stormen getroffen. Tot nog toe kon de radiotelescoop weliswaar steeds weer worden opgelapt, maar door twee recente kabelbreuken was de ophangconstructie dermate instabiel geworden, dat al besloten was tot sloop. (EE)
Meer informatie:
→ Arecibo Observatory’s 305-meter telescope suffers collapse
De zon heeft afgelopen zondag de krachtigste uitbarsting in meer dan drie jaar geproduceerd. De zonnevlam – een plotselinge heldere explosie van elektromagnetische energie – had een kracht van M4.4 op de schaal die astronomen voor zonne-erupties gebruiken. Deze schaal loopt van 1 tot en met 9. De recente uitbarsting was dus een ‘middelmatige’, waarbij moet worden aangetekend dat het verschijnsel zich vanaf de aarde gezien deels achter de zon afspeelde, zodat de werkelijke omvang ervan mogelijk wordt onderschat. De zonnevlam ging, zoals vaak het geval is, gepaard met een coronale massa-ejectie (CME). Dat is een grote uitstoot van plasma (geladen deeltjes) en magnetische velden door de corona – het buitenste deel van de zonneatmosfeer. De uitbarsting van zondag wijst erop dat de nieuwe zonnecyclus (cyclus 25) op stoom begint te komen. De zon doorloopt een 11-jarige activiteitscyclus en de vorige bestreek de periode 2008 tot 2019. In voorgaande decennia vertoonden zulke cycli een duidelijke piek, die gepaard ging met flinke aantallen zonnevlekken en zonnevlammen. Maar cyclus 24 was in dat opzicht heel karig. Ondanks de nieuwe zonnevlam, en de recente verschijning van enkele flinke zonnevlekken, gaan wetenschappers ervan uit dat ook de huidige zonnecyclus heel rustig zal verlopen. (EE)
Meer informatie:
→ Major Solar Flare (Spaceweather.com)
Stofdeeltjes die zijn verzameld door het COSIMA-instrument van de Europese kometensonde Rosetta bevatten fosfor en fluor. Dat blijkt uit een internationaal onderzoek onder leiding van de Universiteit van Turku (Finland). Rosetta bevond zich tussen 2014 en 2016 op enkele kilometers afstand van de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. De minuscule stofdeeltjes zijn verzameld met de COmetary Secondary Ion Mass Analyser (COSIMA), een van de meetinstrumenten van Rosetta. Ze maakten deel uit van het binnenste deel van de coma – de wolk van gas en stof rond de komeet. Met COSIMA is de samenstelling van tienduizenden van deze deeltjes bepaald. De stofjes werden opgevangen met een trefplaatje en met een bundel ionen bestookt. Op die manier kon – op afstand – de samenstelling ervan worden vastgesteld. De aanwezigheid van fosfor en fluor wijst erop dat alle elementen waarvan wordt aangenomen dat ze een belangrijke rol hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op onze planeet door kometen kunnen zijn aangevoerd. Eerder waren in de COSIMA-gegevens al koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof en zwavel aangetoond. Het nu ontdekte fosfor was de enige van de zogeheten CHNOPS-elementen (de zes meest voorkomende elementen in aardse ‘biomoleculen’) die nog ontbrak. Dat kometen daarnaast ook fluor bevatten werd al langer vermoed. Dit element is in 2019 aangetoond in interstellair stof. (EE)
Meer informatie:
→ Researchers Discovered Solid Phosphorus from a Comet
De aarde bevindt zich dichter bij het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg dan tot nu toe werd aangenomen. Nare gevolgen heeft dat niet: met een afstand van 25.800 lichtjaar bevindt dat zwarte gat, Sagittarius A*, zich nog altijd erg ver weg. De aanpassing is het gevolg van een nauwkeuriger model van ons Melkwegstelsel, gebaseerd op nieuwe waarnemingen met het Japanse radio-astronomische project VERA. VERA staat voor VLBI Exploration of Radio Astrometry. Het is een netwerk van vier radiotelescopen die verspreid over een aantal eilanden van Japan staan opgesteld. Met dit netwerk worden sinds het jaar 2000 metingen gedaan van de snelheden en afstanden van objecten in de Melkweg. Daarbij wordt een meetnauwkeurigheid van 10 microboogseconden bereikt – theoretisch scherp genoeg om een eurocent op de maan te zien liggen. Op basis van de VERA-gegevens en recente waarnemingen van andere onderzoeksteams hebben astronomen een nieuwe kaart van de Melkweg gemaakt. Aan de hand van deze kaart hebben ze ook de positie van Sagittarius A* nauwkeurig kunnen berekenen. De gevonden afstand van 25.800 lichtjaar is duidelijk kleiner dan de officiële waarde van 27.700 lichtjaar die de Internationale Astronomische Unie in 1985 heeft aangenomen. Maar hij ligt wel heel dicht bij het resultaat dat in 2019 door de Europese GRAVITY-samenwerking is gepubliceerd (26.673 lichtjaar). Een tweede conclusie van het VERA-model is dat de aarde met een snelheid van 227 km/s om het Melkwegcentrum draait. Dat is 7 km/s sneller dan de officiële waarde van 220 km/s. Door het VERA-netwerk uit te breiden met radiotelescopen in Zuid-Korea en China hopen de Japanse astronomen een nog grotere meetnauwkeurigheid te bereiken.
Meer informatie:
→ Earth faster, closer to black hole in new map of galaxy
In een jong stersysteem op 400 lichtjaar afstand is koolmonoxidegas ontdekt dat zich met hoge snelheid van de centrale ster (‘NO Lup’) verwijdert. De ontdekking wijst erop dat de ontwikkeling van zonnestelsels als het onze gecompliceerder verloopt dan gedacht. Het snelle gas is gedetecteerd met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Hoewel onduidelijk is hoe het gas met zo’n hoge snelheid kan ontsnappen, denken de ontdekkers, een team onder leiding van de Universiteit van Cambridge, dat het afkomstig is van ijzige objecten in de planetoïdengordel rond de ster. De detectie van koolmonoxidegas rond NO Lup is gedaan bij een survey van jonge sterren van klasse III. Dat zijn sterren die nog omgeven zijn door schijven van puin waarin frequente botsingen optreden tussen kometen, planetoïden en planetesimalen (‘planetaire bouwstenen’). Mettertijd blijft, doordat zich planeten vormen, slechts een zwakke gordel van koud stof rond zo’n ster achter, vergelijkbaar met de Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel. Ook bij NO Lup is een zwakke stofschijf waargenomen, maar hij was de enige van de onderzochte sterren waarbij koolstofmonoxide werd gedetecteerd. Hoewel bekend is dat de planeet-vormende schijven rond veel jonge sterren veel gas bevatten, is NO Lup verder ontwikkeld, en zou het planeetvormingsproces al veel van zijn gas moeten hebben opgeruimd. Maar wat het meest opvallend is aan de ontdekking is de snelheid waarmee het koolstofmonoxidegas zich van de ster verwijdert: het lijkt met een snelheid van ongeveer 22 kilometer per seconde te zijn ‘gelanceerd’. Modelberekeningen laten zien dat deze hoge snelheid verklaarbaar is als het gas is vrijgekomen bij botsingen tussen ijzige planetoïden of door de verdamping van kometen. Er zijn recente aanwijzingen dat ditzelfde proces zich ook in ons eigen zonnestelsel heeft afgespeeld. Bij waarnemingen van de ijsdwerg Arrokoth, een komeetachtig object in de Kuipergordel, heeft de ruimtesonde New Horizons in 2019 aanwijzingen gevonden dat dit object 4,5 miljard jaar geleden veel gas is kwijtgeraakt. (EE)
Meer informatie:
→ Fast-moving gas flowing away from young star’s asteroid belt may be caused by icy comet vaporisation
Uit nieuwe gegevens van de Hubble-ruimtetelescopen blijkt dat het sterrenstelsel NGC 1052-DF4 door getijdenkrachten aan flarden wordt getrokken. Dit resultaat verklaart de eerdere ontdekking dat dit stelsel weinig of geen donkere materie bevat. In 2018 ontdekte een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum een relatief nabij sterrenstelsel dat bijna geen donkere materie lijkt te bevatten. De ontdekking van dit stelsel, dat de aanduiding NGC 1052-DF2 kreeg, kwam als een verrassing, omdat de meeste sterrenstelsels juist voor het overgrote deel uit donkere materie lijken te bestaan. Sterker nog: zonder donkere materie zou een sterrenstelsel eigenlijk niet eens kunnen ontstaan. Het bleef niet bij dit ene geval: een jaar later werd een tweede ‘ultradiffuus’ sterrenstelsel ontdekt – NGC 1052-DF4. De nieuwe Hubble-gegevens zijn gebruikt om de oorzaak van de ontbrekende donkere materie in NGC 1052-DF4 te vinden. Een team onder leiding van Mireia Montes van University of New South Wales in Australië heeft lang belichte opnamen van het stelsel gemaakt. En daarbij hebben de astronomen ontdekt dat het gebrek aan donkere materie daarin het gevolg kan zijn van de sterke zwaartekrachtsaantrekking van het naburige grote sterrenstelsel NGC 1035, dat bezig zou zijn om DF4 te slopen. Montes en haar team komen tot die conclusie na onderzoek van de ruimtelijke verdeling van bolvormige sterrenhopen – compacte verzamelingen van sterren – in DF4. De verdeling van de bolhopen wijst erop dat ze bezig zijn om uit hun moederstelsel te worden getrokken. Daarnaast hebben de astronomen aanwijzingen gevonden dat DF4 ‘getijdenstaarten’ vertoont – ook een teken dat het stelsel onder invloed van een kracht van buitenaf wordt ontmanteld. Uit een nadere analyse van de beelden blijkt verder dat het centrale deel van DF4 nog ongeschonden is. De getijdenstaarten bevatten namelijk slechts zeven procent van de totale stellaire materie van het stelsel. Dat suggereert dat DF4 al in een eerder stadium van zijn ijle halo van donkere materie is ontdaan, en dat nu het stellaire deel van het stelsel aan de beurt is. (EE)
Meer informatie:
→ New Hubble Data Explains Missing Dark Matter
Een internationaal onderzoeksteam onder Zwitserse leiding heeft nieuwe inzichten verkregen over de samenstelling van de oeratmosfeer van de aarde. Een van de conclusies is dat het ontstaan van leven waarschijnlijk niet volgens het scenario van het beroemde ‘Miller-Urey experiment’ is verlopen (Science Advances, 25 november). Vierenhalf miljard jaar geleden zag de aarde er heel anders uit dan nu. Het aardoppervlak was niet bedekt met bossen, bergen en oceanen, maar met magma – gesmolten gesteente dat via vulkanen over het oppervlak uitstroomde. Daar zijn wetenschappers het wel over eens. Maar minder duidelijk is hoe de aardatmosfeer er destijds uitzag en hoe de daarin aanwezige gassen en het magma elkaar beïnvloedden. Om deze wisselwerking te onderzoeken hebben de wetenschappers hun eigen magma gemaakt. Dat klinkt makkelijker dan het is, want voor het experiment moest een poeder met dezelfde samenstelling als de aardmantel tot een temperatuur van ongeveer 2000 graden Celsius worden verhit. Daarbij is gebruik gemaakt van een speciale oven waarin het poeder met een laserbundel werd bestookt. Het aldus verhitte mengsel werd blootgesteld aan verschillende gasmengsels zoals die 4,5 miljard jaar geleden ook kenmerkend kunnen zijn geweest voor de aardatmosfeer. Bij elk gasmengsel ontwikkelde het magma een iets andere samenstelling. De onderzoekers hebben er met name op gelet hoe sterk het in het magma aanwezige ijzer oxideerde (‘roestte’). De mate van ijzeroxidatie in het afgekoelde magma werd vervolgens vergeleken met die in bestaande aardse mantelgesteenten. Zo kon worden afgeleid welke gasmengsels het meest op de oeratmosfeer van de aarde leken. Uit het onderzoek blijkt dat de oeratmosfeer voornamelijk heeft bestaan uit koolstofdioxide, stikstof en waterdamp. Daarbij was de luchtdruk bijna honderd keer zo hoog als nu. Al met al vertoonde de toenmalige aardatmosfeer duidelijke overeenkomsten met de huidige atmosfeer van de planeet Venus. Deze laatste raakte door de nabijheid van de zon en de bijbehorende hogere temperaturen later al haar water kwijt. Bij de aarde gebeurde dat niet en ontstonden er oceanen die veel koolstofdioxide uit de atmosfeer opnamen. Een andere conclusie is dat het Miller-Urey-scenario voor het ontstaan van het leven op onze planeet waarschijnlijk niet opgaat. Bij het gelijknamige experiment werden elektrische ontladingen (als surrogaatbliksems) losgelaten op mengsels van ammoniak en methaan, waarbij zich vervolgens aminozuren vormden. Op de jonge aarde kan dit niet zo zijn gebeurd, omdat er niet genoeg ammoniak- en methaangas beschikbaar was. (EE)
Meer informatie:
→ New insights into Earth’s primeval atmosphere
Voor het eerst is het wetenschappers gelukt om het bestaan aan te tonen van de zogeheten koolstof-stikstofcyclus in de zon (Nature, 25 november). Met behulp van de Borexino-detector in Italië hebben ze neutrino’s gedetecteerd die karakteristiek zijn voor deze reeks van fusiereacties waarbij waterstof wordt omgezet in helium. Daarbij komt energie vrij. In onze zon speelt de koolstof-stikstofcyclus, ook wel CNO-cyclus genoemd, slechts een ondergeschikte rol. Het overgrote deel van het helium dat in de kern van de zon wordt geproduceerd komt tot stand via de proton-protoncyclus. De CNO-cyclus speelt waarschijnlijk een veel grotere rol in de energieproductie van grotere en hetere sterren. De zon kan worden beschouwd als een kolossale fusiereactor die het lichte waterstof omzet in het vier keer zo zware helium – een proces dat ook wel ‘waterstofverbranding’ wordt genoemd. De proton-protoncyclus begint met de fusie van twee waterstofkernen tot deuterium oftewel zware waterstof, dat in twee volgende stappen wordt omgezet in helium. Bij de complexere CNO-cyclus zijn ook de zwaardere elementen koolstof (C), stikstof (N) en zuurstof (O) betrokken. Bij beide cycli komt niet alleen energie vrij (die vervolgens door de ster wordt uitgestraald), maar worden ook ontelbare aantallen neutrino’s geproduceerd. Neutrino’s zijn uiterst lichte, ongeladen deeltjes die zich maar moeilijk laten ‘vangen’: ze gaan vrijwel ongehinderd door alles en iedereen heen. Voor de detectie ervan zijn wetenschappers daarom afhankelijk van enorme ondergrondse detectoren, zoals Borexino die op een diepte van 1400 meter onder een bergmassief in Midden-Italië staat opgesteld. In voorgaande jaren heeft het Borexino-experiment al de diverse soorten neutrino’s geïdentificeerd die vrijkomen bij de proton-proton-cyclus. En nu is dat dus ook met de veel minder talrijkere neutrino’s van de CNO-cyclus gelukt. Uit de detecties kan worden afgeleid dat elke vierkante centimeter van onze planeet per seconde door ongeveer 700 miljoen ‘CNO-neutrino’s’ wordt getroffen. Dat lijkt veel, maar de ‘pp-neutrino’s’ zijn honderd keer zo talrijk. (EE)
Meer informatie:
→ Solar CNO Neutrinos Observed for the First Time
De ster CK Vulpeculae (CK Vul), die in 1670 als een nova (‘nieuwe ster’) aan de hemel verscheen, staat ongeveer vijf keer zo ver weg als tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komen astronomen na waarnemingen met de noordelijke Gemini-telescoop op Hawaï. De veel grotere afstand brengt met zich mee dat de explosie die CK Vul destijds onderging veel energierijker moet zijn geweest dan gedacht. 350 jaar geleden zag de Franse Monnik Anthelme Voituret een heldere nieuwe ster opvlammen in het sterrenbeeld Vulpecula (Vosje). In de daaropvolgende maanden werd de ster ongeveer zo helder als de Poolster en werd hij door astronomen in de gaten gehouden. Na een jaar was de ster weer uitgedoofd. De nieuwe ster, die pas later de aanduiding CK Vulpeculae kreeg, is lang beschouwd als het eerste goed gedocumenteerde voorbeeld van een nova. Dat is een kortstondig astronomisch verschijnsel dat optreedt in een compact dubbelstersysteem bestaande uit een witte dwerg (het restant van een zonachtige ster) en een andere ster. Deze laatste draagt waterstof over aan de witte dwerg, en als zich eenmaal voldoende gas op diens oppervlak heeft verzameld, komt er een thermonucleaire kettingreactie op gang die uitmondt in een enorme explosie. Dit proces kan zich met tussenpozen enkele malen herhalen. Over het nova-karakter van CK Vul is de afgelopen jaren de nodige twijfel ontstaan, onder meer vanwege de ontdekking van radioactieve aluminium en andere zeldzame isotopen in de onmiddellijke omgeving van de plek aan de hemel waar de explosie heeft plaatsgevonden. De ontdekking dat CK Vul veel verder weg staat dan gedacht, wakkert deze discussie verder aan. Bij de nieuwste waarnemingen is ontdekt dat ijzeratomen in de gaswolk die na de explosie achterbleef veel sneller bewegen dan eerdere waarnemingen hadden aangegeven. Een deel van het gas blijkt zich met een snelheid van maar liefst 7 miljoen km/uur van de plek van de erosie te verwijderen. Omdat dankzij eerdere waarnemingen ook bekend is hoeveel groter de gasnevel de afgelopen tien jaar is geworden, konden de astronomen daaruit afleiden dat CK Vul ongeveer 10.000 lichtjaar van ons verwijderd moet zijn. Tot nu toe werd uitgegaan van een afstand van 2000 lichtjaar. Dit betekent dat de explosie van 1670 ruwweg 25 keer zo hevig moet zijn geweest dan eerdere schattingen aangaven – veel heviger dan een ‘gewone’ nova-explosie. De explosie van CK Vul hield waarschijnlijk het midden tussen een nova en een supernova. En daarmee behoort deze ster tot een heel kleine categorie van objecten waarvan nog niet vaststaat hoe hun plotselinge uitbarstingen nu precies zijn ontstaan. (EE)
Meer informatie:
→ Blast from the Past
Nieuw onderzoek van de geologisch jonge lavastromen in Elysium Planitia wijst erop dat Mars nog ondergrondse vulkanische activiteit vertoont. Eerder was uit gegevens van de Amerikaanse Marslander InSight al gebleken dat het gebied seismische activiteit vertoont. Op Mars zijn diverse grote vulkanen te vinden, maar die zijn klaarblijkelijk al miljoenen jaren in ruste. Nergens op de planeet zijn concrete sporen van aswolken of recente lavastromen waargenomen. Volgens wetenschappers van de Universiteit van Arizona was dat nog niet zo heel lang geleden anders. In en rond Elysium Planitia zou zelfs maar 53.000 jaar geleden nog vulkanische activiteit kunnen zijn geweest. En het is niet ondenkbaar dat het ook nu nog ‘borrelt’ onder het Marsoppervlak. Het bewijs dat de planeetwetenschappers aanvoeren bestaat uit een lava-afzetting die symmetrisch is verdeeld langs een segment van het breukenstelsel Cerberus Fossae dat in Elysium Planitia ligt. Volgens de onderzoekers is dit de jongste vulkanische afzetting op Mars. Dat leiden ze af uit het relatief geringe aantal inslagkraters ter plekke. Elysium Planitia is ook het gebied waar NASA-marslander InSight eind 2018 is neergestreken. De seismometer van InSight heeft tot nu toe al meer dan 450 kleine aardbevingen geregistreerd, waarvan sommige hun oorsprong vinden nabij Cerberus Fossae. Volgens de Amerikaanse wetenschappers zouden deze bevinkjes best eens het gevolg kunnen zijn van ondergrondse vulkanische activiteit. Ook is het denkbaar dat deze activiteit de bron is van het methaangas in de Marsatmosfeer. (EE)
Meer informatie:
→ Is Mars still volcanically active?
Een team onder leiding van Felipe Alves van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Duitsland) heeft met behulp van de ALMA-radiotelescoop het vormingsproces van een jonge ster onderzocht. De ALMA-beelden tonen een schijf van stof en gas rond de ster-in-wording, die omgeven is door filamenten van gas. De astronomen interpreteren deze filamenten als ‘accretiekanalen’ waarlangs materiaal vanuit de omringende gaswolk naar de protoplanetaire schijf toe stroomt. De schijf voorziet op zijn beurt weer de centrale ster van materiaal. Zonnestelsels zoals het onze ontstaan in het inwendige van interstellaire wolken van gas en stof die onder invloed van de zwaartekracht samentrekken. Daarbij ontstaat een protoster die omgeven is door een schijf van gas en stof, waarin zich planeten kunnen vormen. Tijdens dat proces vegen de om de ster cirkelende planeten-in-wording materiaal uit hun omgeving op, waardoor er lege ringvormige holtes in de protoplanetaire schijf ontstaan. ALMA heeft de afgelopen jaren al tal van zulke protoplanetaire schijven met openingen in beeld gebracht. Maar daarbij ging het altijd om stelsels waarbij de alles omringende wolk van gas en stof al is opgeruimd. Bij het nu onderzochte object, dat [BHB2007] 1 wordt genoemd, is dat nog niet het geval. Dat toont aan dat de protoplanetaire schijf nog bezig is om te groeien terwijl hij tegelijkertijd zijn ster voedt. In de schijf rond [BHB2007] 1 is ook een 10 miljard kilometer brede ringvormige holte waargenomen. Daaruit leiden de onderzoekers af dat zich daar een grote planeet of eventueel een bruine dwergster aan het vormen is. Dat object zou vier tot zeventig keer zoveel massa hebben als de planeet Jupiter. (EE)
Meer informatie:
→ A planet-forming disk still fed by the mother cloud
Maandagavond (23 november, 21.30 uur Nederlandse tijd) is de Chinese maanmissie Chang’e 5 gelanceerd. Het hoofddoel van deze missie is het ophalen van gesteenten en bodemmonsters van de maan. Als dat lukt, kunnen wetenschappers voor het eerst sinds 1976 beschikken over enkele kilo’s ‘vers’ maanmateriaal. Dit materiaal zal worden verzameld op Mons Rümker, een 70 kilometer brede vulkanische ‘bult’ in het noordelijk deel van Oceanus Procellarum. Chang’e 5 – net als zijn voorgangers genoemd naar de Chinese maangodin – is de meest ambitieuze Chinese maanmissie tot nu toe. Volgens deskundigen zou dit wel eens een opstapje kunnen zijn naar een vergelijkbare missie naar de planeet Mars of zelfs een bemande maanmissie. Naar verwachting zal Chang’e 5 over een dag of drie bij de maan aankomen. Hij bestaat uit een orbiter, die samen met een terugkeercapsule om de maan blijft cirkelen, en een lander. Deze laatste bestaat ook weer uit twee delen: een daaltrap die is voorzien van een boor en robotarm, en een stijgtrap die het verzamelde materiaal zal overbrengen naar de terugkeercapsule. De maanlander heeft straks maximaal 14 aardse dagen oftewel één maan-dag de tijd om boringen te doen en gesteenten en gruis op te scheppen. Hij is voor zijn stroomvoorziening namelijk afhankelijk van de zon. Naar verwachting zal het maanmateriaal medio december op aarde aankomen. (EE)
Meer informatie:
→ China launches historic Chang'e 5 mission to collect the first moon samples since 1976
Ongeveer vier miljard jaar geleden werd het gebied rond de evenaar van de planeet Mars geteisterd door grote overstromingen. Tot die conclusie komen Amerikaanse planeetwetenschappers na bestudering van gegevens die door NASA’s Marsrover Curiosity zijn verzameld. Curiosity bevindt zich in de grote inslagkrater Gale, die dicht bij de evenaar van de planeet ligt. De ‘megavloed’, die waarschijnlijk op gang kwam toen grote hoeveelheden ijs smolten door de warmte die vrijkwam bij een grote meteorietinslag, veroorzaakte reusachtige golvingen in het landschap – zogeheten antiduinen. Deze ongeveer tien meter hoge geologische structuren op onderlinge afstanden van 150 meter wijzen er volgens de onderzoekers op dat er in korte tijd veel water met hoge snelheid over de bodem van de Gale-krater is gestroomd. Bij de inslag ontsnapten grote hoeveelheden koolstofdioxide, methaan en waterdamp uit het ijzige Marsoppervlak. Dat zorgde voor een korte periode van warme en natte omstandigheden op de rode planeet. De vele regenval resulteerde wellicht overal op Mars in grote overstromingen die ook de Gale-krater binnendrongen. Ook kwam er veel smeltwater omlaag van de centrale berg van de krater, Mount Sharp. Zo zouden de afzettingen van grind zijn ontstaan die als antiduinen in het landschap ter plaatse herkenbaar zijn. Dat de Gale-krater ooit gevuld moet zijn geweest met water was al langer bekend. In de meren op de kraterbodem zouden zelfs micro-organismen kunnen hebben geleefd, al zijn daar tot nu toe geen concrete aanwijzingen voor gevonden. (EE)
Meer informatie:
→ Field geology at Mars’ equator points to ancient megaflood
De Arecibo-radiotelescoop moet als verloren worden beschouwd. Dat heeft de Amerikaanse National Science Foundation bekendgemaakt, nadat onderzoek had uitgewezen dat het te gevaarlijk is om de schade die het instrument de afgelopen maanden heeft opgelopen te herstellen. De 305 meter grote radiotelescoop is 57 jaar lang op allerlei terreinen van het radio-astronomisch onderzoek ingezet, maar fungeerde de laatste tijd vooral als ‘radaroog’ dat passerende planetoïden in beeld bracht. De radiotelescoop is ondergebracht in een komvormig dal (een ‘doline’) op het Caribische eiland Puerto Rico. De ontvangstschotel zelf bestaat uit bijna 40.000 aluminium panelen die door een net van stalen kabels op hun plek worden gehouden. Honderdvijftig meter boven deze schotel hangt een 900 ton wegend instrumentenplatform dat met kabels aan drie torens is bevestigd. Sinds 2010 is deze constructie verschillende keren door hevige stormen getroffen, maar tot nog toe kon het instrument steeds weer worden opgelapt. Ook de schade die bij twee recente kabelbreuken, de ene in augustus en de andere in november, was ontstaan leek niet onherstelbaar. Maar nader onderzoek heeft uitgewezen dat de ophangconstructie dermate instabiel is geworden dat reparatie onverantwoord wordt geacht. Wel zal alles in het werk worden gesteld om de overige onderdelen van de radiosterrenwacht waar de grote radioschotel deel van uitmaakt voor schade te behoeden, in het geval de ophanging het onverhoopt helemaal begeeft. De Arecibo-radiotelescoop was tussen 1963 en 2016 de grootste enkelvoudige radioschotel ter wereld. Hij werd pas vier jaar geleden voorbijgestreefd door de Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (FAST) in China. Het zeer tot de verbeelding sprekende instrument diende als decor voor diverse film-, game- en televisieproducties, waaronder de James Bond-film Golden Eye. Ook is de radioschotel gebruikt voor SETI-doeleinden – de zoektocht naar technisch geavanceerd buitenaards leven. (EE)
Meer informatie:
→ NSF begins planning for decommissioning of Arecibo Observatory’s 305-meter telescope due to safety concerns
Zestien jaar geleerden ontdekten astronomen met behulp van de GALEX-ruimtetelescoop een ster die omringd is door een ring die een gloed van ultraviolet straling vertoont. Omdat de voor onze ogen onzichtbare uv-straling op GALEX-opnamen met blauw werd aangegeven, kreeg het bijzondere object de bijnaam Blauwe Ringnevel. Hoe dit ongeveer 6300 lichtjaar verre object tot stand kwam bleef lange tijd onduidelijk. Een team van wetenschappers denkt nu een verklaring voor de ‘blauwe’ ring rond de ster te hebben gevonden. In een vandaag in Nature gepubliceerd artikel komen ze tot de conclusie dat de ring in feite de onderkant is van een kegelvormige wolk van fluorescerend gas. Deze zou zijn ontstaan bij een botsing tussen twee sterren. Daarbij zouden overigens niet één maar twee ‘puinkegels’ zijn ontstaan. Vanaf de aarde zien we alleen de kegel die naar ons toe wijst. De andere beweegt precies de andere kant op en is voor ons bijna niet waarneembaar. Het samensmelten van twee sterren die ooit een dubbelster hebben gevormd komt vrij vaak voor, maar bij dit proces komt zoveel stof vrij, dat de gebeurtenis al snel aan het zicht onttrokken wordt. Pas als het stof optrekt kan gedurende enkele duizenden tot honderdduizenden jaren – naar kosmische maatstaven heel kort – zo’n dubbele kegel te zien zijn. Vandaar dat objecten als de Blauwe Ringnevel zeldzaam zijn. De astronomen denken dat de ‘geboorte’ van de Blauwe Ringnevel een paar duizend jaar geleden is begonnen in een dubbelster bestaande uit een zonachtige ster en een ster die ongeveer tien keer zo klein was. De zonachtige ster raakte het eerst door haar nucleaire ‘brandstof’ heen en zwol daardoor zo sterk op, dat de kleinere ster in haar buitenlagen terechtkwam en naar binnen spiraalde. Daarbij verloor de kleine ster materie en vormde zich een gasschijf rond de zonachtige ster. De wolk van materie die bij de uiteindelijke botsing werd weggeblazen, is door deze gasschijf in tweeën gesneden. Zo zijn de twee kegelvormige ‘puinwolken’ ontstaan. Door de schokgolf die bij de botsing ontstond werd het waterstofgas in de beide kegels dermate heet dat het op ultraviolette golflengten begon te fluoresceren. De Blauwe Ringnevel was een feit. (EE)
Meer informatie:
→ Merging Stars Produce Glowing Blue Ring Nebula
Een team van astronomen onder leiding van SRON, Nederlands instituut voor ruimte-onderzoek, heeft tien keer zoveel hyperlumineuze sterrenstelsels waargenomen in het infrarood dan sterren volgens theoretische modellen kunnen produceren. Als de theorie klopt, kunnen sterren dus niet in hun eentje verantwoordelijk zijn voor de helderheden van de helderste infraroodsterrenstelsels. Elf miljard jaar geleden — ongeveer drie miljard jaar na de oerknal — begonnen zich relatief snel sterrenstelsels te vormen. Er was gas in overvloed, dus een klein deel van deze vroege stelsels was in staat om uit te groeien tot zware, hyperlumineuze exemplaren, met een helderheid van tien biljoen zonnen. Omdat de gasreserves in de loop der tijd opdroogden, konden later minder sterrenstelsels zo snel ‘groeien’. Toen astronomen het heelal bestudeerden met de infrarood-ruimtetelescoop Herschel, zagen ze deze theorie over het algemeen bevestigd. Maar in absolute getallen leek het erop dat er ruim tienmaal teveel hyperlumineuze infraroodsterrenstelsels zijn, zowel in het vroege heelal als dichterbij huis. Helaas kon Herschels ruimtelijke resolutie niet alle individuele sterrenstelsels onderscheiden, zodat ze het niet met zekerheid konden zeggen. Een internationaal team van astronomen, geleid door Lingyu Wang van SRON en de Rijksuniversiteit Groningen, heeft nu de LOFAR-radiotelescoop gebruikt om de sterrenstelsels individueel te onderscheiden. Ze zagen inderdaad meer dan tienmaal zoveel hyperlumineuze sterrenstelsels dan de theorie voorspelt. Met een onzekerheid van een factor twee kunnen ze nu met zekerheid zeggen dat we naar een andere theorie moeten zoeken. ‘We onderzoeken nu welke fysische mechanismen zulke extreme sterrenstelsels kunnen aandrijven,’ zegt Wang. ‘Worden ze aangedreven door stervorming of door de aangroei van superzware zwarte gaten? In het eerste geval moeten hyperlumineuze infraroodsterrenstelsels jaarlijks duizenden zonsmassa’s aan sterren produceren. Theoretische modellen voorzien echter niet in zo’n snelle sterproductie. Een alternatief scenario is dat de stelsels voornamelijk worden aangedreven door de accreties van materie rond het superzware zwarte gat in hun centrum. We hebben vervolgwaarnemingen nodig om de ware aard van deze extreme objecten te kunnen onderzoeken.’ Het team gaat deze vervolgwaarnemingen nu doen vanaf de Keck-sterrenwacht op Hawaï. Dat geeft ze preciezere gegevens over de roodverschuiving van de sterrenstelsels, en dus hun afstand. Keck heeft een optische telescoop die spectra opneemt. Astronomen leiden de roodverschuiving af uit spectra door te kijken hoeveel golflengtes de karakteristieke vingerafdrukken van stoffen zijn verschoven. De astronomen hebben hun bevindingen vandaag op preprint-site arXiv gezet. Binnenkort verschijnt de publicatie ook in een speciale editie van Astronomy & Astrophysics. (EE)
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
Een internationaal team van laboratorium-astrofysici en astrochemici, onder wie Harold Linnartz (Universiteit Leiden) en Herma Cuppen (Radboud Universiteit), heeft aangetoond dat glycine, het eenvoudigste aminozuur en een belangrijke bouwsteen van het leven, kan ontstaan onder de barre omstandigheden die in de ruimte heersen. De resultaten worden maandagavond gepubliceerd in Nature Astronomy. Tot voor kort werd aangenomen dat glycine alleen kan ontstaan op plekken in de ruimte met veel uv-licht. Nieuwe resultaten uit het Laboratorium voor Astrofysica van de Sterrewacht Leiden tonen aan dat het ook mogelijk is om glycine te vormen op het oppervlak van ijskoude stofdeeltjes zonder energetische straling. Hierdoor is het waarschijnlijk dat glycine en andere aminozuren al voorhanden zijn in het interstellaire materiaal waaruit nieuwe sterren en planeten ontstaan. De onderzoekers simuleerden in het laboratorium de omstandigheden in donkere interstellaire wolken. Daartoe maakten ze bij temperaturen van -260 °C flinterdunne laagjes ijs van bevroren CO, NH3, CH4 en H2O en bombardeerden deze met vrije atomen. Daarbij vallen ijsmoleculen uiteen en kunnen de reactieve fragmenten verder reageren zodat grotere moleculen ontstaan. Op deze manier toonden de onderzoekers eerst aan dat methylamine ontstaat. Dat is een voorgangermolecuul van glycine. Vervolgens konden de onderzoekers met behulp van een unieke ultrahoogvacuüm-opstelling bewijzen dat ook glycine wordt gevormd. De resultaten stemmen volledig overeen met waarnemingen aan de komeet 67P waar glycine en methylamine zijn gevonden in de nevelige wolk van gas om de kern. De onderzoekers vermoeden dat glycine op zijn beurt een voorloper kan worden van andere complexe organische moleculen zoals de aminozuren alanine en serine. Uiteindelijk, zo is het idee, vindt het organisch verrijkte materiaal zijn weg naar kometen en stofdeeltjes die vroeger of later op planeten inslaan en zo de basis voor leven kunnen vormen.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een internationaal team van astronomen is er, met behulp van ‘kunstmatige intelligentie’, in geslaagd om de ‘stamboom’ van ons Melkwegstelsel te reconstrueren. Daarbij is gebruik gemaakt van de eigenschappen van bolvormige sterrenhopen die om de Melkweg cirkelen. Astronomen weten al een tijdje dat sterrenstelsels kunnen ‘groeien’ door met kleinere soortgenoten te fuseren. De afgelopen jaren is, onder meer dankzij gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, de bevestiging gevonden dat dit ook voor ons eigen Melkwegstelsel geldt. Zo zou 9 miljard jaar geleden een fors sterrenstelsel – ‘Gaia-Enceladus’ – door de Melkweg zijn opgeslokt. Het nieuwe onderzoek wijst erop dat daar nog een andere grote fusie aan vooraf is gegaan. Bolvormige sterrenhopen zijn compacte groepen van honderdduizenden sterren die bijna zo oud zijn als het heelal zelf. Rond de Melkweg zwermen 150 van zulke bolhopen, waarvan vele zouden zijn ontstaan in de kleinere stelsels die in de Melkweg zijn opgegaan. Een onderzoeksteam onder leiding van Diederik Kruijssen van de Universiteit van Heidelberg en Joel Pfeffer van de John Moores University in Liverpool heeft deze ‘fossiele overblijfselen’ nu gebruikt om de geschiedenis van het Melkweg te reconstrueren. Daartoe hebben de astronomen een reeks van geavanceerde computersimulaties ontwikkeld, waarmee wordt nagebootst hoe het bolvormige sterrenhopen vergaat nadat ze eenmaal door een groot sterrenstelsel zijn verzwolgen. Op die manier konden – met behulp een kunstmatig neuraal netwerk – verbanden worden gelegd tussen de leeftijden, chemische samenstellingen en baanbewegingen van bolvormige sterrenhopen en de eigenschappen van de voorloper-stelsels waarin zij meer dan 10 miljard jaar geleden zijn gevormd. Door deze inzichten toe te passen op groepen van bolvormige sterrenhopen in de Melkweg, kon niet alleen worden vastgesteld hoeveel sterren deze voorloper-stelsels hebben bevat, maar ook wanneer zij door de Melkweg zijn opgeslokt. Daarbij is onder meer ontdekt dat al 11 miljard geleden een kleiner stelsel – ‘Kraken’ gedoopt – in botsing is gekomen met de Melkweg. Omdat ons sterrenstelsel destijds viermaal minder massa had dan tijdens de Gaia-Enceladus-fusie, moet de Melkweg daarbij een flinke gedaanteverandering hebben ondergaan. Volgens de astronomen heeft ons Melkwegstelsel in de loop van zijn bestaan vijf sterrenstelsels met meer dan 100 miljoen sterren ‘gekannibaliseerd’ en nog eens vijftien stelsels met minstens 10 miljoen stelsels. De grootste fusies zouden tussen de 6 en 11 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden. (EE)
Meer informatie:
→ Family tree of the Milky Way deciphered
Het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum DLR en het Japanse ruimteagentschap JAXA hebben een overeenkomst gesloten over een gezamenlijke ruimtemissie naar de bijzondere planetoïde Phaethon. Het belangrijkste doel van de missie – de ‘Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage with Phaethon fLyby and dUst Science’ of kortweg DESTINY+ – is het opvangen van stofdeeltjes die door het kleine rotsachtige hemellichaam zijn uitgestoten. Phaethon volgt een langgerekte omloopbaan om de zon, waarvan het buitenste punt voorbij de Marsbaan ligt en het binnenste punt op slechts 21 miljoen kilometer van de zon – ruimschoots binnen de baan van Mercurius dus. Hierdoor warmt zijn oppervlak eens in de ongeveer anderhalf jaar sterk op, en dat zorgt voor een uitstoot van stof. Hierdoor heeft zich achter Phaethon een langgerekte wolk van stof gevormd die in december van elk jaar door de aarde wordt doorkruist. Dat veroorzaakt dan een regen van meteoren (‘vallende sterren’) in de aardatmosfeer: de zogeheten Geminiden. DESTINY+ zal gedurende zijn vier jaar durende reis naar de planetoïde, die medio 2024 van start moet gaan, voortdurend stofdeeltjes opvangen en analyseren. Dat laatste gebeurt met een massaspectrometer van Duitse makelij. De metingen van dit instrument worden gebruik om de oorsprong van elk opgevangen stofdeeltje te bepalen. Ook zal worden onderzocht hoeveel organische materie de stofdeeltjes bevatten. De ruimtesonde zal geen landing op Phaethon maken, maar deze wel tot op een afstand van ongeveer 500 kilometer naderen, om gedetailleerde opnamen van het oppervlak te kunnen maken. (EE)
Meer informatie:
→ DESTINY+ – Germany and Japan begin new asteroid mission
Het Europese ruimteagentschap ESA heeft groen licht gegeven aan de nieuwe exoplaneet-verkenner Ariel. Ariel wordt de eerste missie die gewijd is aan het onderzoeken van de aard, vorming en evolutie van exoplaneten. De ruimtetelescoop zal ongeveer duizend planeten buiten ons zonnestelsel onder de loep nemen. Meer dan vijftig instituten uit zeventien landen hebben de afgelopen vijf jaar gewerkt aan het opstellen van de wetenschappelijke doelen en het ontwerpen van de instrumentatie van de Ariel-missie, die in 2029 van start moet gaan. Ariel of voluit ‘Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey’ wordt de eerste ruimtetelescoop die specifiek ontworpen is voor het meten van de chemische samenstelling en atmosferische eigenschappen van exoplaneten. Daarbij zal een grote verscheidenheid aan planeten de revue passeren, maar de nadruk zal liggen op hete en warme planeten die op geringe afstanden om hun moederster cirkelen. Door specifiek naar hete te kijken, hopen astronomen meer inzicht te krijgen in het vormingsproces van planeten. Bij hogere temperaturen zullen meer exotische moleculen waarneembaar zijn voor Ariel, en kunnen zijn instrumenten de samenstelling van de planeetatmosferen beter meten. Dat levert dan ook weer informatie op over de samenstelling van de planeet zelf en van zijn ontstaansgeschiedenis. Ariel wordt uitgerust met een ongeveer 1 meter grote ovalen spiegel, waarmee zichtbaar licht en infraroodstraling van de verre planetenstelsels wordt opgevangen. Met behulp van een infraroodspectrometer wordt dit licht uiteengerafeld tot een spectrum, dat de chemische ‘vingerafdrukken’ bevat van de gassen die in de planeetatmosferen te vinden zijn. De nieuwe ruimtetelescoop zal niet in een baan om de aarde worden gebracht, maar om het zogeheten L2-punt gaan cirkelen. Deze ‘uitkijkpost’ ligt vanuit de zon gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde. (EE)
Meer informatie:
→ The European Space Agency formally adopts Ariel, the exoplanet explorer
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat een botsing tussen twee neutronensterren niet automatisch in de vorming van een zwart gat resulteert. In plaats daarvan kan ook een magnetar ontstaan. Dat is de conclusie van nieuw onderzoek waarvan de resultaten binnenkort in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Het onderzoek heeft betrekking op een hevige sterexplosie – een zogeheten kilonova – waarvan het licht op 22 maart van dit jaar de aarde bereikte. De explosie ging gepaard met een korte, maar hevige flits gammastraling (GRB 200522A), die als eerste werd opgemerkt door de Amerikaanse Swift-satelliet. Nadien is het ’nagloeiende’ verschijnsel nog met tal van andere telescopen op aarde en in de ruimte waargenomen, waaronder ook de Hubble-ruimtetelescoop. Astronomen gaan ervan uit dat korte gammaflitsen ontstaan bij een botsing tussen twee neutronensterren – extreem compacte objecten die minstens zoveel massa hebben als de zon, maar slechts een kilometer of 10 groot zijn. De daarbij optredende explosie, gloeit op allerlei golflengten nog heel lang na dankzij het radioactieve verval van zware elementen die karakteristiek zijn voor de samensmelting van twee neutronensterren. De infraroodstraling die ‘Hubble’ bij deze kilonova waarnam, was opvallend genoeg tien keer zo helder als verwacht. Dat wijst er volgens astronomen op dat ‘iets’ extra energie in het nagloeiende restant heeft gepompt. En dat zou erop kunnen duiden dat de twee neutronensterren die bij de explosie betrokken waren tot een magnetar zijn samengesmolten – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Tot nu toe werd aangenomen dat bij zo’n botsing een zwart gat ontstaat. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists Uncover Truth About Luminous Infrared Kilonova
De planeet Venus heeft de afgelopen vier miljard veel minder water verloren dan tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komt de Zweedse onderzoeker Moa Persson van het Zweeds Instituut voor Ruimteonderzoek (IRF) en de Universiteit van Umeå, die op 13 november haar proefschrift verdedigt. Perssons stelling is gebaseerd op een analyse van hoe de zonnewind – de aanhoudende stroom van geladen deeltjes van de zon – de Venusatmosfeer beïnvloedt en ervoor zorgt dat atmosfeerdeeltjes de ruimte in verdwijnen. Daarbij heeft ze gebruik gemaakt van gegevens van het meetinstrument ASPERA-4 aan boord van de Europese ruimtesonde Venus Express. Venus staat bekend als een extreem hete en droge planeet, maar ooit was het klimaat er mogelijk veel aangenamer en kan er veel oppervlaktewater zijn geweest. Daarvan is nu geen sprake meer, maar onduidelijk is waar het water naartoe is gegaan. De berekeningen van Persson geven aan dat slechts een kleine deel ervan naar de ruimte is ontsnapt. Dat proces is overigens nog steeds bezig: ASPERA-4 detecteerde ionen (geladen deeltjes) in de omgeving van Venus en daarbij is ontdekt dat er uit de Venus-atmosfeer voor elke twee protonen (waterstofionen) één zuurstofion ontsnapt – precies de waterstof/zuurstof-verhouding van water. Daarbij geldt dat er meer water ontsnapt naarmate de zon meer geladen deeltjes en straling produceert. Voor haar proefschrift heeft Persson berekend hoeveel water Venus op die manier kan zijn kwijtgeraakt: heel weinig dus. Deze roept de vraag op of er ooit wel zo veel water is geweest op Venus. En zo ja, waar dat water is gebleven. Volgens Persson zijn daar twee verklaringen voor mogelijk: het water is al heel vroeg van Venus ontsnapt of in de bodem opgenomen. (EE)
Meer informatie:
→ Surprisingly Little Water Has Escaped from Venus
Astronomen van onder meer Johns Hopkins University (VS) hebben vastgesteld dat de temperatuur van het gas in clusters van sterrenstelsels gemiddeld 2 miljoen graden Celsius bedraagt. Dat is tien keer heter dan 10 miljard jaar geleden en vier keer zo heet als de corona (buitenste atmosfeer) van de zon. De opwarming wordt veroorzaakt doordat sterrenstelsels gas uit hun omgeving aantrekken. Je kunt de ontelbare gasatomen die door sterrenstelsels worden aangetrokken vergelijken met meteoroïden die de aardatmosfeer binnendringen. Die gaan onder invloed van de zwaartekracht steeds sneller bewegen en ondervinden daarbij wrijving van het medium waar ze doorheen gaan. Dezelfde opwarming onder invloed van de zwaartekracht treedt op bij veel grotere objecten, zoals sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels – een theorie die wordt toegeschreven aan Nobelprijswinnaar James Peebles. De zwaartekracht brengt gas en andere vormen van materie bijeen in sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels, en daardoor warmt het gas op. Bij hun temperatuuranalyse hebben de astronomen gebruik gemaakt van gegevens die de afgelopen decennia zijn verzameld met een telescoop op aarde (de Sloan Digital Sky Survey) en door de Europese satelliet Planck. Met behulp van een nieuwe techniek hebben ze schattingen gemaakt van de kosmologische roodverschuiving in het licht van concentraties van gas. Kosmologische roodverschuiving is het verschijnsel dat de golflengte van het licht van verre sterrenstelsels toeneemt ten gevolge van de uitdijing van het heelal. Hoe verder een sterrenstelsel van ons verwijderd is, des te langer is de golflengte van zijn licht, en des te langer heeft het geduurd voordat dit licht ons bereikte. Daardoor kunnen astronomen als het ware ‘terugkijken’ in de tijd. Aan de hand van de kleur van het licht kan ook een schatting worden gemaakt van de temperatuur van het stelsel. Op die manier hebben de astronomen kunnen meten dat de temperatuur van kosmisch gas in de loop van de miljarden jaren geleidelijk is toegenomen. Deze stijgende trend is overigens in overeenstemming met de resultaten van computersimulaties. (EE)
Meer informatie:
→ Galaxies have gotten hotter as they've gotten older
Nieuwe laboratoriumexperimenten waarbij de ijzige omstandigheden op de Jupitermaan Europa zijn nagebootst, wijzen erop dat de ijskorst van deze maan een zwakke gloed uitzendt. De lichtgloed wordt veroorzaakt door geladen deeltjes afkomstig uit het magnetische veld van moederplaneet Jupiter, die met hoge snelheden het ijs binnendringen (Nature Astronomy, 9 november). Het laboratoriumonderzoek laat zien dat de kleur van de aldus opgewekte lichtgloed, afhankelijk van de samenstelling van het ijs, kan variëren van wit tot groen of blauw. Ook de helderheid ervan wisselt, maar hoe dan ook is het schijnsel te zwak om vanaf de aarde waarneembaar te zijn. De Amerikaanse planeetwetenschappers die het onderzoek hebben gedaan, denken dat het schijnsel wel waarneembaar zal zijn voor de nieuwe NASA-ruimtesonde Europa Clipper, die rond 2024 wordt gelanceerd en de Jupitermaan tientallen keren dicht zal naderen. Door de kleur en helderheid van de lichtgloed nauwkeurig te registreren, kan dan worden vastgesteld welke zouten het oppervlakte-ijs bevat. En dat geeft dan weer een indicatie van de samenstelling van de oceaan die, zoals wordt vermoed, onder de kilometers dikke ijskorst van Europa schuilgaat. (EE)
Meer informatie:
→ Europa Glows: Radiation Does a Bright Number on Jupiter's Moon
Een van de hoofdkabels die het ontvangerplatform van de Arecibo-radiotelescoop op zijn plek houden is afgelopen vrijdag geknapt en op de 300 meter grote schotel van het instrument gevallen. Daarbij is opnieuw schade ontstaan aan de schotel en aan omliggende kabels. Bij het voorval zijn geen gewonden gevallen. Vermoed wordt dat het knappen van de kabel verband houdt met het losraken van een dunnere hulpkabel in augustus van dit jaar. Daardoor werd de nu geknapte kabel sterker belast. Ook bij het eerdere voorval, waarvoor nog geen duidelijke oorzaak is gevonden, liep de schotel van de Arecibo-telescoop averij op, en deze schade zou vanaf deze week provisorisch worden hersteld. Naar verwachting zullen deze reparaties worden uitgesteld totdat er, met behulp van drones en kabels, meer duidelijkheid is over de stabiliteit van de (resterende) kabelophanging. Ook wordt er gezocht naar manieren om de spanning in de overgebleven kabels te verminderen. De Arecibo-radiotelescoop is een van de grootste radiotelescopen ter wereld. Het instrument speelt een belangrijke rol bij onder meer het maken van radarbeelden van planetoïden die dicht bij de aarde komen. Dat waarneemprogramma ligt al sinds augustus stil. (EE)
Meer informatie:
→ A Second Cable Fails at NSF’s Arecibo Observatory in Puerto Rico
Astronomen van ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie, zijn er voor het eerst in geslaagd om een ‘bruine dwerg’ op te sporen met een radiotelescoop. Een bruine dwerg is een object met meer massa dan een grote planeet als Jupiter, maar met aanzienlijk minder massa dan onze zon (Astrophysical Journal Letters, 9 november). De bruine dwerg, die Elegast wordt genoemd, is opgespoord met LOFAR, een radiotelescoop die uit duizenden afzonderlijke ontvangstantennes bestaat. Het hart van dit instrument bevindt zich bij Exloo in Drenthe. Bruine dwergen zijn vrij zwakke bronnen van radiostraling. Deze wordt gegenereerd door geladen deeltjes die in het magnetische veld van zo’n ‘mislukte ster’ terecht zijn gekomen. Tot nu toe konden met radiotelescopen alleen sterke magnetische velden worden waargenomen, honderd keer zo sterk als die van een koelkastmagneet. LOFAR, die waarnemingen doet op lage frequenties, kan echter al magnetische velden registreren die honderd keer zo zwak zijn. Dat betekent dat hij in staat is om de magnetische velden van de koudste bruine dwergen en van grote exoplaneten te detecteren. Elegast viel op doordat zijn radiostraling een karakteristieke vorm van polarisatie vertoont. Vervolgwaarnemingen met twee optische telescopen hebben bevestigd dat het inderdaad om een bruine dwerg gaat. Elegast is overigens niet de eerste bruine dwerg die met een radiotelescoop is waargenomen: eerder zijn al radiowaarnemingen gedaan van bruine dwergen die voordien met infraroodtelescopen waren ontdekt. Het onderzoeksteam, onder leiding van Harish Vedantham, hoopt middels vervolgwaarnemingen de sterkte van het magnetische veld van Elegast te kunnen meten en de uitkomst daarvan met theoretische voorspellingen te vergelijken. Ook proberen de astronomen meer bruine dwergen in de LOFAR-gegevens op te sporen. (EE)
Meer informatie:
→ First direct detection of a brown dwarf with a radio telescope
Voor het eerst is het astronomen gelukt om een zogeheten snelle radioflits te detecteren die binnen ons eigen Melkwegstelsel is ontstaan. Snelle radioflitsen zijn extreem heldere pulsen radiostraling die slechts een fractie van een seconde duren. Sinds de eerste detectie van zo’n radioflits in 2007 zijn in zo’n beetje alle hoeken en gaten van het heelal radioflitsen waargenomen. Die kwamen echter van zulke grote afstanden dat niet kon worden vastgesteld door welk soort objecten ze werden uitgezonden. Wel bestond al het vermoeden dat zogeheten magnetars – snel ronddraaiende neutronensterren met een extreem sterk magnetisch veld – de bron van het verschijnsel waren. De recente detectie van een radioflits van een veel nabijer object lijkt dat te bevestigen. De waargenomen radiopuls kwam inderdaad uit de richting van een magnetar (Nature, 4 november). De verlossende radioflits werd opgepikt door de CHIME-radiotelescoop in Canada, die de hemel voortdurend afspeurt naar ’tijdelijke’ radiobronnen. Ook op 28 april pikte CHIME weer zo’n radioflits op, maar ditmaal was er iets bijzonders aan de hand. Kort daarvóór hadden diverse satellieten namelijk een aantal uitbarstingen van röntgen- en gammastraling waargenomen die uit vrijwel dezelfde richting kwam. De bron ervan was de al bekende magnetar SGR 1935+2154, die zich op 30.000 lichtjaar van de aarde bevindt. Nader onderzoek heeft laten zien dat de twee uitbarstingen hoogstwaarschijnlijk niet los van elkaar staan. Twee dagen na de eerste uitbarsting detecteerde de Chinese radiotelescoop FAST namelijk opnieuw een radioflits die uit de directe omgeving van SGR 1935+2154 kwam. Magnetars zoals SGR 1935+2154 zenden wel vaker pulsen radiostraling uit, maar die zijn lang niet zo helder als FRB 200428, zoals de snelle radioflits van 28 april wordt genoemd. Het gaat echt om een ‘uitschieter’, wat meteen ook verklaart waarom het zo lang heeft geduurd voordat er een snelle radioflits van een object in ons eigen Melkwegstelsel werd geregistreerd. Hóé magnetars snelle radioflitsen produceren is echter nog onduidelijk. (EE)
Meer informatie:
→ First Detection of Ultrabright Radio Flashes in Our Own Galaxy
Volgens wetenschappers van drie instituten in Canada en India kent de zeer hete exoplaneet K2-141b een bijzondere kringloop. In plaats van water verdampt er gesteente, dat elders weer ‘neerregent’. De kringloop gaat gepaard met supersonische winden met snelheden van meer dan 5000 km/uur. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 4 november) K2-141b is een planeet van extremen. Hij cirkelt op zo’n kleine afstand om zijn moederster dat de temperatuur aan zijn dagzijde kan oplopen tot 3000 °C. Computersimulaties laten zien dat zich daardoor een misschien wel honderd kilometer diepe oceaan van gesmolten gesteente (magma) heeft gevormd. Tegelijkertijd zakken de temperaturen aan de nachtkant van de planeet tot meer dan 200 graden Celsius onder nul. Een en ander leidt ertoe dat elementen en mineralen die wij op aarde als vaste stoffen kennen – natrium, siliciummonoxide en siliciumdioxide – op K2-141b dezelfde rol vervullen als het water op aarde. Aan de dagzijde van de planeet verdampen ze, om aan de veel koudere nachtkant te condenseren en neer te regenen in de magma-oceaan. De computersimulaties wijzen erop dat de kringloop op K2-141b niet zo stabiel is als die op aarde. Het aan de nachtzijde neergeregende materiaal stroomt maar heel langzaam terug naar de dagzijde. Volgens de wetenschappers leidt dit ertoe dat de mineralogische samenstelling van zowel het oppervlak als de atmosfeer van de planeet geleidelijk verandert. K2-141b cirkelt om een ster die wat kleiner en koeler is dan onze zon. Het tweetal is ongeveer 200 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
Meer informatie:
→ Supersonic winds, rocky rains forecasted on lava planet
Planeetwetenschappers hebben ontdekt dat een van de planetoïden die de planeet Mars in zijn omloopbaan volgen qua samenstelling op onze maan lijkt. Mogelijk gaat het om een brokstuk dat vrijkwam bij een van de vele inslagen op de maan die in de begintijd van ons zonnestelsel plaatsvonden. De planetoïde, met de officiële aanduiding (101429) 1998 VF31, is een zogeheten trojaan. Hij bevindt zich nabij het lagrangepunt L5 – het punt waar de afstanden van de planetoïde tot de zon en tot de planeet Mars gelijk zijn aan elkaar. Objecten nabij het L5-punt hebben dezelfde omlooptijd als Mars. Tot nu toe zijn rond het L5-punt van Mars een stuk of zes planetoïden ontdekt. Vijf daarvan vormen een ‘familie’ van gelijksoortige objecten, maar planetoïde 101429 lijkt een buitenbeentje te zijn. Dat wordt afgeleid uit waarnemingen met een spectrograaf die gekoppeld is aan de Europese Very Large Telescope in Chili. De waarnemingen laten zien dat het licht dat de planetoïde in het infrarood weerkaatst sterke overeenkomsten vertoont met het spectrum van het moedergesteente van de maan zoals dat bijvoorbeeld op de bodem van inslagkraters te vinden is. Dat roept de vraag op waar dit object vandaan komt. Het is denkbaar dat ‘101429’ een vrij normale planetoïde is, die zijn maanachtige uiterlijk te danken heeft aan een langdurige blootstelling aan zonnestraling. Maar volgens de onderzoekers zou het ook best eens een brokstuk van onze maan kunnen zijn. Heel vreemd is die gedachte niet, omdat in de begintijd van ons zonnestelsel – 4,5 miljard jaar geleden – talrijke botsingen tussen planetesimalen (planetaire ‘bouwstenen’) en planeten hebben plaatsgevonden. Volgens een derde, misschien nog waarschijnlijker scenario, zou 101429 overigens ook een brokstuk van Mars zélf kunnen zijn. Zijn spectrum wijst er namelijk op dat hij veel pyroxeen bevat – een mineraal dat veel voorkomt in de korst van rotsachtige hemellichamen. (EE)
Meer informatie:
→ Mars plays shepherd to our Moon’s long-lost twin
