Op nieuwe opnamen van de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn honderden filamenten langs het vlak van ons Melkwegstelsel ontdekt. De langwerpige structuren zijn stuk voor stuk vijf tot tien lichtjaar lang (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Begin jaren 80 ontdekte radioastronoom Farhad Yusef-Zadeh van Northwestern University (VS) bijna duizend reusachtige, eendimensionale verticale filamenten rondom Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Nu hebben hij en zijn medewerkers een nieuwe populatie van filamenten opgespoord, maar die zijn beduidend korter en ontspringen als de spaken van een fietswiel aan het zwarte gat (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Hoewel de twee populaties filamenten diverse overeenkomsten vertonen, vermoeden de onderzoekers dat ze een verschillende oorsprong hebben. Volgens Yusef-Zadeh zijn de nu ontdekte filamenten niet willekeurig verdeeld, maar lijken ze verband te houden met de uitstoot van materie door ‘ons’ zwarte gat. Door ze te bestuderen zouden we meer te weten kunnen komen over de rotatie van het zwarte gat en de oriëntatie van de accretieschijf eromheen. De eerder ontdekte verticale filamenten zijn tot wel vijftien keer zo lang en overal rondom de kern van ons Melkwegstelsel te vinden. De horizontale filamenten bevinden zich voornamelijk aan één kant van de kern en wijzen in de richting van het centrale zwarte gat. Verder is er nog veel onduidelijk aan de nieuwe ontdekking. Vooralsnog komen Yusef-Zadeh en zijn collega’s niet verder dan het vermoeden dat de nu ontdekte populatie van filamenten is ontstaan bij een gebundelde uitstoot van materie door Sagittarius A* die een paar miljoen jaar geleden heeft plaatsgevonden. De streepjes zouden het resultaat kunnen zijn van de interactie van dit uitstromende materiaal met objecten in de omgeving. (EE)
Meer informatie:
→ Mysterious dashes revealed in Milky Way’s center
Stephen Hawking had gelijk over zwarte gaten, maar niet helemaal, blijkt uit nieuw theoretisch onderzoek van Michael Wondrak, Walter van Suijlekom en Heino Falcke van de Radboud Universiteit. Door Hawking-straling zullen zwarte gaten uiteindelijk verdampen, maar de waarnemingshorizon is daarbij niet zo cruciaal als werd gedacht. De zwaartekracht en de kromming van de ruimte zorgen al voor het ontstaan van straling. Hierdoor zullen álle grote objecten in het heelal, zoals restanten van sterren, uiteindelijk verdampen (Physical Review Letters, 2 juni). Stephen Hawking stelde middels een slimme combinatie van kwantumfysica en Einsteins zwaartekrachttheorie dat er in de buurt van de waarnemingshorizon (het punt waar voorbij je niet meer kunt ontsnappen aan de aantrekking van een zwart gat) spontane creatie en vernietiging van deeltjesparen moet plaatsvinden. Een deeltje en zijn antideeltje worden voor een kort moment uit het kwantumveld gecreëerd en verdwijnen direct daarna weer. Maar soms komt een van de deeltjes in het zwarte gat terecht en dan kan het andere deeltje ontsnappen: de Hawking-straling. Volgens Hawking zou dit er uiteindelijk toe leiden dat zwarte gaten verdampen. In de nieuwe studie bekeken de onderzoekers van de Radboud Universiteit of deze bekende verklaring een goed beeld van het proces schetst en of inderdaad de waarnemingshorizon cruciaal is. Hiervoor combineerden ze technieken van de natuurkunde, sterrenkunde en wiskunde om te achterhalen wat er gebeurt als zulke deeltjesparen gecreëerd worden in de omgeving van zwarte gaten. Uit de studie blijkt dat ook ver voorbij die horizon nieuwe deeltjes gemaakt kunnen worden. De onderzoekers tonen aan dat al ver buiten een zwart gat de kromming van de ruimte een grote rol speelt bij het ontstaan van straling. De deeltjes worden daar al uit elkaar gescheurd door de getijdenkrachten van het zwaartekrachtveld. Waar voorheen werd gedacht dat er geen straling mogelijk was zonder waarnemingshorizon, toont dit onderzoek aan dat deze horizon niet nodig is. Dat betekent dat ook objecten zonder waarnemingshorizon, zoals restanten van dode sterren en andere grote objecten in het heelal, dit soort straling hebben. En dat zou ertoe leiden dat na een heel lange periode alles in het heelal uiteindelijk zal verdampen, net als zwarte gaten. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Astronomen hebben vastgesteld dat om de kleinste en meest voorkomende soort sterren in het heelal, de zogeheten rode dwergen, maar heel zelden Jupiter-achtige sterren cirkelen. Het ontbreken van reuzenplaneten kan grote gevolgen hebben voor de ontwikkeling van aarde-achtige planeten rond rode dwergen. Om een schatting te kunnen maken van de aantallen Jupiter-achtige planeten, heeft een team onder leiding van Emily Pass van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) een steekproef van tweehonderd rode dwergen met elk slechts tien tot dertig procent van de massa van de zon onderzocht. Deze kleine sterren zijn de kosmische norm: ze zijn veel talrijker dan sterren ter grootte van onze zon. Bij hun onderzoek vertrouwden de astronomen op de radiële-snelheidsmethode. Als er een zware planeet om een ster cirkelt, zorgt dat ervoor dat de ster een beetje gaat ‘wiebelen’ – een effect dat waarneembaar is in het licht van de ster. In hun hele steekproef hebben de onderzoekers echter geen enkele planeet van het kaliber Jupiter aangetroffen. Daaruit leiden ze af dat om minder dan twee procent van de rode dwergsterren een Jupiter-achtige planeet cirkelt. Deze conclusie staat in schril contrast met vergelijkbare onderzoeken van middelgrote sterren zoals onze zon, waarbij vaak wel zware planeten te vinden zijn. De enorme massa van deze werelden – Jupiter alleen al bevat meer massa dan alle andere planeten van ons zonnestelsel bij elkaar – vertaalt zich in een enorme zwaartekracht, en een enorme zwaartekracht vertaalt zich weer in een verreikende invloed op de omgeving. Een belangrijk voorbeeld hiervan is de migratie van Jupiter in de eerste paar honderd miljoen jaar van het bestaan van ons zonnestelsel. Na zijn ontstaan in het verre buitengebied van het zonnestelsel is Jupiter, samen met de overige buitenplaneten, dichter naar de zon toe gemigreerd. Daarbij heeft zijn sterke zwaartekracht ervoor gezorgd dat grote aantallen ijsrijke kometen op ramkoers kwamen met de vier rotsachtige planeten in het hart van het zonnestelsel. Een groot aantal van deze ijzige hemellichamen kwam in botsing met de jonge aarde en leverde daar grote hoeveelheden water en mogelijk ook organische moleculen af. Uiteindelijk werden deze moleculen complexer en begonnen ze zichzelf te vermenigvuldigen, waardoor ze evolueerden tot wat wij leven noemen. Zonder Jupiter waren deze omstandigheden misschien niet tot stand gekomen en zou er mogelijk nooit leven zijn geweest op onze planeet. Dat betekent overigens niet dat de omstandigheden in planetenstelsels rond kleine dwergsterren per definitie ongeschikt zijn voor het ontstaan van leven. De afwezigheid van Jupiter-achtige reuzenplaneten betekent immers dat er meer grondstoffen beschikbaar zijn voor de vorming van rotsachtige planeten. Andere onderzoeken wijzen er inderdaad op dat de rotsachtige werelden die om rode dwergsterren cirkelen in verhouding groter en ook talrijker zijn dan die rond zonachtige sterren. En meer planeten betekent: meer plekken waar zich leven kan ontwikkelen. (EE)
Meer informatie:
→ The Case of the Missing Jupiters: Gas Giant Planets are a No-Show around Small Red Stars
De Verenigde Arabische Emiraten (VAE) hebben ambitieuze plannen voor een onbemande ruimtemissie naar de planetoïdengordel tussen de omloopbanen van Mars en Jupiter. De werknaam van de missie, die tot doel heeft om zeven verschillende planetoïden te verkennen, is Emirates Mission to the Asteroid Belt (MBR). MBR is een vervolg op de recente succesvolle Marsmissie van de VAE. Om het gewenste reisplan te kunnen realiseren, moet de ruimtesonde in maart 2028 worden gelanceerd. Vervolgens zal hij meerdere keren langs Venus, de aarde en Mars scheren, om in februari 2030 bij de eerste planetoïde, 10253 Westerwald, aan te komen. Daarna komen 623 Chimaera, 13294 Rockox en de nog naamloze planetoïden 2000 VA28 (88055), 1998 RC76 (23871) en 1999 SG6 (59980) aan de beurt. De ruimtesonde zal elk van deze planetoïden tot op slechts ongeveer 150 kilometer naderen en met behulp van twee camera’s en twee spectrometers gaan bestuderen. Het hoogtepunt van de missie staat voor mei 2034 gepland. Dan zal de ruimtesonde een landingsmodule naar planetoïde 269 Justitia sturen om een zachte landing op haar oppervlak te maken. Justitia is een interessant doelwit, omdat haar spectrum laat zien dat zij – anders dan de meeste objecten in de planetoïdengordel – tamelijk rood van kleur is. Dat komt waarschijnlijk door een laagje van organische moleculen dat eigenlijk meer typerend is voor objecten in het buitengebied van ons zonnestelsel. Het is denkbaar dat daar de oorsprong van Justitia ligt. De MBR-missie dient niet alleen een wetenschappelijk doel. De VAE willen ook onderzoeken of het mogelijk is om in de toekomst grondstoffen aan planetoïden te onttrekken. Schattingen wijzen erop dat de planetoïdengordel zo’n 700 biljoen dollar aan ijzer, goud en nikkel bevat. (EE)
Meer informatie:
→ UAE Unveils Details of Its Mission to the Main Asteroid Belt
Het buitenste deel van de schijf van het sterrenstelsel M64 is afkomstig van een ander, kleiner sterrenstelsel. Dat blijkt uit onderzoek door een internationaal team van astronomen. Hun bevindingen zullen binnenkort worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, maar zijn inmiddels al als preprint op arXiv te vinden. M64 of voluit Messier 64 werd in maart 1779 ontdekt door de Britse astronoom Edward Pigott en nadien ook door de Fransman Charles Messier, die het object toevoegde aan zijn beroemde lijst van nevelachtige objecten. Vanwege zijn sinistere uiterlijk wordt dit schijfvormige sterrenstelsel op 32 miljoen lichtjaar van de aarde ook wel het ‘het boze oog’ genoemd. Uit eerdere onderzoeken was al gebleken dat M64 een bijzondere eigenschap heeft: de binnenste delen van dit stelsel draaien in tegengestelde richting ten opzichte van de buitenste delen. Dit leidde tot de speculatie dat het buitenste deel afkomstig is van een naburig dwergstelsel, maar tot nu toe was daar geen hard bewijs voor. Nieuwe waarnemingen met de Hyper Suprime-Cam van de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï hebben daar nu verandering in gebracht. Door de telescoop niet rechtstreeks op M64 te richten, maar diens omgeving te scannen, hebben de astronomen een ijle halo van materie rond het sterrenstelsel ontdekt – een structuur die kenmerkend is voor sterrenstelsels die een soortgenoot hebben opgeslokt. Ook ontdekten ze een opeenhoping van sterren – een zogeheten schil – zoals die eveneens bij samensmeltingen van sterrenstelsels ontstaat. Met behulp van computersimulaties en gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben de astronomen een schatting kunnen maken van de samenstelling en de massa van het dwergstelsel waarvan ze vermoeden dat het door M64 is opgeslokt. Beide komen ruwweg overeen met die van de Kleine Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsel in de nabijheid van ons Melkwegstelsel waarvan uit eerder onderzoek al was gebleken dat het geleidelijk wordt gekannibaliseerd. Het lijkt er dus sterk op dat ditzelfde scenario zich ook bij M64 heeft voltrokken. (EE)
Meer informatie:
→ A closer look at galaxy M64's outer disk shows that it came from a smaller dwarf galaxy (Phys.org)
Een analyse door astronomen van de Universiteit van Florida (VS) laat zien dat een derde van alle planeten in ons Melkwegstelsel zich in omloopbanen bevindt die veilig genoeg zijn om leven te kunnen herbergen (PNAS, 29 mei). Onze vertrouwde warme, gele zon is een relatieve zeldzaamheid in het Melkwegstelsel. Verreweg de meeste sterren zijn aanzienlijk kleiner en koeler, en hebben hooguit half zoveel massa als de zon. Rond deze zogeheten rode dwergsterren cirkelen alles bij elkaar miljarden planeten. Om genoeg warmte op te vangen om leefbaar te zijn, moeten deze planeten zich vrij dicht in de buurt van hun sterren bevinden. Maar dat maakt ze weer gevoelig voor enorm sterke getijdenkrachten. Op basis van de nieuwste gegevens van de ruimtetelescopen Kepler en Gaia hebben Ballard en Sagear vastgesteld dat twee op de drie planeten rond de alomtegenwoordige kleine sterren zo sterk worden opgewarmd dat ze als onleefbaar moeten worden beschouwd. Maar dan blijven er nog altijd honderden miljoenen exoplaneten over waar de temperaturen gematigd genoeg blijven om vloeibaar water vast te houden. Bij hun onderzoek hebben Sagear en Ballard de excentriciteiten gemeten van een steekproef van meer dan 150 planeten, ongeveer zo groot als Jupiter, die rond rode dwergsterren draaien. De excentriciteit geeft aan hoe sterk de baan van een hemellichaam afwijkt van de cirkelvorm: hoe groter de excentriciteit, des te ovaler is de baan. Op ongeveer de afstand waarop de planeet Mercurius om onze zon draait, kan zo’n excentrische baan ervoor zorgen dat er zogeheten getijdenverwarming optreedt. Dat betekent dat de planeet wordt uitgerekt en vervormd door de veranderlijke zwaartekrachten die hij in zijn langgerekte omloopbaan ondervindt. In het uiterste geval kan hij daarbij dermate heet worden, dat al het vloeibare water op zijn oppervlak verdampt. Sagear en Ballard hebben ontdekt dat sterren met meerdere planeten de kans op planeten in cirkelbanen – oftewel leefbare exoplaneten – het grootst is. Bij sterren met slechts één planeet zijn de getijdenkrachten veelal dermate extreem dat de kans op leefbare omstandigheden gering is. (EE)
Meer informatie:
→ One-third of galaxy’s most common planets could be in habitable zone
De Webb-ruimtetelescoop heeft waargenomen dat Saturnusmaan Enceladus een enorme pluim van waterdamp uitstoot die mogelijk de chemische ingrediënten voor leven bevat, afkomstig vanonder de ijskorst van deze maan. In 2005 ontdekte NASA-ruimtesonde Cassini ijzige deeltjes die via scheuren in het maanoppervlak uit de ondergrondse oceaan van Enceladus ontsnappen. Webb geeft nu laten zien dat het materiaal veel verder de ruimte in spuit dan tot nu toe werd gedacht. Enceladus is een van de weinige ‘oceaanwerelden’ in ons zonnestelsel, waardoor het een goede plek lijkt om naar primitief buitenaards leven te zoeken. De zoute oceaan onder de ijskorst van de Saturnusmaan is een mogelijk toevluchtsoord voor organismen, die in leven zouden kunnen worden gehouden door chemische energie uit hydrothermale bronnen op de oceaanbodem. Het materiaal dat uit Enceladus spuit, voornamelijk via breuken rond zijn zuidpool, is een directe link naar dat potentiële ecosysteem. De door Cassini waargenomen pluimen bevatten deeltjes siliciumdioxide die waarschijnlijk door kolkende vloeistoffen van de zeebodem zijn meegevoerd. Cassini vloog vele malen door de pluimen van Enceladus en mat ijskorrels en ‘levensvriendelijke’ chemicaliën zoals methaan, koolstofdioxide en ammoniak. Maar pas met Webb, de nieuwe grote ruimtetelescoop op anderhalf miljoen kilometer van de aarde, werd iets ontdekt dat Cassini van dichtbij niet kon zien. Op 9 november 2022 heeft de ruimtetelescoop vierenhalve minuut naar de ijzige maan gekeken, en daarbij is een enorme, zeer koude pluim van waterdamp ontdekt. De pluim is waarschijnlijk heel ijl, wat geen goed nieuws is voor wie er monsters van wil nemen, in de hoop sporen van leven te vinden. Webb analyseerde ook het spectrum van het zonlicht dat door Enceladus wordt weerkaatst en vond aanwijzingen voor tal van chemische stoffen, waaronder mogelijke verbindingen die kunnen wijzen op geologische of biologische activiteit in de oceaan van Enceladus. (EE)
Meer informatie:
→ JWST spots biggest water plume yet spewing from a moon of Saturn (Nature)
Een studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Luik die gebruik maken van waarnemingen van NASA-ruimtetelescoop TESS, heeft tot de ontdekking geleid van een stelsel van twee exoplaneten die iets groter zijn dan de aarde. Het tweetal draait om een koele ster op 150 lichtjaar van de aarde die bekendstaat als TOI-2096. De ontdekking is gepubliceerd in het vaktijdschrift Astronomy & Astrophysics. De ontdekking is het resultaat van een nauwe samenwerking tussen Europese en Amerikaanse universiteiten en werd mogelijk gemaakt door de Amerikaanse ruimtemissie TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), die tot doel heeft planeten te vinden die om nabijgelegen heldere sterren draaien. TESS speurt de hemel af met behulp van de transitmethode. Dat wil zeggen dat de helderheden van duizenden sterren worden gemonitord. Wanneer een ster kleine regelmatige helderheidsdipjes vertoont, kan dat erop wijzen dat er een of meer planeten om hem heen draaien, die vanaf de aarde gezien voor de ster langsschuiven. Om het planetaire karakter van de gedetecteerde signalen te bevestigen, zijn echter vervolgwaarnemingen met telescopen op aarde nodig. De planeten TOI-2096 b en TOI-2096 c zijn waargenomen met een internationaal netwerk van telescopen, met onder meer de Belgische telescopen TRAPPIST en SPECULOOS. De betrokken astronomen hebben ontdekt dat de twee planeten in resonantie zijn met elkaar: in de tijd dat de buitenste planeet om de ster draait, voltooit de binnenste planeet twee omlopen. Dit is een bijzondere configuratie, die een sterke zwaartekrachtinteractie tussen de planeten veroorzaakt. Deze interactie vertraagt of versnelt de passage van de planeten voor hun ster en zou het in de nabije toekomst mogelijk kunnen maken om, met behulp van grotere telescopen, de massa’s van beide planeten te bepalen. De onderzoekers achter de ontdekking schatten dat planeet b, die het dichtst bij zijn ster staat, twintig procent groter is dan de aarde. Hij heeft waarschijnlijk een rotsachtige samenstelling en zou ook omgeven kunnen zijn door een dunne atmosfeer. Planeet c is bijna tweemaal zo groot als de aarde, oftewel ongeveer half zo groot als Neptunus. Daarmee behoort hij mogelijk tot de mini-Neptunussen: planeten met een kern van gesteente en ijs, omgeven door een uitgebreide atmosfeer van waterstof of waterdamp. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers from the University of Liège discover a key planetary system to understand the formation mechanism of the mysterious 'super-Earths'
De Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in het noorden van Chili, viert vandaag zijn 25ste verjaardag. De VLT is een van de meest geavanceerde optische telescopen ter wereld. In de afgelopen kwart eeuw heeft hij een grote impact gehad op ons begrip van het heelal, en diverse opmerkelijke ontdekkingen gedaan. De VLT is het vlaggenschip van de Europese optische astronomie op de grond. Hij bestaat uit vier vast opgestelde telescopen die van een 8,2 meter grote hoofdspiegel zijn voorzien, en vier verplaatsbare 1,8-meter hulptelescopen. Op 25 mei 1998 maakt de eerste vaste telescoop (‘Antu’) zijn eerste opname. Sindsdien hebben astronomen op basis van gegevens die met de VLT-telescopen zijn verzameld meer dan tienduizend wetenschappelijke artikelen geproduceerd – gemiddeld meer dan één peer-reviewed artikel per dag. Enkele van de belangrijkste onderzoeken die met behulp van de VLT zijn gedaan, zijn het bestuderen van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel en de bevestiging van de versnelde uitdijing van het heelal, die beide in Nobelprijzen hebben geresulteerd. Ook is met de VLT de eerste directe opname van een planeet buiten ons zonnestelsel gemaakt. Ondanks zijn ‘hoge’ leeftijd speelt de VLT nog steeds een belangrijke rol in het internationale astronomische onderzoek. Om ervoor te zorgen dat hij nog een hele tijd meekan, worden alle vaste telescopen nu voorzien van een laser-volgster. ESO zal de verjaardag van de VLT deze week vieren op haar sociale mediakanalen. Zo staat de eerste aflevering van ESO’s nieuwe Chasing Starlight YouTube show in het teken van de meest opmerkelijke VLT-ontdekkingen. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Op de zon is momenteel een zonnevlek te zien die vier keer zo groot is als de aarde. Hij is groot genoeg om met het blote oog zichtbaar te zijn, mits je je ogen beschermt met een eclipsbril of een speciaal zonnefilter. Deskundigen houden deze zonnevlek, met de aanduiding AR3310, goed in de gaten terwijl hij nog min of meer onze kant op wijst. Zonnevlekken zijn gebieden waar de magnetische velden van de zon bijzonder sterk kunnen zijn. Toen AR3310 aan de rand van de zon verscheen, produceerde hij een forse zonnevlam – een enorme explosie waarbij energie, licht en snelle deeltjes vrijkomen. De zonnevlam was van de klasse M – het op een na hoogste niveau op de schaal waarop zonnevlammen naar sterkte worden ingedeeld. De National Oceanic and Atmospheric Administration, die het ruimteweer in de gaten houdt, zegt dat er een kans bestaat dat de vlek nog een krachtige vlam van de klasse X produceert terwijl hij op de aarde is gericht. Een zonnevlam van deze omvang kan leiden tot verstoringen van het radioverkeer, die gevolgen hebben voor bijvoorbeeld de luchtvaart, en gaat soms gepaard met een hevige zonnewind. Bij hevige zonneactiviteit kunnen geladen deeltjes van de zon in de buurt van de polen de aarde bereiken. Dat kan voor prachtig poollicht zorgen, maar in extreme gevallen kan het ook leiden tot storingen in elektriciteitsnetten en pijpleidingen. De activiteit van de zon gaat met een periode van elf jaar op en neer. De volgende activiteitspiek wordt ergens in 2025 verwacht, maar ook in de aanloop daarnaartoe toont de zon zich de laatste tijd al opmerkelijk actief. (EE)
Meer informatie:
→ A Giant Spot Is Crossing The Sun And You Don't Even Need a Telescope to See It (ScienceAlert)
Na een onderbreking van drie jaar hebben wetenschappers in de VS het Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory – beter bekend als LIGO – weer aangezet. De afgelopen drie jaar heeft deze detector van zwaartekrachtgolven stilgelegen om uitgebreide upgrades te ondergaan. De verbeteringen zullen de gevoeligheid van LIGO aanzienlijk verhogen en moeten de faciliteit in staat stellen om verder weg gelegen objecten waar te nemen die kleinere rimpelingen in de ruimtetijd veroorzaken. In tegenstelling tot lichtgolven worden zwaartekrachtgolven vrijwel niet gehinderd door sterrenstelsels, sterren, gas en stof. Dit betekent dat astrofysici, door zwaartekrachtgolven te meten, rechtstreeks in het hart van enkele van de meest spectaculairste verschijnselen in het heelal kunnen kijken. Door meer gebeurtenissen te detecteren die zwaartekrachtgolven veroorzaken, krijgen astronomen meer mogelijkheden om ook het licht van diezelfde gebeurtenissen waar te nemen. Zwaartekrachtgolven ontstaan wanneer massarijke objecten zoals zwarte gaten of neutronensterren met elkaar versmelten, waardoor er plotselinge fluctuaties optreden in de kromming van de ruimtetijd, die zich in alle richtingen voortplanten, zoals de golven in een vijver waar een steentje in is gegooid. Daarbij veroorzaken de zwaartekrachtgolven minuscule veranderingen in de afstanden tussen de objecten die ze onderweg tegenkomen. De astronomische gebeurtenissen die zwaartekrachtgolven voortbrengen hebben betrekking op de allerzwaarste objecten in het heelal, maar de ruimte laat zich niet gemakkelijk rekken of strekken. Wanneer een sterke zwaartekrachtgolf door ons 120.000 lichtjaar grote Melkwegstelsel trekt, verandert de diameter ervan met amper een meter. LIGO bestaat uit twee afzonderlijke observatoria, die elk de vorm hebben van een reusachtige L, met twee lange armen van vier kilometer lang die haaks op elkaar staan. Begin mei begon LIGO met een korte test om er zeker van te zijn dat alles naar behoren werkt. En op 18 mei heeft hij alweer zwaartekrachtgolven gedetecteerd die waarschijnlijk afkomstig waren van een botsing tussen een neutronenster en een zwart gat. De officiële start van de volgende waarnemingscyclus is vandaag (24 mei). Later zal LIGO versterking krijgen van zijn Europese tegenhanger Virgo en een nieuwe Japans detector: de Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA). (EE)
Meer informatie:
→ Gravitational wave detector LIGO is back online after 3 years of upgrades (The Conversation)
In de tweede helft van 2019 en begin 2020 was de rode reuzenster Betelgeuze opeens veel zwakker dan normaal. En nu is de ster juist weer bijna anderhalf keer te helder. Volgens astronomen betekent dit nog steeds niet dat de ster op ontploffen staat: hij is aan het bekomen van zijn recente dipje en zal binnen een jaar of tien weer de oude zijn. Eventjes dan. Betelgeuze, ongeveer 700 lichtjaar verwijderd van de aarde, is een van de interessantste sterren aan de hemel. Het is een ongewoon type ster, zelfs voor een rode reus. Ooit was het een absoluut monster: een blauwwitte reuzenster van de zwaarste categorie. Zulke zware sterren verbruiken hun voorraad waterstof veel sneller dan lichtere sterren. Waar onze zon in 4,5 miljard jaar pas de helft van zijn bescheiden brandstofvoorraad heeft verbruikt, is voor de slechts ongeveer acht miljoen jaar oude Betelgeuze het eind al in zicht. Betelgeuze is van kleur veranderd, omdat hij bijna door zijn waterstofreserves heen is. Hij fuseert nu helium tot koolstof en zuurstof en is enorm groot geworden: ongeveer 764 keer zo groot als de zon. Uiteindelijk zal hij zonder brandstof komen te zitten, een supernova worden en zijn buitenste schillen afstoten. Maar dat gebeurt niet van vandaag op morgen: astronomen schatten dat de ster nog wel 100.000 jaar voor de boeg heeft. Tijdens zijn inzinking van 2019/2020 nam de helderheid van Betelgeuze met bijna een kwart af. Volgens astronomen kwam dit door afkoeling van het oppervlak van de ster waardoor een enorme stofwolk ontstond, die vervolgens werd uitgestoten en Betelgeuze deels verduisterde. Ook vóór die tijd vertoonde Betelgeuze al regelmatige helderheidsfluctuaties: een lange cyclus van bijna zes jaar en een kortere van ongeveer vierhonderd dagen. Het lijkt er nu op dat de gebeurtenis van drie jaar geleden deze regelmaat heeft verstoord. Nieuw onderzoek door Morgan MacLeod van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (VS), dat vorige week aan de preprintserver arXiv is toegevoegd, wijst erop dat de cyclus van 400 dagen is verstoord. Volgens de computersimulaties van MacLeod en collega’s zou een convectiepluim vanuit Betelgeuze zijn opgestegen, waarbij de wolk van materiaal werd gevormd die zich van de ster losmaakte. Tijdens dit proces verstoorde deze opwelling de fase van de cyclus van 400 dagen, waardoor de ster nu een cyclus van ongeveer 200 dagen vertoont. (EE)
Meer informatie:
→ Betelgeuse Is Being Weird Again. What Gives? (Science Alert)
De National Science Foundation heeft acht nieuwe opnamen van de zon vrijgegeven, gemaakt met de krachtigste zonnetelescoop op aarde, de Daniel K. Inouye Solar Telescope op het Hawaiiaanse eiland Haleakalā. De beelden tonen een verscheidenheid aan zonnevlekken en rustige gebieden op de zon, verkregen met de Visible-Broadband Imager, een van de instrumenten van de telescoop. De Inouye Solar Telescope kan ongekend detailrijke opnamen van de zon maken. Aan de hand daarvan hopen zonnewetenschappers meer te weten te komen over het magnetische veld van de zon en de drijvende krachten achter zogeheten zonnestormen. De afgebeelde zonnevlekken zijn donkere en koele gebieden op het ‘oppervlak’ van de zon, beter bekend als de fotosfeer, waar sterke magnetische velden voorkomen. Zonnevlekken variëren in grootte, maar vele zijn zo groot als de aarde of nog groter. Complexe zonnevlekken of groepen zonnevlekken kunnen de bron zijn van explosieve gebeurtenissen zoals zonnevlammen en coronale massa-ejecties die zonnestormen veroorzaken. Deze uitbarstingen beïnvloeden de allerbuitenste atmosferische laag van de zon, de heliosfeer, en kunnen van grote invloed zijn op het magnetische veld van de aarde. De rustige gebieden op de zon worden gekenmerkt door convectiecellen. Deze bestaan uit opstijgende bellen van heet zonneplasma, omgeven door koeler omlaag stromend plasma. In de atmosferische laag boven de fotosfeer, de zogenoemde chromosfeer, zijn donkere, langgerekte fibrillen te zien, die zich vormen op plekken waar kleinschalige ophopingen van magnetische velden ontstaan. De nu vrijgegeven beelden zijn gebaseerd op een klein deel van de gegevens die tijdens de eerste waarnemingscyclus van de telescoop, in 2022, zijn verzameld. (EE)
Meer informatie:
→ New Images Released by NSF’s Daniel K. Inouye Solar Telescope
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA denkt erover om de in ‘spaarstand’ gezette ruimtetelescoop Spitzer weer in gebruik te nemen. Spitzer deed tussen 2003 en 2020 waarnemingen in het infraroodbereik en heeft talrijke ontdekkingen op zijn naam staan. Infraroodtelescopen moeten gekoeld worden om te kunnen functioneren, en Spitzer heeft allang geen koelvloeistof meer. Desondanks heeft hij nog een hele tijd kunnen functioneren in ‘warme modus’, waarin ook nog nuttige waarnemingen kunnen worden gedaan. Aan zijn missie kwam pas een (voorlopig?) einde toen de ruimtetelescoop te ver van de aarde was afgedreven om nog goed te kunnen communiceren. NASA heeft nu het commerciële ruimtetechnologie-bedrijf Rhea Space Activity 250.000 dollar betaald om een Spitzer Resurrector Mission te ontwikkelen. Het betreft een kleine ruimterobot die naar de huidige locatie van Spitzer reist, de ruimtetelescoop weer helpt opstarten en vervolgens als relais-satelliet fungeert, die de radioverbinding met de aarde herstelt. Echt koppelen met de ruimtetelescoop doet hij niet, dus van het ‘bijtanken’ van koelvloeistof kan geen sprake zijn. Spitzer draait, net als de aarde, om de zon, maar dan met een iets langere omlooptijd. Hierdoor is zijn afstand tot onze planeet geleidelijk toegenomen. Inmiddels heeft hij een halve baan achterstand opgelopen en bevindt hij zich van ons uit gezien aan de andere kant van de zon, op een afstand van 300 miljoen kilometer. Mocht de behoorlijk gecompliceerde reddingsoperatie slagen, dan wordt Spitzer weer voor astronomische waarnemingen gebruikt. Ook kan de ruimtetelescoop worden ingezet voor het opsporen van planetoïden en kometen die de aarde dicht kunnen naderen. (EE)
Meer informatie:
→ Could We Resurrect the Spitzer Space Telescope? (Universe Today)
Astronomen hebben de röntgenstraling waargenomen van de helderste quasar van de afgelopen negen miljard jaar: SMSS J114447.77-430859.3 of kortweg J1144. Het onderzoek stond onder leiding van Elias Kammoun, postdoc aan het Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP, Frankrijk), en Zsofi Igo, promovendus aan het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE, Duitsland). J1144 bevindt zich in een sterrenstelsel op 9,6 miljard lichtjaar afstand van de aarde, tussen de sterrenbeelden Centaurus en Hydra, en is extreem krachtig: hij straalt honderd biljoen keer zo fel als de zon. De quasar staat veel dichterbij dan andere bronnen van deze helderheid, waardoor astronomen meer te weten kunnen komen over het zwarte gat dat de quasar aandrijft en diens omgeving. Quasars behoren tot de helderste en verst afgelegen objecten in het heelal. Ze ontlenen hun energie aan gas dat naar een superzwaar zwart gat toe stroomt. Ze laten zich omschrijven als actieve galactische kernen die enorme hoeveelheden elektromagnetische straling uitzenden op zowel radio-, infrarode, zichtbare, ultraviolette als röntgengolflengten. J1144 werd in 2022 voor het eerst waargenomen op zichtbare golflengten in het kader van de SkyMapper Southern Survey – een verkenning van de volledige zuidelijke hemel met behulp van een telescoop in Australië. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen waarnemingen van vier röntgentelescopen in de ruimte met elkaar gecombineerd. Met behulp van deze gegevens hebben ze de temperatuur gemeten van de röntgenstraling die door quasar J1144 wordt uitgezonden. Deze temperatuur blijkt ongeveer 350 miljoen kelvin te bedragen oftewel meer dan 60.000 keer de temperatuur van het zonsoppervlak. Verder hebben de onderzoekers vastgesteld dat de massa van het zwarte gat in het centrum van de quasar ongeveer tien miljard zonsmassa’s bedraagt. Jaarlijks komt daar nog ongeveer honderd zonsmassa’s bij. Het röntgenlicht van J1144 varieert op een tijdschaal van enkele dagen, wat uitzonderlijk kort is voor een quasar met een zwart gat van deze omvang. Bij zwarte gaten van vergelijkbare grootte zijn doorgaans variaties op tijdschalen van maanden tot jaren te zien. Uit de waarnemingen bleek ook dat niet al het toestromende gas door het zwarte gat wordt opgeslokt, maar dat een deel ervan weer wordt uitgestoten in de vorm van extreem krachtige winden. Als gevolg daarvan worden grote hoeveelheden energie in het omringende sterrenstelsel gepompt. De resultaten van dit onderzoek zijn vandaag gepresenteerd in de Monthly Notices, het astronomische vaktijdschrift van de Royal Astronomical Society. (EE)
Meer informatie:
→ An X-ray look at the heart of powerful quasars
Astronomen hebben een exoplaneet ter grootte van de aarde ontdekt die mogelijk bezaaid is met vulkanen. De planeet, LP 791-18 d geheten, zou net zo vulkanisch actief kunnen zijn als de Jupitermaan Io – het meest vulkanisch actieve hemellichaam in ons zonnestelsel. LP 791-18 d draait om een kleine rode dwergster op ongeveer negentig lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Beker en heeft ongeveer net zoveel massa als de aarde (Nature, 17 mei). LP 791-18 d vertoont een synchrone of ‘gebonden’ rotatie, wat wil zeggen dat steeds dezelfde kant van de planeet naar zijn ster is gericht. Op dat halfrond is het waarschijnlijk te heet voor vloeibaar water aan het oppervlak. Astronomen wisten al vóór deze ontdekking van het bestaan van twee andere werelden in dit planetenstelsel, met de aanduidingen LP 791-18 b en c. De binnenste van de twee is ongeveer twintig procent groter dan de aarde, de buitenste is ongeveer 2,5 keer zo groot en meer dan zeven keer zo zwaar als de aarde. Tijdens elke omloop passeren de planeten d en c elkaar zeer dicht. Steeds als dit gebeurt, oefent de zware planeet c aantrekkingskracht uit op planeet d, waardoor diens omloopbaan enigszins ellipsvormig is geworden. Deze ellipsbaan zorgt ervoor dat de planeet met regelmatige tussenpozen zijn ster nadert en enigszins wordt vervormd. De interne wrijving die daarbij optreedt kan ervoor zorgen dat het inwendige van de planeet heet wordt en in vulkanische activiteit resulteert. De planeet Jupiter en enkele van zijn manen beïnvloeden Io op vergelijkbare wijze. Planeet d bevindt zich aan de aan de rand van de zogeheten leefbare zone, het gebied rond een ster waar de temperaturen op een planeet zodanig gematigd zijn, dat er vloeibaar water op zijn oppervlak kan voorkomen. Maar als de planeet zo geologisch actief is als nu wordt vermoed, zou hij een atmosfeer kunnen vasthouden en kan er aan zijn nachtzijde zelfs water condenseren. LP 791-18d is ontdekt met behulp van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de allang uitgerangeerde ruimtetelescoop Spitzer, en een aantal sterrenwachten op de vaste grond. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Spitzer, TESS Find Potentially Volcano-Covered Earth-Size World
De BlackGEM-array, bestaande uit drie nieuwe telescopen op de ESO-sterrenwacht La Silla, is operationeel geworden. De telescopen zullen de zuidelijke hemel scannen om op jacht te gaan naar kosmische gebeurtenissen die zwaartekrachtgolven produceren, zoals fusies van neutronensterren en zwarte gaten. Sommige heftige gebeurtenissen in het heelal, zoals de botsing van zwarte gaten of neutronensterren, veroorzaken zwaartekrachtgolven – rimpelingen in de structuur van ruimte en tijd. Observatoria zoals het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) en de Virgo Interferometer zijn ontworpen om deze rimpelingen op te sporen. Maar zij kunnen niet het licht zien van de explosies die het gevolg zijn van de botsingen tussen neutronensterren en zwarte gaten. BlackGEM is speciaal ontworpen en gebouwd om in zichtbaar licht snel grote delen van de hemel af te speuren naar de bronnen van zwaartekrachtgolven. Door zowel zwaartekrachtgolven als hun zichtbare tegenhangers te detecteren, kunnen astronomen de aard van de bronnen van zwaartekrachtgolven bevestigen en hun precieze locatie bepalen. Het gebruik van zichtbaar licht maakt ook gedetailleerde waarnemingen mogelijk van de processen die bij deze fusies plaatsvinden, zoals de vorming van zware elementen als goud en platina. Tot nu toe is echter pas één tegenhanger in zichtbaar licht van een bron van zwaartekrachtgolven gedetecteerd. Bovendien kunnen zelfs LIGO en Virgo de bronnen van zwaartekrachtgolven niet precies identificeren; in het beste geval kunnen zij de positie en oorsprong van een bron afbakenen tot een hemelgebied ter grootte van ongeveer 400 volle manen. BlackGEM kan zulke grote gebieden efficiënt scannen met een resolutie die hoog genoeg is om de bijbehorende optische bronnen nauwkeurig te lokaliseren. Zodra BlackGEM een bron van zwaartekrachtgolven heeft geïdentificeerd, kunnen grotere telescopen, zoals de Europese Very Large Telescope, gedetailleerde vervolgwaarnemingen doen. De drie telescopen van BlackGEM zijn gebouwd door een consortium van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), de KU Leuven in België en de Radboud Universiteit. De telescopen hebben elk een diameter van 65 centimeter en kunnen verschillende gebieden van de hemel tegelijkertijd onderzoeken. Het samenwerkingsverband wil de array uiteindelijk uitbreiden tot vijftien telescopen, waardoor de dekking nog beter wordt. BlackGEM is ondergebracht bij de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili, en is de eerste array in zijn soort op het zuidelijk halfrond. BlackGEM zal niet alleen naar de optische tegenhangers van zwaartekrachtgolven zoeken, maar ook de zuidelijke hemel verkennen. De array wert volledig autonoom, wat betekent dat hij kortdurende astronomische gebeurtenissen (zogeheten transients) kan waarnemen, die plotseling verschijnen en snel weer uitdoven. Hierdoor krijgen astronomen meer inzicht in kortstondige astronomische verschijnselen zoals supernova’s – de enorme explosies die het einde van het leven van een zware ster markeren. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een klein team van astronomen, onder leiding van Melodie Kao (Universiteit van Californië te Santa Cruz), heeft voor het eerst een stralingsgordel buiten ons zonnestelsel ontdekt. De ontdekking werd gedaan bij de bruine dwergster LSR J1835+3259, die ongeveer even groot is als de planeet Jupiter, maar veel compacter is. Hij bevindt zich op slechts twintig lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Lier en is niet zwaar genoeg om te stralen als een ster, maar te zwaar om een planeet te zijn. Omdat stralingsgordels nooit eerder duidelijk waren waargenomen buiten ons zonnestelsel, was het onbekend of ze rond andere objecten dan planeten konden bestaan (Nature, 15 mei). Hoewel onzichtbaar voor het menselijk oog, is de door dit team ontdekte stralingsgordel een reusachtige structuur, die minstens achttien keer zo groot is als Jupiter. Hij bestaat uit snelle deeltjes die het helderst ‘gloeien’ op radiogolflengten en is bijna tien miljoen keer zo helder als de stralingsgordel van Jupiter, die op zijn beurt weer miljoenen keren helderder is dan de stralingsgordel van de aarde. Het team heeft drie detailrijke opnamen weten te maken van de radiostraling uitzendende elektronen in de magnetosfeer van LSR J1835+3259 door 39 radioschotels van Hawaï tot Duitsland te coördineren tot een telescoop ter grootte van de aarde. Zo konden zij de vorm van dit magnetische veld duidelijk genoeg zien om te kunnen concluderen dat het waarschijnlijk een dipoolveld is, net als dat van de aarde en Jupiter. Kao en haar team hadden al vroeg aanwijzingen gevonden dat zij een stralingsgordel rond deze bruine dwerg zouden aantreffen. Voordat zij hun waarnemingen in 2021 deden, hadden radioastronomen al vastgesteld dat LSR J1835+3259 twee soorten radiostraling uitzendt. Kao maakte zelf deel uit van een team dat zes jaar eerder had bevestigd dat zijn periodiek knipperende radio-emissie, vergelijkbaar met een vuurtoren, een soort poollicht op radiofrequenties was. Maar LSR J1835+3259 vertoonde ook stabielere en zwakkere radio-emissies. Uit de gegevens bleek dat deze emissies sterke overeenkomsten vertoonden met die van de stralingsgordels van Jupiter. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers make groundbreaking discovery of first extrasolar radiation belt
Na vijftien jaar van vergeefse pogingen zijn wetenschappers die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop er voor het eerst in geslaagd om de uitstoot van waterdamp door een hoofdgordelkomeet te detecteren (Nature, 15 mei). Hoofdgordelkometen zijn een zeldzame subklasse van kometen binnen de gordel van planetoïden tussen de banen van Mars en Jupiter. Ze doorlopen veelal cirkelvormige banen en vertonen komeetachtig gedrag. Ze stoten af en toe materiaal uit, waardoor ze er wazig uitzien en vaak ook een ‘staart’ ontwikkelen. Astronomen vermoeden dat dit het gevolg is van sublimatie (de directe overgang van ijs naar gas) van ijskoud materiaal. Maar ondanks vele pogingen om ontsnappende gassen bij actieve hoofdgordelkometen te detecteren, was bij deze objecten tot nu toe alleen stof waargenomen. Van de meeste planetoïden in de hoofdgordel tussen Mars en Jupiter wordt niet verwacht dat ze veel ijs bevatten, omdat ze waarschijnlijk al miljarden jaren in dit relatief warme deel van het zonnestelsel verblijven. Ter vergelijking: de meeste andere kometen die activiteit vertonen ten gevolge van sublimatie brengen grote delen van hun tijd door in het koude buitendeel van het zonnestelsel en doorlopen zeer langgerekte banen die hen slechts af en toe naar het hart van het zonnestelsel voeren. Gezien deze overwegingen zijn er altijd twijfels blijven bestaan over de vraag of hoofdgordelkometen wel ijsachtig kunnen zijn. Maar nu heeft een team onder leiding van Michael Kelley van de Universiteit van Maryland (VS) ontdekt dat hoofdgordelkomeet 238P/Read, en dus mogelijk ook andere hoofdgordelkometen, een fundamenteel andere chemische samenstelling heeft dan ‘gewone’ kometen. Afgezet de waargenomen hoeveelheid water bevat Read vrijwel geen koolstofdioxide – een veel voorkomend bestanddeel van gas-uitstotende kometen. Volgens Kelley en zijn collega’s zijn er twee mogelijke verklaringen voor het tekort aan koolstofdioxide. Eén mogelijkheid is dat komeet Read bij zijn vorming wel veel koolstofdioxide heeft bevat, maar dat in zijn huidige warme omgeving is kwijtgeraakt. Een andere mogelijkheid is dat de komeet is ontstaan in een minder koude omgeving dan andere kometen, waar geen koolstofdioxide beschikbaar was. (EE)
Meer informatie:
→ JWST Detects Outgassing Water From Main-Belt Comet
Na drie weken van intensieve analyse en troubleshooting is het Europese ruimteagentschap ESA erin geslaagd om de vastgelopen zestien meter lange mast van het radarinstrument van de ruimtesonde Juice los te wrikken. Juice, de Jupiter Icy Moons Explorer, werd op 14 april gelanceerd met een Ariane 5-raket. Kort na de lancering werden de grote zonnepanelen en de ruim tien meter lange mast van de magnetometer van de ruimtesonde uitgevouwen. Datzelfde zou ook gebeuren met het radarinstrument RIME, dat ontworpen is om onder de ijskorsten van de Jupitermanen Ganymedes, Callisto en Europa te ‘kijken’, maar dat lukte in eerste instantie niet. Ingenieurs van de ESA-vluchtleiding in Darmstadt kwamen tot de conclusie dat een kleine pin de oorzaak was van het vastlopen van de mast. Ze probeerden dit probleem op te lossen door de ruimtesonde zo te draaien, dat het mechanisme door de zon werd opgewarmd. Ook startten ze de stuwraketten van Juice om de sonde een beetje heen en weer te schudden, maar de mast gaf geen krimp. Uiteindelijk werd op 12 mei jl. het commando gegeven om een veermechanisme in de buurt van de vastzittende pin te activeren. Door de schok kwam de pin een paar millimeter van zijn plek, wat net genoeg was om de mast uit te klappen en vast te zetten. Vervolgens werd het commando gegeven om ook het resterende deel van de RIME-mast te ontvouwen. En daarmee is dit cruciale onderdeel van de JUICE-missie nu klaar voor gebruik. (EE)
Meer informatie:
→ Jammed radar boom on Jupiter-bound Juice probe finally freed (Astronomy Now)
Met de ontdekking van 62 ‘nieuwe’ maantjes heeft de planeet Saturnus het record van de meeste manen in het zonnestelsel heroverd. Alle ontdekte maantjes zijn slechts enkele kilometers groot en doorlopen wijde, langgerekte of sterk gekantelde banen om de planeet. Vermoedelijk gaat het om rotsachtige objecten die ooit door Saturnus zijn ingevangen. De stortvloed aan nieuwe Saturnusmaantjes komt voort uit een reeks waarnemingen door Edward Ashton (inmiddels verbonden aan het Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics in Taiwan) en collega’s, die tussen 2019 en 2021 zijn gedaan met de Canada-France-Hawaii-telescoop. Hun waarnemingen hadden tot doel om de afmetingen van de verschillende Saturnusmanen te bestuderen. Het opsporen van zulke kleine maantjes op ruwweg anderhalf miljard kilometer van de aarde is verre van eenvoudig. Voor dit doel hebben de onderzoekers grote aantallen opnamen van Saturnus en omgeving moeten ‘stacken’ (bij elkaar optellen). Deze methode is eerder toegepast bij de zoektocht naar manen bij de verre planeten Uranus en Neptunus. Met de nieuwe oogst aan manen heeft Saturnus nu een flinke voorsprong genomen op Jupiter, die voor zover bekend nu 95 manen heeft. (EE)
Meer informatie:
→ New Discoveries Double Number of "Irregular" Saturn Moons, Bringing Total Count to 145
Een nieuwe studie onder leiding van natuurkundige Sascha Kempf van de Universiteit van Colorado te Boulder (VS) heeft het sterkste bewijs tot nu toe geleverd dat de ringen van Saturnus relatief jong zijn. Met een leeftijd van hooguit 400 miljoen jaar zijn ze veel jonger dan de planeet zelf, die ongeveer 4,5 miljard jaar oud is (Science Advances, 12 mei). De onderzoekers kwamen tot deze conclusie door een op het eerste gezicht ongebruikelijk onderwerp te bestuderen: stof. Kleine korreltjes rotsachtig materiaal spoelen bijna constant over ons zonnestelsel. Deze stroom deeltjes zet een dun laagje stof af op alles wat het tegenkomt, zo ook op het ijs waaruit de ringen van Saturnus bestaan. Bij hun studie hebben Kempf en zijn collega’s geprobeerd een datum te plakken op de ringen van Saturnus door te onderzoeken hoe snel deze stoflaag zich opbouwt. Daarbij maakte het team tussen 2004 en 2017 gebruik van een deeltjesdetector van de inmiddels vergane ruimtesonde Cassini. In die dertien jaar verzamelden de wetenschappers slechts 163 stofdeeltjes die van buiten de directe omgeving van de planeet afkomstig waren. Maar dat was genoeg. Volgens hun berekeningen heeft zich op de ringen van Saturnus waarschijnlijk pas een paar honderd miljoen jaar stof verzameld. Saturnus is omgeven door zeven ringen die uit ontelbare brokken ijs bestaan, waarvan de meeste niet groter zijn dan een aardse rotsblokken. Alles bij elkaar heeft dit ijs ongeveer half zoveel massa als de Saturnusmaan Mimas. Gedurende het grootste deel van de twintigste eeuw namen wetenschappers aan dat deze ringen waarschijnlijk tegelijk met Saturnus zijn gevormd. Maar dat is onwaarschijnlijk, omdat ze blinkend schoon zijn: ze bestaan voor ongeveer 98% uit puur waterijs, wat bijna onmogelijk is na 4,5 miljard jaar. De ringen van Saturnus zijn dus een relatief nieuwe verschijning die naar kosmische maatstaven in een oogwenk is ontstaan en ook weer zal verdwijnen... Bij een eerdere studie hebben NASA-wetenschappers namelijk vastgesteld dat het ijs van de ringen geleidelijk op de planeet neerregent en dat de ijsvoorraad binnen nog eens 100 miljoen jaar waarschijnlijk op zal raken. (EE)
Meer informatie:
→ New study puts a definitive age on Saturn’s rings—they’re really young
Een team van astronomen, onder leiding van de Universiteit van Southampton (VK), heeft de grootste kosmische explosie ontdekt die ooit is waargenomen. De explosie is meer dan tien keer zo helder als alle bekende supernova’s (exploderende sterren) en drie keer zo helder als het helderste tidal disruption event – het verschijnsel waarbij een ster door een superzwaar zwart gat wordt opgeslokt (MNRAS, 12 mei). De explosie, die te boek staat als AT2021lw, duurt inmiddels als meer dan drie jaar, terwijl de meeste supernova’s al binnen een paar maanden uitdoven. Hij vond plaats op een afstand van acht miljard lichtjaar, oftewel op het moment dat het heelal nog maar ongeveer zes miljard jaar oud was. De gebeurtenis wordt nog steeds door een netwerk van telescopen gevolgd. De onderzoekers denken dat de explosie is ontstaan toen een enorme gaswolk, mogelijk duizenden keren groter dan onze zon, hevig werd verstoord door een superzwaar zwart gat. Daarbij zouden delen van de wolk worden opgeslokt en schokgolven door het restant én door de dikke, stofrijke accretieschijf rond het zwarte gat heen gaan. Zulke gebeurtenissen zijn heel zeldzaam en niets van deze omvang is eerder waargenomen. Afgelopen jaar waren astronomen nog getuige van de helderste explosie tot op dat moment: een gammaflits met de aanduiding GRB 221009A. Deze was weliswaar helderder dan AT2021lw, maar duurde maar heel kort. Alles bij elkaar kwam bij de nu ontdekt explosie veel meer energie kwijt. Qua helderheid komen verder alleen quasars – superzware zwarte gaten die door een constante toestroom van gas worden gevoed – in de buurt, maar die vertonen in de loop van de tijd flinke helderheidsfluctuaties. AT2021lwx werd in 2020 voor het eerst opgemerkt met de Zwicky Transient Facility in Californië (VS), en vervolgens opgepikt door het Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) op Hawaï. Deze beide faciliteiten speuren de nachthemel af naar tijdelijke objecten die snel van helderheid veranderen, zoals supernova’s. De ware omvang van de explosie werd pas duidelijk nadat het team het object nader had bestudeerd met diverse telescopen, waaronder de Europese New Technology Telescope in het noorden van Chili en de Telescopio Canarias in La Palma in Spanje. Er zijn verschillende theorieën over wat een explosie van deze omvang kan hebben veroorzaakt, maar de astronomen vermoeden dat een extreem grote wolk waterstofgas of stof uit zijn baan om het zwarte gat is geraakt en daar naar binnen is gevlogen. Ze zijn inmiddels bezig om meer gegevens over de explosie te verzamelen, onder meer op röntgengolflengten. Dan zal wellicht blijken hoe heet het object is en welke onderliggende processen er plaatsvinden. Ook zal met behulp van computersimulaties worden onderzocht of de huidige theorie over de oorzaak van de explosie kan kloppen. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers reveal the largest cosmic explosion ever seen
Een internationaal team, onder leiding van LI Di van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC), heeft ontdekt dat de magnetische omgeving van de repeterende snelle ‘radioflitser’ FRB 20190520B sterke veldomkeringen vertoont. Dat kan erop wijzen dat dit ongeveer drie miljard lichtjaar verre object een begeleider heeft (Science, 11 mei). Snelle radioflitsen – Fast Radio Bursts (FRBs) in het Engels – zijn korte maar krachtige pulsen van radiostraling die van bronnen ver buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn. De pulsen duren slechts een paar duizendsten van een seconde en zijn doorgaans eenmalig en onvoorspelbaar. Maar er zijn uitzonderingen: zo produceert FRB 20190520B – in 2019 ontdekt met de grote Chinese radiotelescoop FAST – enkele radioflitsen per uur, wat hem tot een ideaal doelwit maakt voor geplande waarnemingen met meerdere radiotelescopen. LI Di en zijn collega’s hebben FRB 20190520B recent waargenomen met de Parkes-radiotelescoop in Australië en de Green Bank-radiotelescoop in de VS. Bij een gecombineerde analyse van de daarbij verzamelde gegevens hebben de astronomen de polarisatie-eigenschappen van dit object gemeten en daarbij vastgesteld dat zijn zogeheten Faraday-rotatie sterk fluctueert. Dit wijst erop dat de magnetische velden in de omgeving van dit object omkeringen vertonen. De oorzaak van deze veldomkeringen – ook wel ompolingen genoemd – wordt gezocht bij een ‘schild’ van plasma dat minimaal 300 miljoen kilometer van de bron van de snelle radioflitsen verwijderd is. De onderzoekers suggereren nu dat de radiopulsen van FRB 20190520B door de halo van een begeleidend object gaan. Dat zou een zwart gat kunnen zijn, maar ook een zware ster die hevige sterrenwinden produceert. (EE)
Meer informatie:
→ Researchers discover twisted fields around mysterious fast radio burst
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie diverse Nederlandse onderzoekers heeft voor het eerst het gas benzeen (C6H6) waargenomen in een planeetvormende schijf rond een jonge ster. Naast benzeen zagen ze veel andere, kleinere koolstofverbindingen en weinig zuurstofrijke moleculen. De waarnemingen duiden erop dat de planeten die in deze schijf ontstaan, net als onze aarde, relatief weinig koolstof bevatten (Nature Astronomy, 11 mei). De onderzoekers bestudeerden de jonge, lichte ster J160532 (een tiende van de massa van de zon) op zo’n vijfhonderd lichtjaar van ons vandaan in de richting van het sterrenbeeld Schorpioen. Rond zulke jonge kleine sterren ontstaan veel rotsachtige planeten die lijken op de aarde. Tot nu toe was het lastig om moleculen in het warme binnendeel van de stofschijven rond zulke sterren te onderzoeken, omdat eerdere generaties telescopen niet de benodigde gevoeligheid en spectrale resolutie hadden. Bij hun nieuwe onderzoek hebben de wetenschappers gegevens gebruikt van de MIRI-spectrometer van de Webb-ruimtetelescoop. MIRI kan dwars door stofwolken heen kijken en meet met name het warme gas. Het hart van de MIRI-spectrometer is ontworpen en gebouwd door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Naast de eerste waarneming ooit van benzeen in een planeetvormende schijf zagen de onderzoekers ook voor het eerst de koolwaterstof diacetyleen (C4H2) Verder bevat de schijf een buitengewoon grote hoeveelheid acetyleengas (C2H2). Dat is een zeer reactieve koolwaterstof. Opvallend was dat zich weinig water en kooldioxide in de schijf bevindt. Die verbindingen worden wel vaak in andere planeetvormende schijven rond zonachtige sterren aangetroffen. De onderzoekers vermoeden dat het benzeen en de (di)acetyleengassen in de schijf terecht zijn gekomen doordat koolstofrijke stofkorrels in de buurt van de actieve jonge ster vernietigd worden. Daardoor komen de koolstofverbindingen vrij uit het stof. Het gruis dat overblijft, bevat silicaten met relatief weinig koolstof. In een latere fase klontert het koolstofarme gruis samen tot grotere brokken. Dat worden uiteindelijk rotsachtige planeten zoals de aarde. Dit scenario kan ook verklaren waarom onze aarde zo arm is aan koolstof. Ondertussen zijn de onderzoekers de gegevens van ruim dertig andere stofschijven rond jonge sterren aan het uitwerken, later dit jaar volgen er nog eens twintig. De verwachting is dat ze daarmee andere moleculen ontdekken en meer kennis opdoen over het ontstaan van rotsachtige planeten in schijven rond kleine en grotere sterren.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Met behulp van ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) hebben astronomen een uitgebreide infraroodatlas gemaakt van vijf nabijgelegen stellaire kraamkamers. Daartoe hebben ze meer dan een miljoen afzonderlijke opnamen samengevoegd. Op de grote mozaïeken zijn jonge sterren-in-wording te zien, ingebed in dikke stofwolken. Dankzij deze waarnemingen beschikken astronomen over een uniek hulpmiddel om het ingewikkelde vraagstuk van de geboorte van sterren te ontcijferen (Astronomy & Astrophysics, 11 mei). Sterren ontstaan wanneer wolken van gas en stof onder hun eigen zwaartekracht samentrekken, maar de details van hoe dit gebeurt worden niet volledig begrepen. Hoeveel sterren worden er uit een wolk geboren? Hoe zwaar zijn ze? Hoeveel sterren zullen ook planeten hebben? Om deze vragen te beantwoorden, heeft een team onder leiding van Stefan Meingast (Universiteit van Wenen, Oostenrijk) vijf nabije stervormingsgebieden onderzocht met de VISTA-telescoop van de ESO-sterrenwacht op Paranal (Chili). Met VISTA’s infraroodcamera VIRCAM ving het team licht op dat diep uit de stofwolken afkomstig was. Het stof onttrekt deze jonge sterren aan ons zicht, waardoor ze voor onze ogen vrijwel onzichtbaar zijn. Alleen op infrarode golflengten kunnen we diep in deze wolken kijken en de sterren-in-wording bestuderen. Bij het onderzoek, VISIONS geheten, zijn stervormingsgebieden onder de loep genomen in de sterrenbeelden Orion, Slangendrager, Kameleon, Zuiderkroon en Wolf. Deze gebieden zijn minder dan 1500 lichtjaar van ons verwijderd en beslaan een enorm stuk hemel. Verspreid over een periode van vijf jaar heeft het team meer dan een miljoen opnamen gemaakt. De afzonderlijke beelden werden vervolgens samengevoegd tot de nu vrijgegeven grote mozaïeken met hun uitgestrekte kosmische ‘landschappen’. Op de detailrijke panorama’s zijn donkere stofconcentraties, gloeiende wolken, pasgeboren sterren en de verre achtergrondsterren van de Melkweg herkenbaar. Omdat elk gebied meerdere keren is gefotografeerd, kunnen astronomen met de VISIONS-gegevens ook de bewegingen van jonge sterren onderzoeken. Dat is geen gemakkelijke opgave, omdat de schijnbare verplaatsing van deze sterren vanaf de aarde gezien zo klein is als de breedte van een mensenhaar op tien kilometer afstand. VISIONS legt de basis voor toekomstige waarnemingen met andere telescopen, zoals ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in Chili wordt gebouwd en later dit decennium operationeel moet worden. Met de ELT zullen astronomen straks ongekend nauwkeurig kunnen inzoomen op specifieke gebieden, om de daar aanwezige jonge sterren onder de loep te nemen. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Een team van onderzoekers onder leiding van Eliza Kempton (Universiteit van Maryland, VS) heeft ontdekt dat GJ 1214b, een exoplaneet op veertig lichtjaar van de aarde, te heet is om ‘leefbaar’ te zijn, maar dat zijn atmosfeer waarschijnlijk waterdamp bevat – mogelijk zelfs aanzienlijke hoeveelheden – en voornamelijk bestaat uit moleculen die zwaarder zijn dan waterstof (Nature, 10 mei). Astronomen doen al meer dan tien jaar pogingen om GJ 1214b nader te bestuderen. Het grootste obstakel daarbij is de dikke laag smog die de planeet omhult en aan het zicht van ruimtetelescopen onttrekt. Een team van onderzoekers onder leiding van Eliza Kempton (Universiteit van Maryland, VS) heeft nu de Webb-ruimtetelescoop ingezet om de atmosfeer van deze zogeheten sub-Neptunus – een planeet die groter is dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus – te onderzoeken. Daarbij is voor het eerst het licht van een exoplaneet van dit type rechtstreeks gedetecteerd. Sub-Neptunussen zijn het meest voorkomende soort planeten in ons Melkwegstelsel, al komen ze in ons zonnestelsel niet voor. Ondanks zijn troebele atmosfeer meenden Kempton en haar collega’s dat GJ 1214b nog steeds de beste kans bood om de atmosfeer van zo’n sub-Neptunus waar te nemen, omdat hij om een weliswaar heldere, maar zeer kleine ster – een zogeheten rode dwerg – cirkelt. Webb detecteert licht van langere golflengten dan eerdere ruimtetelescopen, wat het mogelijk maakt om de door GJ 1214b uitgestraalde warmte te meten en een temperatuurkaart van de planeet te maken. De onderzoekers maten het infrarode licht dat GJ 1214b over een periode van ongeveer veertig uur – de tijd die de planeet nodig heeft om eenmaal rond zijn ster te draaien – uitzond. Bij de overgang van dag naar nacht, hangt de hoeveelheid warmte die van de ene naar de andere kant van een planeet opschuift grotendeels af van de samenstelling van diens atmosfeer. Uit de warmteschommelingen die in de atmosfeer van GJ 1214b optreden leiden de astronomen af dat zijn atmosfeer niet grotendeels uit waterstof kan bestaan, maar mogelijk wel veel waterdamp bevat. Ook eerdere waarnemingen met de ‘oude’ Hubble-ruimtetelescoop wezen er al op dat GJ 1214b een ‘waterwereld’ zou kunnen zijn – de term die astronomen losjes gebruiken voor een planeet die aanzienlijke hoeveelheden water bevat. De nieuwe Webb-gegevens tonen sporen van water, methaan of een mengsel van beide. Deze verbindingen komen overeen met de subtiele absorptie van licht in het door Webb waargenomen golflengtegebied. Verdere onderzoek zal nodig zijn om de exacte samenstelling van de atmosfeer van de planeet vast te stellen. De onderzoekers deden daarnaast nog een verrassende ontdekking: GJ 1214b is sterk reflecterend. De planeet bleek wat minder heet dan verwacht, wat betekent dat er iets in zijn atmosfeer zit dat licht weerkaatst. Eerder dachten onderzoekers dat de hoge laag van smog in de atmosfeer van GJ 1214b een donkere, roetachtige substantie zou kunnen zijn die licht absorbeert, maar de ontdekking dat de exoplaneet zoveel licht weerkaatst, maakt dat twijfelachtig. (EE)
Meer informatie:
→ Researchers measure the light emitted by a sub-Neptune planet’s atmosphere for the first time
Onderzoek door een onderzoeksteam van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), onder leiding van Jorge Sanchez Almeida, wijst erop dat een vreemde dunne structuur van sterren die onlangs met de Hubble-ruimtetelescoop is ontdekt waarschijnlijk een sterrenstelsel is dat we van opzij zien (Astronomy and Astrophysics Letters, 9 mei). Het raadselachtige spoor van sterren op acht miljard lichtjaar afstand werd eerder dit jaar opgemerkt door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Nederlander Pieter van Dokkum van de Yale Universiteit (VS). Dit team kwam met de nogal opmerkelijke hypothese dat de structuur mogelijk het werk was van een superzwaar zwart dat met hoge snelheid door de ruimte beweegt en daarbij intergalactisch gas zodanig in beroering heeft gebracht dat zich daarin nieuwe sterren hebben gevormd. Andere astronomen wezen er al snel op dat er ook minder exotische verklaringen voor te vinden waren. In hun recente onderzoek zijn Almeida en zijn team tot de conclusie gekomen dat deze ongewone structuur van sterren niets anders is dan een fors sterrenstelsel zonder centrale uitstulping waar we van opzij tegenaan kijken. Ter onderbouwing hebben de IAC-onderzoekers het vreemde object vergeleken met een bekend sterrenstelsel op kleinere afstand, IC 5249, dat een vergelijkbare hoeveelheid sterren bevat. Ook hebben ze gekeken naar het verband tussen de massa van het vermoedelijke sterrenstelsel en zijn maximale rotatiesnelheid (de zogeheten Tully–Fisher-relatie). Daarbij hebben ze vastgesteld dat het object niet alleen lijkt op een sterrenstelsel, maar zich ook zo gedraagt. Toch blijft het volgens Almeida een interessant object, omdat het een vrij groot sterrenstelsel betreft op een afstand waar de meeste sterrenstelsels kleiner zijn. Er zullen dus zeker nog meer waarnemingen van worden gedaan. (EE)
Meer informatie:
→ The mystery of the runaway supermassive black hole, solved
De Nederlandse Wetenschapsorganisatie NWO heeft een subsidie van 3,45 miljoen euro toegekend aan een Nederlands team om, samen met Britse en Namibische astronomen, een telescoop te bouwen in Namibië. De telescoop helpt mee om kleurenfilms van zwarte gaten te maken en wordt de allereerste millimetergolf-radiotelescoop in Afrika om dit doel te verwezenlijken. De telescoop zal deel gaan uitmaken van het wereldwijde Event Horizon Telescope-netwerk dat in 2019 en 2022 de eerste beelden van twee superzware zwarte gaten presenteerde. Dankzij de NWO-subsidie kan de bouw van de Africa Millimetre Telescope (AMT) in Namibië nu van start gaan. De AMT, die zich op het zuidelijk halfrond bevindt, zal een uitstekend zicht hebben op het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel en een cruciale schakel vormen tussen telescopen in Europa, Zuid- en Latijns-Amerika en op de Zuidpool. De subsidie is toegekend aan een nationaal consortium van de vier NOVA-sterrenkunde-instituten in Nederland, in samenwerking met het NWO-instituut ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie, en het Joint Institute for VLBI ERIC (JIVE). De Universiteit van Oxford en de Universiteit van Namibië (UNAM) zijn internationale partners in het voorstel. Het Radboud Radio Lab is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de telescoop en de instrumenten, in samenwerking met de Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON. De bouw en exploitatie van de telescoop wordt mede ondersteund door een garantie van 12 miljoen euro van de Radboud Universiteit. In 2022 kende de Europese Onderzoeksraad (ERC) al 14 miljoen euro toe aan het team voor wetenschappelijke onderzoek met de AMT.
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
Astronomen hebben, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, het warme stof rond de nabije jonge ster Fomalhaut in beeld gebracht, en zo de eerste planetoïdengordel die ooit buiten ons zonnestelsel is waargenomen in infraroodlicht kunnen bestuderen. Tot hun verrassing bleken de stofstructuren rond de ster veel complexer dan de planetoïdengordel en Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel. In totaal blijkt het om drie in elkaar geneste gordels te gaan, die zich uitstrekken tot op 23 miljard kilometer van de ster – 150 keer de afstand van de aarde tot de zon (Nature Astronomy, 8 mei). Fomalhaut is de helderste ster van het sterrenbeeld Zuidervis en vanaf het zuidelijk halfrond gemakkelijk waarneembaar met het blote oog. De stofgordels rond de ster bestaan uit puin dat is vrijgekomen bij botsingen tussen kleine hemellichamen, vergelijkbaar met planetoïden en kometen. Ze worden waarschijnlijk in stand gehouden door de zwaartekracht van planeten, net zoals de planeten Jupiter en Neptunus de planetoïdengordel en Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel in bedwang houden. Eerder hadden de ruimtetelescopen Hubble en Herschel en de radiotelescoop ALMA al scherpe opnamen gemaakt van de buitenste gordel van Fomalhaut, maar de binnenste gordel was op die beelden niet te zien. Webb heeft ook een grote stofwolk in beeld gebracht die vermoedelijk is veroorzaakt door een botsing tussen twee planetaire ‘bouwstenen’ in de buitenste gordel van Fomalhaut. Dit is een andere structuur dan de vermeende planeet die in 2013 op beelden van de Hubble-ruimtetelescoop te zien was, maar in 2014 alweer was verdwenen. De meest plausibele verklaring is dat de nieuwe stofwolk, net als zijn voorganger, is veroorzaakt door een botsing tussen twee planetaire bouwstenen. Het idee dat sterren omgeven kunnen zijn door een protoplanetaire schijf gaan terug tot het einde van de achttiende eeuw, toen de geleerden Immanuel Kant en Pierre-Simon Laplace onafhankelijk van elkaar de theorie ontwikkelden dat de zon en haar planeten zijn ontstaan uit een draaiende gaswolk die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrok en platter werd. Puinschijven zoals die rond Fomalhaut ontwikkelen zich pas ná de vorming van planeten. Ze zijn het bewijs dat kleine hemellichamen zoals planetoïden met elkaar in botsing kunnen komen en daarbij enorme wolken van stof en ander puin achterlaten. (EE)
Meer informatie:
→ Webb Looks for Fomalhaut's Asteroid Belt and Finds Much More
